【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（4）

偶然脑子发热心血来潮，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。

【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（4）---WS2812条灯
项目所需材料如下：

Arduino 系列传感器和执行器模块实验目录清单：
一块扩展板完成Arduino的10类37项实验（代码+图形+仿真）
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-280845-1-1.html
连杆形式的腿机构十一种：盘点机器人行走背后的机械原理
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308097-1-1.html
【花雕动手做】超低成本，尝试五十元的麦克纳姆轮小车！
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-307863-1-1.html
【花雕动手做】超迷你哦，用徽商香烟盒做个智能小车！
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-307907-1-1.html
【花雕动手做】太搞笑啦，一支胶管制成二只蠕动机器人
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308046-1-1.html
【花雕动手做】快餐盒盖，极低成本搭建机器人实验平台
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308063-1-1.html
【花雕动手做】特别苗条，使用微波传感器控制的纤细小车
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308866-1-1.html
【花雕动手做】脑洞大开、五花八门的简易机器人66种
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-307900-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（1）---LED节奏灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311167-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（2）---OLED频谱灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311174-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（3）---RGB律动灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311183-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（4）---WS2812条灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311190-1-1.html

实验一百五十八：QMC5883L电子指南针罗盘模块 三轴磁场传感器GY-271
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308195-1-1.html
实验一百六十三：BMI160 6轴惯性运动传感器 16位3轴加速度+超低功耗3轴陀螺仪  I2C/SPI 14LGA
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310371-1-1.html
实验一百六十五：2.4 英寸 TFT LCD 触摸屏模块 XPT2046 PCB ILI9341 240x320 像素 8 位 SPI 串口显示器 300mA
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-309803-1-1.html
实验一百七十六：6mm大尺寸8x8LED方块方格点阵模块 可级联 红绿蓝白色 可选8级亮度
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-309845-1-1.html
实验一百七十九：0.66英寸OLED显示模块 液晶屏模块IIC/I2C接口 64*48像素 SSD1306驱动芯片
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311179-1-1.html
实验一百八十一：1.3寸OLED液晶屏  I2C IIC通信 4针模块 1106/1306驱动 128*64像素
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311123-1-1.html
实验一百八十三：GY-530 VL53L0X 激光测距 ToF测距 飞行时间测距传感器模块 IIC通信协议
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310273-1-1.html
实验一百八十五：MAX4466声音传感器 驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块 microphone
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310193-1-1.html
实验一百八十九：TDA1308 硅麦克风 数字咪头放大模块 拾音器放大板 楼氏SUNLEPHANT
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310246-1-1.html
实验一百九十三：TCS34725颜色识别传感器 RGB IIC明光感应模块 ColorSensor
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310209-1-1.html
实验二百：RCWL-0515微波雷达感应开关 人体感应 智能感应探测传感器 12-15米远距离2.7G微波检测模块
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310313-1-1.html
实验二百零一：OPT101模拟光照传感器 TEMT6000光强度模块 单片光电二极管 YourCee
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311164-1-1.html
实验二百零三：Air724UG合宙 Cat14G模块 DTU物联网UART串口通信数据TCP透传 核心板组合套餐
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310342-1-1.html
实验二百零七：I2C红色8*8LED点阵模块ht16k33驱动1088BS树莓派物联网可扩展编程
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310951-1-1.html
实验二百零九：Gravity: I2C & UART BC20 NB-IoT & GNSS通信模块 NB-IoT广域低功耗无线通信 GPS/北斗精准定位
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310433-1-1.html

【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（1）---LED节奏灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311167-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（2）---OLED频谱灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311174-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（3）---RGB律动灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311183-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（4）---WS2812条灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311190-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（5）---WS2812柱跳灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311192-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（6）---点阵频谱灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311201-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（7）---大方格频谱灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311364-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（8）---四位32段点阵屏
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311490-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（9）---X Music Spectrum
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311627-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（10）---WS2812硬板屏
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311641-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（11）---WS2812幻彩灯带
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313648-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（12）---米管快速节奏灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313708-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（13）---有机棒立柱灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313723-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（14）---水杯水瓶灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313803-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（15）--横排LED方管灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313811-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（16）--热干胶棒棒灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313844-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩音乐可视化系列（17）--光导纤维灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313867-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（18）--LED平面板灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313951-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（19）--通体光纤灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313962-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（20）--首饰盒镜子灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313969-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（21）--CD 光盘灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313984-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（22）--LED无限魔方
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313994-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化（23）--3合1闪点光纤
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-314168-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化（24）--无限LED镜子灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-314180-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩音乐可视化（25）--水龙卷旋涡灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-314231-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩音乐可视化系列（26）--LED 超立方体
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-314244-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化（27）--磁搅LED水旋灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-314273-1-1.html

【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯
  项目之三：12位环形音乐反应灯

  实验开源代码

/*
  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯
  项目之三：12位环形音乐反应灯
*/

#define FASTLED_INTERRUPT_RETRY_COUNT 0
//#define FASTLED_ESP8266_RAW_PIN_ORDER

#include <FastLED.h>
#define NUM_LEDS 12
CRGB leds[NUM_LEDS];

const int ledPin = 6;
int sensorPin = 7;
boolean val = 0;

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(sensorPin, INPUT);
  Serial.begin (9600);
  FastLED.addLeds<WS2812B, ledPin, RGB>(leds, NUM_LEDS);
}

void loop () {
  val = digitalRead(sensorPin);
  Serial.println (val);
  if (val == HIGH) {
    leds[0] = CRGB(180, 0, 0);
    FastLED.show();
    delay(3);
    leds[1] = CRGB(0, 180, 0);
    FastLED.show();
    delay(3);
    leds[2] = CRGB(0, 0, 240);
    FastLED.show();
    delay(3);
    leds[3] = CRGB(150, 0, 240);
    FastLED.show();
    delay(5);
    leds[4] = CRGB(180, 200, 20);
    FastLED.show();
    delay(5);
    leds[5] = CRGB(85, 60, 180);
    FastLED.show();
    delay(10);
    leds[6] = CRGB(50, 220, 20);
    FastLED.show();
    delay(5);
    FastLED.show();
    leds[7] = CRGB(0, 0, 250);
    FastLED.show();
    delay(5);
    FastLED.show();
    leds[8] = CRGB(240, 0, 0);
    FastLED.show();
    delay(10);
    leds[9] = CRGB(0, 250, 0);
    FastLED.show();
    delay(10);
    leds[10] = CRGB(0, 0, 255);
    FastLED.show();
    delay(10);
    leds[11] = CRGB(220, 200, 20);
    FastLED.show();
    delay(10);
  }
  else {
    leds[12] = CRGB(150, 0, 255);
    FastLED.show();
  }
  FastLED.clear();
}
复制代码

WS2812B
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。

WS2812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。

5050高亮LED，内置控制芯片，仅需1个IO口即可控制多个LED
芯片内置整形电路，信号畸变不会累计，稳定显示
三基色256级亮度调剂，16万色真彩显示效果，扫描频率不低于400Hz/S
串行连级接口，能通过一根信号线完成数据的接收与解码
刷新速率30帧/秒时，低速连级模式连级数不小于512点
数据收发速度最高可达800Kbps
高亮LED，光色亮度一致性高
两端有连级接口，可以直接插接

模块电原理图

MAX9814是一款低成本高性能麦克风放大器，具有自动增益控制(AGC)和低噪声麦克风偏置。器件具有低噪声前端放大器、可变增益放大(VGA)、输出放大器、麦克风偏置电压发生器和AGC控制电路。
●自动增益控制(AGC)  
●3种增益设置(40dB、50dB、60dB)  
●可编程动作时间  
●可编程动作和释放时间比  
●电源电压范围2.7V～5.5V   
●低THD：0.04% (典型值)  
●低功耗关断模式  
●内置2V低噪声麦克风偏置

KY-038声音模块特点：
1、使用5v直流电源供电（工作电压3.3V-5V）
2、有模拟量输出AO，实时麦克风电压信号输出
3、有阀值翻转电平输出DO，高/低电平信号输出（0和1）
4、具有高灵敏度，驻极体电容式麦克风（ECM）传感器
5、通过电位计调节灵敏度（图中蓝色数字电位器调节）
6、有电源指示灯，比较器输出有指示灯（使用LM393电压比较器）
7、设有3mm固定螺栓孔，方便安装
8、小板PCB尺寸：3.2cm * 1.7cm
9、可以检测周围环境的声音强度,使用注意：此传感器只能识别声音的有无（根据震动原理）不能识别声音的大小或者特定频率的声音。

  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯
  项目之一： 使用KY—038声音模块的阙值触发WS2812节奏灯条

  实验开源代码

/*
  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯
  项目之一： 使用KY—038声音模块的阙值触发WS2812节奏灯条
*/

#include<FastLED.h>
#define LED_PIN 6
#define NUM_LEDS 8

CRGB leds[NUM_LEDS];
uint8_t hue = 0;
int soundsensor = 7;

void setup() {
  delay(2000);
  Serial.begin(9600);
  FastLED.addLeds<WS2812B, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
  FastLED.setBrightness(255);
  pinMode(soundsensor, INPUT);
}

void loop() {
  int sensval = digitalRead(soundsensor);

  if (sensval == 1) {
    Serial.println("ON");
    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++;
  }
}
复制代码

  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯
  项目之一： 使用KY—038声音模块的阙值触发WS2812节奏灯条

  实验场景图

【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯
  项目之一： 使用KY—038声音模块的阙值触发WS2812节奏灯条


  实验视频剪辑

https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMTgxMjMwOA==.html?firsttime=0

  实验场景动态图

  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯
  项目之二：数字信号驱动的七色节奏灯

  实验开源代码

/*
  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯
  项目之二：数字信号驱动的七色节奏灯
*/

#define FASTLED_INTERRUPT_RETRY_COUNT 0
//#define FASTLED_ESP8266_RAW_PIN_ORDER

#include <FastLED.h>
#define NUM_LEDS 8
CRGB leds[NUM_LEDS];

const int ledPin = 6;
int sensorPin = 7;
boolean val = 0;

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(sensorPin, INPUT);
  Serial.begin (9600);
  FastLED.addLeds<WS2812B, ledPin, RGB>(leds, NUM_LEDS);
}

void loop () {
  val = digitalRead(sensorPin);
  Serial.println (val);
  if (val == HIGH) {
    leds[0] = CRGB(180, 0, 0);
    FastLED.show();
    delay(3);
    leds[1] = CRGB(0, 180, 0);
    FastLED.show();
    delay(3);
    leds[2] = CRGB(0, 0, 240);
    FastLED.show();
    delay(3);
    leds[3] = CRGB(150, 0, 240);
    FastLED.show();
    delay(5);
    leds[4] = CRGB(220, 200, 20);
    FastLED.show();
    delay(5);
    leds[5] = CRGB(85, 60, 180);
    FastLED.show();
    delay(10);
    leds[6] = CRGB(50, 220, 20);
    FastLED.show();
    delay(10);
    FastLED.show();
    leds[7] = CRGB(220, 220, 250);
    FastLED.show();
    delay(10);
    FastLED.show();
  }
  else {
    leds[8] = CRGB(150, 0, 255);
    FastLED.show();
  }
  FastLED.clear();
}
复制代码

【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯
  项目之二：数字信号驱动的七色节奏灯

  实验视频剪辑

https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMTgyNDkwNA==.html?firsttime=0

  实验场景动态图

【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯
  项目之三：12位环形音乐反应灯

  实验场景图

  实验场景动态图

     【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯     项目之三：12位环形音乐反应灯

  实验视频剪辑

https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMTczNDcwOA==.html?firsttime=0

【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯
  项目之四：音乐反应8位环形灯

  实验开源代码

/*
  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（04）---WS2812条灯
  项目之四：音乐反应8位环形灯
*/

#include<FastLED.h>
#define LED_PIN 6
#define NUM_LEDS 8

CRGB leds[NUM_LEDS];
uint8_t hue = 0;
int soundsensor = 7;

void setup() {
  delay(2000);
  Serial.begin(9600);
  FastLED.addLeds<WS2812B, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
  FastLED.setBrightness(255);
  pinMode(soundsensor, INPUT);
}

void loop() {
  int sensval = digitalRead(soundsensor);

  if (sensval == 1) {
    Serial.println("ON");
    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++;
  }
}
复制代码