【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（14）---水杯水瓶灯

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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。

今天开始尝试使用最普通的水杯，还有矿泉水瓶子，来实现简单的音乐可视化的效果。

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声音模块，使用性价比更高的MAX4466声音传感器。

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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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主要特性
1、+2.4V 至 +5.5V 电源电压运行版本，
2、可提供 5nA 完全关断(MAX4467/MAX4468)
3、出色的电源抑制比：112dB
4、出色的共模抑制比：126dB
5、高 AVOL：125dB (RL= 100kΩ)
6、轨到轨输出
7、低 24μA 静态电源
8、电流增益带宽积：
     200kHz (MAX4465/MAX4467/MAX4469)
     600kHz AV≥5 (MAX4466/MAX4468)
9、采用节省空间的封装
     5-Pin SC70 (MAX4465/MAX4466)
     8 引脚 SOT23 (MAX4467/MAX4468/MAX4469)

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MAX4466功能框图



附件：MAX4466相关技术资料链接（英文，来自MAXIM美信公司官网）
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX4465-MAX4469.pdf

附注：MAXIM
是美信公司（Maxim Integrated Products）的英文缩写，全球最好的模拟信号和混合信号半导体公司。Maxim Integrated Products成立于1983年，总部位于美国加利福尼亚的Sunnyvale，公司拥有9300多名员工，是世界范围内模拟和混合信号集成产品的设计、开发与生产领域的领导者之一。通过对温度、压力、声音等现实世界的各种信号进行检测、放大，并将其转换成计算机处理所需要的数字信号, Maxim的电路把现实世界与数字世界“连接”在一起。Maxim是全球模拟、混合信号、高频及数字电路设计、研发、制造的领导者，所提供的产品能够实现上述数字内核与周边系统的连接。它们在世界范围内拥有大约35,000个大型客户。
MAXIM官网：https://www.maximintegrated.com/cn.html

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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

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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。

alangxl

这个是立创紫吗？

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灯环开发板采用12位WS2812智能全彩圆盘LED模块

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alangxl 发表于 2022-8-8 13:23
这个是立创紫吗？

有点像

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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。

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实验场景图

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  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（14）---水杯水瓶灯
  项目程序之一：FastLED音乐反应灯
  模块接线：WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          D7

1. /*
   
2.   【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（14）---水杯水瓶灯
   
3.   项目程序之一：FastLED音乐反应灯
   
4.   模块接线：WS2812B接D6
   
5.   MAX4466      UNO
   
6.   VCC          5V
   
7.   GND         GND
   
8.   OUT          D7
   
9. */
   
10. 
    
11. #include<FastLED.h>
    
12. #define LED_PIN 6
    
13. #define NUM_LEDS 12
    
14. 
    
15. CRGB leds[NUM_LEDS];
    
16. uint8_t hue = 0;
    
17. int soundsensor = 7;
    
18. 
    
19. void setup() {
    
20.   delay(2000);
    
21.   FastLED.setBrightness(60);
    
22.   pinMode(soundsensor, INPUT);
    
23.   FastLED.addLeds<WS2812B, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
    
24. }
    
25. 
    
26. void loop() {
    
27.   int sensval = digitalRead(soundsensor);
    
28. 
    
29.   if (sensval == 1) {
    
30.     Serial.println("ON");
    
31.     leds[0] = CRGB :: Red;
    
32.     fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB :: Blue);
    
33.     rainbow_moving();
    
34.     FastLED.show();
    
35.     delay(10);
    
36.   }
    
37.   else {
    
38.     leds[0] = CRGB :: Black;
    
39.     fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB :: Black);
    
40.     FastLED.show();
    
41.     delay(10);
    
42.   }
    
43. }
    
44. 
    
45. void rainbow_moving() {
    
46.   for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    
47.     leds[i] = CHSV(hue + (i * 10), 255, 255);
    
48.   }
    
49.   EVERY_N_MILLISECONDS(10) {
    
50.     hue++;
    
51.   }
    
52. }

复制代码

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实验场景图  动态图

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实验的视频记录（1分06秒）

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

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实验的视频记录之二（4分40秒）

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

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矿泉水瓶实验场景图

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实验的视频记录（1分21秒）

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

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实验的视频记录之四（4分25秒）

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

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  【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（14）---水杯水瓶灯
  项目程序之二：多彩动态音乐反应灯
  模块接线：WS2812B接D6
  MAX4466      UNO
  VCC          5V
  GND         GND
  OUT          D7

1. /*
   
2.   【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（14）---水杯水瓶灯
   
3.   项目程序之二：多彩动态音乐反应灯
   
4.   模块接线：WS2812B接D6
   
5.   MAX4466      UNO
   
6.   VCC          5V
   
7.   GND         GND
   
8.   OUT          D7
   
9. */
   
10. 
    
11. #define FASTLED_INTERRUPT_RETRY_COUNT 0
    
12. #include <FastLED.h>
    
13. #define NUM_LEDS 12
    
14. CRGB leds[NUM_LEDS];
    
15. 
    
16. const int ledPin = 6;
    
17. int sensorPin = 7;
    
18. boolean val = 0;
    
19. 
    
20. void setup() {
    
21.   pinMode(ledPin, OUTPUT);
    
22.   pinMode(sensorPin, INPUT);
    
23.   FastLED.setBrightness(60);
    
24.   FastLED.addLeds<WS2812B, ledPin, RGB>(leds, NUM_LEDS);
    
25. }
    
26. 
    
27. void loop () {
    
28.   val = digitalRead(sensorPin);
    
29.   Serial.println (val);
    
30.   if (val == HIGH) {
    
31.     leds[0] = CRGB(180, 0, 0);
    
32.     FastLED.show();
    
33.     delay(3);
    
34.     leds[1] = CRGB(0, 180, 0);
    
35.     FastLED.show();
    
36.     delay(3);
    
37.     leds[2] = CRGB(0, 0, 240);
    
38.     FastLED.show();
    
39.     delay(3);
    
40.     leds[3] = CRGB(150, 0, 240);
    
41.     FastLED.show();
    
42.     delay(5);
    
43.     leds[4] = CRGB(180, 200, 20);
    
44.     FastLED.show();
    
45.     delay(5);
    
46.     leds[5] = CRGB(85, 60, 180);
    
47.     FastLED.show();
    
48.     delay(10);
    
49.     leds[6] = CRGB(50, 220, 20);
    
50.     FastLED.show();
    
51.     delay(5);
    
52.     FastLED.show();
    
53.     leds[7] = CRGB(0, 0, 250);
    
54.     FastLED.show();
    
55.     delay(5);
    
56.     FastLED.show();
    
57.     leds[8] = CRGB(240, 0, 0);
    
58.     FastLED.show();
    
59.     delay(10);
    
60.     leds[9] = CRGB(0, 250, 0);
    
61.     FastLED.show();
    
62.     delay(10);
    
63.     leds[10] = CRGB(0, 0, 255);
    
64.     FastLED.show();
    
65.     delay(10);
    
66.     leds[11] = CRGB(220, 200, 20);
    
67.     FastLED.show();
    
68.     delay(10);
    
69.   }
    
70.   else {
    
71.     leds[12] = CRGB(150, 0, 255);
    
72.     FastLED.show();
    
73.   }
    
74.   FastLED.clear();
    
75. }

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