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【花雕动手做】有趣好玩音乐可视化（25）--水龙卷旋涡灯

2022-09-271.3万
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本文介绍了音乐可视化项目——水龙卷旋涡灯。从最简单的开始，实际动手做试验，逐步积累音乐频谱可视化的资料。涉及FFT和FHT等复杂算法，适合零基础新手入门。
偶然心血来潮，想要做一个声音可视化的系列专题。这个专题的难度有点高，涉及面也比较广泛，相关的FFT和FHT等算法也相当复杂，不过还是打算从最简单的开始，实际动手做做试验，耐心尝试一下各种方案，逐步积累些有用的音乐频谱可视化的资料，也会争取成型一些实用好玩的音乐可视器项目。

偶然看到一张水龙卷的图片，感觉挺震撼的，于是就有了这个念头——尝试做个小小的水龙卷旋涡灯。

【花雕动手做】有趣好玩音乐可视化（25）--水龙卷旋涡灯图1

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本项目采用 None(不开放任何权利，保留所有权利) 进行许可。

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作者
实验的视频记录
优酷：https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwNTk2MjQwMA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
B站：https://www.bilibili.com/video/BV1qV4y1N7pS/?vd_source=98c6b1fc23b2787403d97f8d3cc0b7e5
[media=x,500,375]https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwNTk2MjQwMA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1[/media]
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作者
[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font=Consolas, "][color=#95a5a6] 【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（25）--水龙卷旋涡灯[/font][/backcolor][/color]
[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font=Consolas, "][color=#95a5a6] 项目程序之三：水龙卷多彩MegunoLink音乐节拍灯[/font][/backcolor][/color]
[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font=Consolas, "][color=#95a5a6] 模块接线：WS2812B接D6[/font][/backcolor][/color]
[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font=Consolas, "][color=#95a5a6] MAX4466 UNO[/font][/backcolor][/color]
[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font=Consolas, "][color=#95a5a6] VCC 5V[/font][/backcolor][/color]
[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font=Consolas, "][color=#95a5a6] GND GND[/font][/backcolor][/color]
[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font=Consolas, "][color=#95a5a6] OUT A0[/font][/backcolor][/color]
[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font=Consolas, "][color=#95a5a6]
[/font][/backcolor][/color]
[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font=Consolas, "][code]/*
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（25）--水龙卷旋涡灯
项目程序之三：水龙卷多彩MegunoLink音乐节拍灯
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466 UNO
VCC 5V
GND GND
OUT A0
*/
#include
#include
#include
#define N_PIXELS 16
#define MIC_PIN A0
#define LED_PIN 6
#define NOISE 10
#define TOP (N_PIXELS+2)
#define LED_TYPE WS2811
#define BRIGHTNESS 10
#define COLOR_ORDER GRB
CRGB leds[N_PIXELS];
int lvl = 0, minLvl = 0, maxLvl = 10;
ExponentialFilter ADCFilter(5, 0);
void setup() {
FastLED.addLeds(leds, N_PIXELS).setCorrection(TypicalLEDStrip);
FastLED.setBrightness(BRIGHTNESS);
}
void loop() {
int n, height;
n = analogRead(MIC_PIN);
n = abs(1023 - n);
n = (n <= NOISE) ? 0 : abs(n - NOISE);
ADCFilter.Filter(n);
lvl = ADCFilter.Current();
// Serial.print(n);
// Serial.print(" ");
// Serial.println(lvl);
height = TOP * (lvl - minLvl) / (long)(maxLvl - minLvl);
if (height < 0L) height = 0;
else if (height > TOP) height = TOP;
for (uint8_t i = 0; i < N_PIXELS; i++) {
if (i >= height) leds[i] = CRGB(0, 0, 0);
else leds[i] = Wheel( map( i, 0, N_PIXELS - 1, 30, 150 ) );
}
FastLED.show();
}
CRGB Wheel(byte WheelPos) {
if (WheelPos < 85)
return CRGB(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);
else if (WheelPos < 170) {
WheelPos -= 85;
return CRGB(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3);
} else {
WheelPos -= 170;
return CRGB(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3);
}
}[/code]
[/font][/backcolor]
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作者
实验的视频记录
优酷：https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwNzYxNDA2NA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
B站：https://www.bilibili.com/video/BV1ke4y1r7Y8/?vd_source=98c6b1fc23b2787403d97f8d3cc0b7e5
[media=x,500,375]https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwNzYxNDA2NA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1[/media]
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[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font=Consolas, "][color=#95a5a6] 【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（25）--水龙卷旋涡灯
项目程序之二：水龙卷音乐反应节奏灯
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466 UNO
VCC 5V
GND GND
OUT D6


[code]/*
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（25）--水龙卷旋涡灯
项目程序之二：水龙卷音乐反应节奏灯
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466 UNO
VCC 5V
GND GND
OUT D6
*/
#include
#define LED_PIN 6
#define NUM_LEDS 16
CRGB leds[NUM_LEDS];
uint8_t hue = 0;
int soundsensor = A0;
void setup() {
delay(2000);
FastLED.addLeds(leds, NUM_LEDS);
FastLED.setBrightness(255);
pinMode(soundsensor, INPUT);
}
void loop() {
int sensval = digitalRead(soundsensor);
if (sensval == 1) {
leds[0] = CRGB :: Red;
fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB :: Blue);
rainbow_moving();
FastLED.show();
delay(10);
}
else {
leds[0] = CRGB :: Black;
fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB :: Black);
FastLED.show();
delay(10);
}
}
void rainbow_moving() {
for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
leds[i] = CHSV(hue + (i * 10), 255, 255);
}
EVERY_N_MILLISECONDS(10) {
hue++;
}
}[/code]
[/font][/backcolor][/color]
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实验的视频记录2
优酷：https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwNTcyMDA4OA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
B站：https://www.bilibili.com/video/BV1jV4y1T7ib/?vd_source=98c6b1fc23b2787403d97f8d3cc0b7e5
[media=x,500,375]https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwNTcyMDA4OA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1[/media]
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作者
实验场景图

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实验的视频记录
优酷：https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwNTcyMDA0NA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
B站：https://www.bilibili.com/video/BV1Ke4y1r7XQ/?vd_source=98c6b1fc23b2787403d97f8d3cc0b7e5
[media=x,500,375]https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwNTcyMDA0NA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1[/media]
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实验场景图 动态图

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实验场景图

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[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font=Consolas, "][color=#95a5a6] 【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（25）--水龙卷旋涡灯
项目程序之一：四色彩灯循环测试
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466 UNO
VCC 5V
GND GND
OUT D6


[code]/*
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（25）--水龙卷旋涡灯
项目程序之一：四色彩灯循环测试
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466 UNO
VCC 5V
GND GND
OUT D6
*/
#include
#define LEDPIN 6
#define NUMOFLEDS 16
CRGB leds[NUMOFLEDS];
void setup() {
FastLED.addLeds(leds, NUMOFLEDS);
}
void loop() {
for (int i = 0; i <= 15; i++) {
leds[i] = CRGB(0, 0, 255);
FastLED.show();
delay(40);
}
for (int i = 15; i >= 0; i--) {
leds[i] = CRGB(255, 0, 0);
FastLED.show();
delay(40);
}
for (int i = 0; i <= 15; i++) {
leds[i] = CRGB(0, 255, 0);
FastLED.show();
delay(40);
}
for (int i = 15; i >= 0; i--) {
leds[i] = CRGB(255, 255, 255);
FastLED.show();
delay(40);
}
}[/code]
[/font][/backcolor][/color]
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试了一下，功率太小，没有旋涡......

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接上水管

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水泵的功率有点小

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简易防水灯带安装在饮料瓶子上

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主要特点
1、智能反接保护，电源反接不会损坏IC。
2、IC控制电路与LED点光源公用一个电源。
3、控制电路与RGB芯片集成在一个5050封装的元器件中，构成一个完整的外控像素点。
4、内置信号整形电路，任何一个像素点收到信号后经过波形整形再输出，保证线路波形畸变不会累加。
5、内置上电复位和掉电复位电路。
6、每个像素点的三基色颜色可实现256级亮度显示，完成16777216种颜色的全真色彩显示，扫描频率不低于400Hz/s。
7、串行级联接口，能通过一根信号线完成数据的接收与解码。
8、任意两点传传输距离在不超过5米时无需增加任何电路。
9、当刷新速率30帧/秒时，级联数不小于1024点。
10、数据发送速度可达800Kbps。
11、光的颜色高度一致，性价比高。
应用领域
具有低电压驱动，环保节能，亮度高，散射角度大，一致性好，超低功率，超长寿命等优点。将控制电路集成于LED上面，电路变得更加简单，体积小，安装更加简便。主要应用领域，LED全彩发光字灯串，LED全彩模组， LED全彩软灯条硬灯条，LED护栏管。LED点光源，LED像素屏，LED异形屏，各种电子产品，电器设备跑马灯等。

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作者
[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font="]WS2812B[/font][/backcolor]
[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font="]是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源。其外型与一个5050LED灯珠相同，每个元件即为一个像素点。像素点内部包含了智能数字接口数据锁存信号整形放大驱动电路，还包含有高精度的内部振荡器和12V高压可编程定电流控制部分，有效保证了像素点光的颜色高度一致。数据协议采用单线归零码的通讯方式，像素点在上电复位以后，DIN端接受从控制器传输过来的数据，首先送过来的24bit数据被第一个像素点提取后，送到像素点内部的数据锁存器，剩余的数据经过内部整形处理电路整形放大后通过DO端口开始转发输出给下一个级联的像素点，每经过一个像素点的传输，信号减少24bit。像素点采用自动整形转发技术，使得该像素点的级联个数不受信号传送的限制，仅仅受限信号传输速度要求。[/font][/backcolor]
[backcolor=rgb(255, 255, 255)][font="]
[/font][/backcolor]

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作者
仍旧使用WS2812灯带来做实验，多加一个简易防水套子

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本项目采用 None(不开放任何权利，保留所有权利) 进行许可。

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