【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（19）

偶然心血来潮，想要做一个音乐可视化的系列专题。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。

上回项目17，第一次接触光导纤维，还整了50米长，实验的结果一般般。光纤只是端面亮，亮一点，光量太少了。这次搜寻到一种侧面亮的光导纤维（我给它起名叫做通体光纤），不同品种，规格是直径1.5mm，一下子收了500厘米长，期望输送光量效果好一些。

裁剪为长短不一的50段光纤

WS2812B采用四位模块

WS2812B
是一种将控制电路和rgb芯片集成在一起的智能控制led光源。5050组件的包装。内部包括智能数字端口数据锁存和信号整形放大驱动电路。还包括精密内部振荡器和12V电压可编程恒流控制部分，有效保证了像素点光色高度一致。数据传输协议采用单NZR通信方式。像素上电复位后，DIN端口接收数据来自控制器，第一个像素收集初始24位数据，然后发送到内部数据锁存器，其他数据由内部信号整形放大电路通过DO端口发送到下一个级联像素进行整形。后对于每个像素的传输，信号要减少24位。像素采用自动整形传输技术，使像素级联数不受信号传输的限制，只取决于信号传输的速度。复位时间>280μs，中断时不会造成误复位，支持较低频率，价格低廉单片机。刷新频率更新到2kHz，画面频率低，高清摄像机无闪烁，提高出色的展示效果。LED具有驱动电压低、环保节能、亮度高、散射角大、一致性好、功率低、寿命长等优点。集成在led上的控制芯片越来越多电路简单，体积小，安装方便。

四位模块电原理图

声音模块，使用性价比更高的MAX4466声音传感器。

MAX4466模块特点
电源电压：+2.4V至+5.5V（可直接接STM/ARDUNIO/树莓派等开发板）
电源抑制比：112dB
共模抑制比：126dB
AVOL：125dB（RL = 100kΩ) 轨到轨输出
静态电源电流：24μA
增益带宽：600kHz
尺寸：20.8mm x 13.8mm x 7.5mm/0.8 x 0.5 x 0.3inch

MAX4466
是微功率运算放大器，经过优化，可用作麦克风前置放大器。它们提供了优化的增益带宽产品与电源电流的理想组合，以及超小型封装中实现低电压工件环境。 MAX4466具有增益稳定特性，仅需24μA的电源电流即可提供200kHz的增益带宽。经过解压缩，可实现+5V/V的最小稳定增益，并提供600KHZ增益带宽。此外这些放大器具有轨到轨输出，高 AVOL ，以及出色的电源抑制和共模抑制比，适合在嘈杂环境中工作。广泛应用于蜂窝电话、数字复读装置、耳机、助听器、麦克风前置放大器、便携计算机和语音识别系统中。

该模块在 Vcc 和接地引线上都包含铁氧体，以最大限度地减少电源噪声。如果与 MCU 一起使用，最好使用 2.4V – 5.5V 范围内可用的最安静的电源。在 Arduino 上，这通常是 3.3V 电源。

输出是直流耦合的。当输出信号处于静止状态时，它将位于 Vcc/2。如果 Vcc 为 5V，则输出将为 2.5V。如果输出需要交流耦合，可以在输出引脚和它驱动的电路的输入之间增加一个100uF的电容。

背面的小型单圈电位器可让您将增益从 25x 调整到 125x。逆时针旋转电位器会增加增益，而逆时针旋转会降低增益。

用橡皮筋把光纤扎成一束

  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（19）--通体光纤灯
  项目程序之一：绿色单灯循环测试
  模块接线：WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          D7

/*
  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（19）--通体光纤灯
  项目程序之一：绿色单灯循环测试
  模块接线：WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          D7
*/

#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#define PIN 6
#define MAX_LED 6

#define ADD true
#define SUB false

int val = 0;
boolean stat = ADD;

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel( MAX_LED, PIN, NEO_RGB + NEO_KHZ800 );

void setup() {
  strip.begin();
  strip.show();
}

void loop() {
  uint8_t i, a = 0;
  uint32_t color = strip.Color(255, 100, 0);

  while (a < 7)
  {
    for (i = 0; i < 6; i++)
    {
      if (i == a) strip.setPixelColor(i, color);
      else strip.setPixelColor(i, 0);
    }
    strip.show();
    delay(100);
    a++;
  }
}
复制代码

实验场景图

实验场景图  动态图

  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（19）--通体光纤灯
  项目程序之二：通体光纤灯简易流动变色测试
  模块接线：WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          D7

/*
  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（19）--通体光纤灯
  项目程序之二：通体光纤灯简易流动变色测试
  模块接线：WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          D7
*/

#include <FastLED.h>
#define LED_PIN     6
#define NUM_LEDS    4
CRGB leds[NUM_LEDS];

void setup() {
  FastLED.addLeds<WS2812, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
}

void loop() {
  for (int i = 0; i <= 3; i++) {
    leds[i] = CRGB ( 0, 0, 255);
    FastLED.show();
    delay(200);
  }
  for (int i = 3; i >= 0; i--) {
    leds[i] = CRGB ( 255, 0, 0);
    FastLED.show();
    delay(200);
  }
  for (int i = 0; i <= 3; i++) {
    leds[i] = CRGB ( 0, 255, 0);
    FastLED.show();
    delay(200);
  }
}
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实验场景图

实验场景图  动态图

  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（19）--通体光纤灯
  项目程序之三：FastLED音乐反应节奏灯
  模块接线：WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          A0

/*
  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（19）--通体光纤灯
  项目程序之三：FastLED音乐反应节奏灯
  模块接线：WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          A0
*/

#include<FastLED.h>
#define LED_PIN 6
#define NUM_LEDS 4

CRGB leds[NUM_LEDS];
uint8_t hue = 0;
int soundsensor = A0;

void setup() {
  delay(3000);
  FastLED.setBrightness(255);
  pinMode(soundsensor, INPUT);
  FastLED.addLeds<WS2812B, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
}

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(100);
  }
  else {
    leds[0] = CRGB :: Black;
    fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB :: Black);
    FastLED.show();
    delay(100);
  }
}

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

实验的视频记录（3分41秒）

https://v.youku.com/v_show/id_XN ... hcb.playlsit.page.1

  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（19）--通体光纤灯
  项目程序之四：通体光纤音乐反应灯
  模块接线：WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          D7

/*
  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（19）--通体光纤灯
  项目程序之四：通体光纤音乐反应灯
  模块接线：WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          D7
*/

#define FASTLED_INTERRUPT_RETRY_COUNT 0
//#define FASTLED_ESP8266_RAW_PIN_ORDER

#include <FastLED.h>
#define NUM_LEDS 4
CRGB leds[NUM_LEDS];

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

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

void loop () {
  val = digitalRead(sensorPin);
  Serial.println (val);
  if (val == HIGH) {
    leds[0] = CRGB(250, 0, 0);
    FastLED.show();
    delay(8);
    leds[1] = CRGB(0, 250, 0);
    FastLED.show();
    delay(8);
    leds[2] = CRGB(0, 0, 250);
    FastLED.show();
    delay(8);
    leds[3] = CRGB(250, 0, 250);
    FastLED.show();
    delay(8);
  }
  else {
    leds[4] = CRGB(250, 20, 20);
    FastLED.show();
  }
  FastLED.clear();
}
复制代码

实验的视频记录（3分30秒）

https://v.youku.com/v_show/id_XN ... hcb.playlsit.page.1

【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
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【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
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【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
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【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（9）---X Music Spectrum
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【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
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【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
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【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化（24）--无限LED镜子灯
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【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化（27）--磁搅LED水旋灯
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