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[项目] 【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(21)

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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。

找到几张报废的CD 光盘, 还有一只带盖的快餐盒子,尝试搭建一个新型CD 光盘音乐可视化灯。

【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(21)图1

驴友花雕  中级技神
 楼主|

发表于 2022-8-31 10:26:11

  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(21)--CD 光盘灯
  项目程序之二:NeoPixel 灯条测试程序
  模块接线:WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          A0

  1. /*
  2.   【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(21)--CD 光盘灯
  3.   项目程序之二:NeoPixel 灯条测试程序
  4.   模块接线:WS2812B接D6
  5.   MAX4466      UNO
  6.   VCC          5V
  7.   GND         GND
  8.   OUT          A0
  9. */
  10. #include <Adafruit_NeoPixel.h>
  11. #ifdef __AVR__
  12. #include <avr/power.h> // Required for 16 MHz Adafruit Trinket
  13. #endif
  14. // Which pin on the Arduino is connected to the NeoPixels?
  15. // On a Trinket or Gemma we suggest changing this to 1:
  16. #define LED_PIN    6
  17. // How many NeoPixels are attached to the Arduino?
  18. #define LED_COUNT 23
  19. // Declare our NeoPixel strip object:
  20. Adafruit_NeoPixel strip(LED_COUNT, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  21. // Argument 1 = Number of pixels in NeoPixel strip
  22. // Argument 2 = Arduino pin number (most are valid)
  23. // Argument 3 = Pixel type flags, add together as needed:
  24. //   NEO_KHZ800  800 KHz bitstream (most NeoPixel products w/WS2812 LEDs)
  25. //   NEO_KHZ400  400 KHz (classic 'v1' (not v2) FLORA pixels, WS2811 drivers)
  26. //   NEO_GRB     Pixels are wired for GRB bitstream (most NeoPixel products)
  27. //   NEO_RGB     Pixels are wired for RGB bitstream (v1 FLORA pixels, not v2)
  28. //   NEO_RGBW    Pixels are wired for RGBW bitstream (NeoPixel RGBW products)
  29. // setup() function -- runs once at startup --------------------------------
  30. void setup() {
  31.   // These lines are specifically to support the Adafruit Trinket 5V 16 MHz.
  32.   // Any other board, you can remove this part (but no harm leaving it):
  33. #if defined(__AVR_ATtiny85__) && (F_CPU == 16000000)
  34.   clock_prescale_set(clock_div_1);
  35. #endif
  36.   // END of Trinket-specific code.
  37.   strip.begin();           // INITIALIZE NeoPixel strip object (REQUIRED)
  38.   strip.show();            // Turn OFF all pixels ASAP
  39.   strip.setBrightness(150); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
  40. }
  41. // loop() function -- runs repeatedly as long as board is on ---------------
  42. void loop() {
  43.   // Fill along the length of the strip in various colors...
  44.   colorWipe(strip.Color(255,   0,   0), 50); // Red
  45.   colorWipe(strip.Color(  0, 255,   0), 50); // Green
  46.   colorWipe(strip.Color(  0,   0, 255), 50); // Blue
  47.   // Do a theater marquee effect in various colors...
  48.   theaterChase(strip.Color(127, 127, 127), 50); // White, half brightness
  49.   theaterChase(strip.Color(127,   0,   0), 50); // Red, half brightness
  50.   theaterChase(strip.Color(  0,   0, 127), 50); // Blue, half brightness
  51.   rainbow(10);             // Flowing rainbow cycle along the whole strip
  52.   theaterChaseRainbow(50); // Rainbow-enhanced theaterChase variant
  53. }
  54. // Some functions of our own for creating animated effects -----------------
  55. // Fill strip pixels one after another with a color. Strip is NOT cleared
  56. // first; anything there will be covered pixel by pixel. Pass in color
  57. // (as a single 'packed' 32-bit value, which you can get by calling
  58. // strip.Color(red, green, blue) as shown in the loop() function above),
  59. // and a delay time (in milliseconds) between pixels.
  60. void colorWipe(uint32_t color, int wait) {
  61.   for (int i = 0; i < strip.numPixels(); i++) { // For each pixel in strip...
  62.     strip.setPixelColor(i, color);         //  Set pixel's color (in RAM)
  63.     strip.show();                          //  Update strip to match
  64.     delay(wait);                           //  Pause for a moment
  65.   }
  66. }
  67. // Theater-marquee-style chasing lights. Pass in a color (32-bit value,
  68. // a la strip.Color(r,g,b) as mentioned above), and a delay time (in ms)
  69. // between frames.
  70. void theaterChase(uint32_t color, int wait) {
  71.   for (int a = 0; a < 10; a++) { // Repeat 10 times...
  72.     for (int b = 0; b < 3; b++) { //  'b' counts from 0 to 2...
  73.       strip.clear();         //   Set all pixels in RAM to 0 (off)
  74.       // 'c' counts up from 'b' to end of strip in steps of 3...
  75.       for (int c = b; c < strip.numPixels(); c += 3) {
  76.         strip.setPixelColor(c, color); // Set pixel 'c' to value 'color'
  77.       }
  78.       strip.show(); // Update strip with new contents
  79.       delay(wait);  // Pause for a moment
  80.     }
  81.   }
  82. }
  83. // Rainbow cycle along whole strip. Pass delay time (in ms) between frames.
  84. void rainbow(int wait) {
  85.   // Hue of first pixel runs 5 complete loops through the color wheel.
  86.   // Color wheel has a range of 65536 but it's OK if we roll over, so
  87.   // just count from 0 to 5*65536. Adding 256 to firstPixelHue each time
  88.   // means we'll make 5*65536/256 = 1280 passes through this outer loop:
  89.   for (long firstPixelHue = 0; firstPixelHue < 5 * 65536; firstPixelHue += 256) {
  90.     for (int i = 0; i < strip.numPixels(); i++) { // For each pixel in strip...
  91.       // Offset pixel hue by an amount to make one full revolution of the
  92.       // color wheel (range of 65536) along the length of the strip
  93.       // (strip.numPixels() steps):
  94.       int pixelHue = firstPixelHue + (i * 65536L / strip.numPixels());
  95.       // strip.ColorHSV() can take 1 or 3 arguments: a hue (0 to 65535) or
  96.       // optionally add saturation and value (brightness) (each 0 to 255).
  97.       // Here we're using just the single-argument hue variant. The result
  98.       // is passed through strip.gamma32() to provide 'truer' colors
  99.       // before assigning to each pixel:
  100.       strip.setPixelColor(i, strip.gamma32(strip.ColorHSV(pixelHue)));
  101.     }
  102.     strip.show(); // Update strip with new contents
  103.     delay(wait);  // Pause for a moment
  104.   }
  105. }
  106. // Rainbow-enhanced theater marquee. Pass delay time (in ms) between frames.
  107. void theaterChaseRainbow(int wait) {
  108.   int firstPixelHue = 0;     // First pixel starts at red (hue 0)
  109.   for (int a = 0; a < 30; a++) { // Repeat 30 times...
  110.     for (int b = 0; b < 3; b++) { //  'b' counts from 0 to 2...
  111.       strip.clear();         //   Set all pixels in RAM to 0 (off)
  112.       // 'c' counts up from 'b' to end of strip in increments of 3...
  113.       for (int c = b; c < strip.numPixels(); c += 3) {
  114.         // hue of pixel 'c' is offset by an amount to make one full
  115.         // revolution of the color wheel (range 65536) along the length
  116.         // of the strip (strip.numPixels() steps):
  117.         int      hue   = firstPixelHue + c * 65536L / strip.numPixels();
  118.         uint32_t color = strip.gamma32(strip.ColorHSV(hue)); // hue -> RGB
  119.         strip.setPixelColor(c, color); // Set pixel 'c' to value 'color'
  120.       }
  121.       strip.show();                // Update strip with new contents
  122.       delay(wait);                 // Pause for a moment
  123.       firstPixelHue += 65536 / 90; // One cycle of color wheel over 90 frames
  124.     }
  125.   }
  126. }
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驴友花雕  中级技神
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发表于 2022-10-5 10:13:31

【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


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驴友花雕  中级技神
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发表于 2022-8-31 12:15:30

  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(21)--CD 光盘灯
  项目程序之四:多彩MegunoLink音乐节拍灯
  模块接线:WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          A0

  1. /*
  2.   【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(21)--CD 光盘灯
  3.   项目程序之四:多彩MegunoLink音乐节拍灯
  4.   模块接线:WS2812B接D6
  5.   MAX4466      UNO
  6.   VCC          5V
  7.   GND         GND
  8.   OUT          A0
  9. */
  10. #include<FastLED.h>
  11. #include<MegunoLink.h>
  12. #include<Filter.h>
  13. #define N_PIXELS  23
  14. #define MIC_PIN   A0
  15. #define LED_PIN   6
  16. #define NOISE 10
  17. #define TOP   (N_PIXELS+2)
  18. #define LED_TYPE  WS2811
  19. #define BRIGHTNESS  10
  20. #define COLOR_ORDER GRB
  21. CRGB leds[N_PIXELS];
  22. int lvl = 0, minLvl = 0, maxLvl = 10;
  23. ExponentialFilter<long> ADCFilter(5, 0);
  24. void setup() {
  25.   FastLED.addLeds<LED_TYPE, LED_PIN, COLOR_ORDER>(leds, N_PIXELS).setCorrection(TypicalLEDStrip);
  26.   FastLED.setBrightness(BRIGHTNESS);
  27. }
  28. void loop() {
  29.   int n, height;
  30.   n = analogRead(MIC_PIN);
  31.   n = abs(1023 - n);
  32.   n = (n <= NOISE) ? 0 : abs(n - NOISE);
  33.   ADCFilter.Filter(n);
  34.   lvl = ADCFilter.Current();
  35.   //  Serial.print(n);
  36.   //  Serial.print(" ");
  37.   //  Serial.println(lvl);
  38.   height = TOP * (lvl - minLvl) / (long)(maxLvl - minLvl);
  39.   if (height < 0L) height = 0;
  40.   else if (height > TOP) height = TOP;
  41.   for (uint8_t i = 0; i < N_PIXELS; i++) {
  42.     if (i >= height) leds[i] = CRGB(0, 0, 0);
  43.     else leds[i] = Wheel( map( i, 0, N_PIXELS - 1, 30, 150 ) );
  44.   }
  45.   FastLED.show();
  46. }
  47. CRGB Wheel(byte WheelPos) {
  48.   if (WheelPos < 85)
  49.     return CRGB(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);
  50.   else if (WheelPos < 170) {
  51.     WheelPos -= 85;
  52.     return CRGB(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3);
  53.   } else {
  54.     WheelPos -= 170;
  55.     return CRGB(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3);
  56.   }
  57. }
复制代码


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驴友花雕  中级技神
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发表于 2022-8-30 20:06:37

快餐盒子
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发表于 2022-8-30 20:15:30

用热干胶,把光盘固定在餐盒之上.......

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发表于 2022-8-30 20:52:11



声音模块,使用性价比更高的MAX4466声音传感器。

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驴友花雕  中级技神
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发表于 2022-8-30 20:55:51

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。

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发表于 2022-8-30 20:58:55

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

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。

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发表于 2022-8-30 21:02:15

WS2812B灯带选用的是每米60灯黑底裸板


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发表于 2022-8-30 21:05:55

WS2812B其主要特点
智能反接保护,电源反接不会损坏IC。
IC控制电路与LED点光源公用一个电源。
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。
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。
内置上电复位和掉电复位电路。
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。
串行级联接口,能通过一根信号线完成数据的接收与解码。
任意两点传传输距离在不超过5米时无需增加任何电路。
当刷新速率30帧/秒时,级联数不小于1024点。
数据发送速度可达800Kbps。
光的颜色高度一致,性价比高。

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。

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发表于 2022-8-30 21:08:57

安装灯带

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发表于 2022-8-30 21:12:39

  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(21)--CD 光盘灯
  项目程序之一:LED循环绿色快闪测试

  1. /*
  2.   【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(21)--CD 光盘灯
  3.   项目程序之一:LED循环绿色快闪测试
  4. */
  5. #include <Adafruit_NeoPixel.h>
  6. #define PIN 6
  7. #define MAX_LED 23
  8. #define ADD true
  9. #define SUB false
  10. int val = 0;
  11. boolean stat = ADD;
  12. Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel( MAX_LED, PIN, NEO_RGB + NEO_KHZ800 );
  13. void setup() {
  14.   strip.begin();
  15.   strip.show();
  16. }
  17. void loop() {
  18.   uint8_t i, a = 0;
  19.   uint32_t color = strip.Color(255, 0, 0);
  20.   while (a < 24)
  21.   {
  22.     for (i = 0; i < 23; i++)
  23.     {
  24.       if (i == a) strip.setPixelColor(i, color);
  25.       else strip.setPixelColor(i, 0);
  26.     }
  27.     strip.show();
  28.     delay(100);
  29.     a++;
  30.   }
  31. }
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驴友花雕  中级技神
 楼主|

发表于 2022-8-30 21:15:17

实验场景图

【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(21)图1

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驴友花雕  中级技神
 楼主|

发表于 2022-8-30 21:21:28

实验场景图  动态图

【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(21)图1

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驴友花雕  中级技神
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发表于 2022-8-31 10:33:14

实验场景图

【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(21)图1
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驴友花雕  中级技神
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发表于 2022-8-31 10:47:05

实验的视频记录(1分05秒)

https://v.youku.com/v_show/id_XN ... hcb.playlsit.page.3



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驴友花雕  中级技神
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发表于 2022-8-31 10:50:00

  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(21)--CD 光盘灯
  项目程序之三:音乐反应CD 光盘灯
  模块接线:WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          A0

  1. /*
  2.   【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(21)--CD 光盘灯
  3.   项目程序之三:音乐反应CD 光盘灯
  4.   模块接线:WS2812B接D6
  5.   MAX4466      UNO
  6.   VCC          5V
  7.   GND         GND
  8.   OUT          A0
  9. */
  10. #include<FastLED.h>
  11. #define LED_PIN 6
  12. #define NUM_LEDS 23
  13. CRGB leds[NUM_LEDS];
  14. uint8_t hue = 0;
  15. int soundsensor = A0;
  16. void setup() {
  17.   delay(2000);
  18.   FastLED.addLeds<WS2812B, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
  19.   FastLED.setBrightness(155);
  20.   pinMode(soundsensor, INPUT);
  21. }
  22. void loop() {
  23.   int sensval = digitalRead(soundsensor);
  24.   if (sensval == 1) {
  25.     leds[0] = CRGB :: Red;
  26.     fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB :: Blue);
  27.     rainbow_moving();
  28.     FastLED.show();
  29.     delay(10);
  30.   }
  31.   else {
  32.     leds[0] = CRGB :: Black;
  33.     fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB :: Black);
  34.     FastLED.show();
  35.     delay(10);
  36.   }
  37. }
  38. void rainbow_moving() {
  39.   for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
  40.     leds[i] = CHSV(hue + (i * 10), 255, 255);
  41.   }
  42.   EVERY_N_MILLISECONDS(10) {
  43.     hue++;
  44.   }
  45. }
复制代码


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驴友花雕  中级技神
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发表于 2022-8-31 10:53:45

实验的视频记录(4分27秒)

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




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驴友花雕  中级技神
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发表于 2022-8-31 12:20:14

实验的视频记录(4分36秒)

https://v.youku.com/v_show/id_XN ... hcb.playlsit.page.3




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驴友花雕  中级技神
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发表于 2022-8-31 12:23:22

实验场景图  动态图

【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(21)图1

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驴友花雕  中级技神
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发表于 2022-9-1 10:17:50

实验的视频记录(2分25秒)

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



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