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【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(04)---WS2812条灯

驴友花雕 驴友花雕 2021-10-09 15:18:02

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。已经完成的有: 

 

造物记
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(01)---LED节奏灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311363.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(02)---OLED频谱灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311365.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(03)---RGB律动灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311366.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(04)---WS2812条灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311377.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(05)---WS2812柱跳灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311378.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(06)---点阵频谱灯 
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311379.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(07)---大方格频谱灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311429.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

项目所需材料如下:

projectImage

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。

projectImage
projectImage

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。

projectImage

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

projectImage

模块电原理图

projectImage

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。

projectImage

  【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

代码 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++;
  }
}
	                    				

  【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

projectImage

【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

projectImage

  【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
 

代码 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();
}
	                    				

【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

projectImage

【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

代码 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();
}
	                    				

【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 

projectImage

  实验场景动态图

projectImage

    【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

代码 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++;
  }
}
	                    				

【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

  实验场景动态图
 

projectImage

【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

 

  实验视频剪辑

 

https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMTc0OTI0MA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.5

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
【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

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
实验二百一十七:2.9寸epd电子纸屏模块 spi电纸屏  黑白红三色eink墨水屏QYEG0290BNS800F6
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311306-1-1.html#pid498640

【花雕测评】【AI】尝试搭建Maixduino几种开发环境
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311383.html
【花雕测评】【AI】MaixPy基本使用、显示文字及摄像机的22个小项目
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311389.html
【花雕测评】【AI】Mind+图片文字显示、呼吸灯和网络应用的22项小实验
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311386.html
【花雕测评】【AI】MaixPy机器视觉与Color识别的8个尝试
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311393.html
【花雕测评】【AI】Mind+机器视觉之数字图像处理和显示的22种小测试
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311405.html
【花雕测评】【AI】MaixPy之神经网络KPU与人脸识别的初步体验
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311400.html
【花雕测评】【AI】Mind+机器视觉之颜色、维码与形状识别的8个小实验
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311417.html

Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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