【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

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。这种光纤只是端面亮，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D6MAX4466      UNOVCC          5VGND         GNDOUT          D7
*/#include <Adafruit_NeoPixel.h>#define PIN 6
#define MAX_LED 6#define ADD true
#define SUB falseint 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++;}
}

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D6MAX4466      UNOVCC          5VGND         GNDOUT          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);}
}

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D6MAX4466      UNOVCC          5VGND         GNDOUT          A0
*/#include<FastLED.h>
#define LED_PIN 6
#define NUM_LEDS 4CRGB 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++;}
}

实验的视频记录（3分41秒）

https://v.youku.com/v_show/id_XNTg5NzMyNjg1Mg==.html?spm=a2hcb.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D6MAX4466      UNOVCC          5VGND         GNDOUT          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();
}

实验的视频记录（3分30秒）

https://v.youku.com/v_show/id_XNTg5ODc4MzU3Mg==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1

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