【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（15）--横排LED方管灯

eagler8

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。

路上捡到二根坏的LED方管灯，想改造一下废物利用。

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彩灯使用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。

jpdd521

灯管不够了我再送你两根。。。

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WS2812B灯带选用的是每米60灯黑底裸板

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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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jpdd521 发表于 2022-8-9 13:03
灯管不够了我再送你两根。。。

谢谢老师，可以快递

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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

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。

ww5223017240

老哥是真喜欢玩这个

xdx66

加油，想看看成品是怎样的。

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ww5223017240 发表于 2022-8-9 13:54
老哥是真喜欢玩这个

是啊，这个系列专题头尾有10个月了，希望自己能坚持下去，有始有终，呵呵

eagler8

xdx66 发表于 2022-8-9 16:27
加油，想看看成品是怎样的。

谢谢哥们的鼓励

yzx0201

硬驱？不用固件

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yzx0201 发表于 2022-8-10 12:24
硬驱？不用固件

开发板控制

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二只灯管准备分别使arduino nano和 ESP32_C3开发板

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arduino nano开发板接脚图

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ESP32_C3开发板接脚图

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两套横排LED方管灯所需的硬件

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  【花雕动手做】有趣好玩音乐可视化（15）--横排LED方管灯
  项目之一：Arduino 和 FastLED多彩音乐节拍灯

1. /*
   
2.   【花雕动手做】有趣好玩音乐可视化（15）--横排LED方管灯
   
3.   项目之一：Arduino 和 FastLED多彩音乐节拍灯
   
4. */
   
5. 
   
6. #include <FastLED.h>
   
7. #define SAMPLEPERIODUS 200
   
8. #define MIC_PIN A0
   
9. #define LED_DT 6
   
10. #define COLOR_ORDER GRB
    
11. #define LED_TYPE WS2812
    
12. #define NUM_LEDS 24
    
13. uint8_t max_bright = 77;
    
14. struct CRGB leds[NUM_LEDS];
    
15. CRGBPalette16 currentPalette = RainbowColors_p;
    
16. CRGBPalette16 targetPalette;
    
17. 
    
18. void setup() {
    
19.   pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
    
20.   LEDS.addLeds<LED_TYPE, LED_DT, COLOR_ORDER>(leds, NUM_LEDS);
    
21.   FastLED.setBrightness(max_bright);
    
22. }
    
23. 
    
24. float bassFilter(float sample) {
    
25.   static float xv[3] = {0, 0, 0}, yv[3] = {0, 0, 0};
    
26.   xv[0] = xv[1]; xv[1] = xv[2];
    
27.   xv[2] = sample / 9.1f;
    
28.   yv[0] = yv[1]; yv[1] = yv[2];
    
29.   yv[2] = (xv[2] - xv[0]) + (-0.7960060012f * yv[0]) + (1.7903124146f * yv[1]);
    
30.   return yv[2];
    
31. }
    
32. 
    
33. float envelopeFilter(float sample) {
    
34.   static float xv[2] = {0, 0}, yv[2] = {0, 0};
    
35.   xv[0] = xv[1];
    
36.   xv[1] = sample / 160.f;
    
37.   yv[0] = yv[1];
    
38.   yv[1] = (xv[0] + xv[1]) + (0.9875119299f * yv[0]);
    
39.   return yv[1];
    
40. }
    
41. 
    
42. float beatFilter(float sample) {
    
43.   static float xv[3] = {0, 0, 0}, yv[3] = {0, 0, 0};
    
44.   xv[0] = xv[1]; xv[1] = xv[2];
    
45.   xv[2] = sample / 7.015f;
    
46.   yv[0] = yv[1]; yv[1] = yv[2];
    
47.   yv[2] = (xv[2] - xv[0]) + (-0.7169861741f * yv[0]) + (1.4453653501f * yv[1]);
    
48.   return yv[2];
    
49. }
    
50. 
    
51. void loop() {
    
52.   unsigned long time = micros();
    
53.   float sample, value, envelope, beat, thresh, micLev;
    
54.   for (uint8_t i = 0; ; ++i) {
    
55.     sample = (float)analogRead(MIC_PIN);
    
56.     micLev = ((micLev * 31) + sample) / 32;
    
57.     sample -= micLev;
    
58.     value = bassFilter(sample);
    
59.     value = abs(value);
    
60.     envelope = envelopeFilter(value);
    
61.     if (i == 200) {
    
62.       beat = beatFilter(envelope);
    
63.       thresh = 0.02f * 75.;
    
64. 
    
65.       if (beat > thresh) {
    
66.         digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
    
67. 
    
68.         int strt = random8(NUM_LEDS / 2);
    
69.         int ende = strt + random8(NUM_LEDS / 2);
    
70.         for (int i = strt; i < ende; i++) {
    
71.           uint8_t index = inoise8(i * 30, millis() + i * 30);
    
72.           leds[i] = ColorFromPalette(currentPalette, index, 255, LINEARBLEND);
    
73.         }
    
74.       } else {
    
75.         digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
    
76.       }
    
77.       i = 0;
    
78.     }
    
79. 
    
80.     EVERY_N_SECONDS(5) {
    
81.       uint8_t baseC = random8();
    
82.       targetPalette = CRGBPalette16(CHSV(baseC + random8(32), 255, random8(128, 255)),
    
83.                                     CHSV(baseC + random8(64), 255, random8(128, 255)),
    
84.                                     CHSV(baseC + random8(64), 192, random8(128, 255)),
    
85.                                     CHSV(baseC + random8(),   255, random8(128, 255)));
    
86.     }
    
87. 
    
88.     EVERY_N_MILLISECONDS(50) {
    
89.       uint8_t maxChanges = 24;
    
90.       nblendPaletteTowardPalette(currentPalette, targetPalette, maxChanges);
    
91.     }
    
92. 
    
93.     EVERY_N_MILLIS(50) {
    
94.       fadeToBlackBy(leds, NUM_LEDS, 64);
    
95.       FastLED.show();
    
96.     }
    
97. 
    
98.     for (unsigned long up = time + SAMPLEPERIODUS; time > 20 && time < up; time = micros()) {  }
    
99. 
    
100.   } // for i
     
101. } // loop()

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