Цветомузыка на arduino и светодиодах

Цветомузыка на arduino и светодиодах

Решил повторить цветомузыку от Nootropic design USA и chipdip.ru
Пока едут светодиоды и arduino NANO — жду, а тем временем развел платку.

Плату развел под arduino NANO V3.0 ATmega328P




Скетч и библиотека БПФ — компилировать на версии arduino-1.6.8
Скетч
Библиотека

Работает с любыми светодиодами WS2812 / WS2812B, такими как NeoPixel и другими
Поддерживает 60, 120 или 180 светодиодных полос. (видео ниже показано 2m 120 светодиодной полосы)
8 различных шаблонов + случайный режим, который плавно переходит между шаблонами
3 разных цветовых режима с контролем параметров
Контроль чувствительности и яркости
Регулируемый частотный отклик, поэтому вы можете выбрать визуализацию всех частотных диапазонов или только басов и биений
Программируемый с Arduino

Технические подробности
Мощность

Плата Lumazoid требует источника питания 5 В постоянного тока (имеется в нашем магазине). Источник питания должен быть способен подавать ток 2А при использовании люмазоидов с 60 или 120 светодиодами (например, полоса 1 м или 2 м с 60 светодиодами на метр). Прошивка Lumazoid тщательно разработана для создания менее 2 А тока при использовании с 60 или 120 светодиодами. Если вы используете Lumazoid с полосой 180 LED, вам понадобится источник питания, который может обеспечить ток не менее 3A, но вы, вероятно, уже имеете такой источник питания, если у вас есть много светодиодов. В настоящее время мы продаем только блоки питания 2А.

Если вы разрабатываете и кодируете свои собственные визуализации для Lumazoid, убедитесь, что вы учитываете текущие требования к визуализации.

Совместимость с светодиодной лентой
Lumazoid предназначен для светодиодных полосок WS2812 или WS2812B. Они легко доступны у многих поставщиков (включая нас) и иногда называются «NeoPixel», который является брендом Adafruit для полос WS2812B. Иногда светодиодные полосы называются «WS2811», но имя WS2811 относится только к чипу драйвера, а не к интегрированной микросхеме + светодиод. Если у вас есть светодиодная полоса, которую кто-то назвал «WS2811», и у нее есть 3 провода (5V, земля и данные), тогда он должен работать.

Lumazoid НЕ работает с другими типами светодиодных полосок на основе различных технологий, таких как светодиоды APA102 и APA104 (например, полосы Adafruit «DotStar»). Lumazoid работает только с 3-проводными светодиодными полосками на основе технологии WS2812 или WS2812B.

ВАЖНО : Всегда подключайте светодиодную ленту перед подключением питания. Не подключайте светодиодную ленту к питающей плате.

Инструкции по использованию
Начальная настройка
Перед использованием Lumazoid вам может потребоваться настроить его для вашей длины светодиодной полосы и, при необходимости, настроить яркость. По умолчанию Lumazoid сконфигурирован для использования 120 светодиодных полосок (например, полоса 2 м с 60 светодиодами на метр) и установлен для максимальной яркости. Если у вас есть одинарная светодиодная длина или вы хотите уменьшить яркость, следуйте этим инструкциям.

Яркость : удерживайте кнопку цвета при подключении питания. На первых 8 светодиодах будет отображаться радуга светодиодов. С помощью ручки параметров измените яркость. По завершении нажмите кнопку цвета еще раз, и ваша конфигурация будет сохранена в памяти. Это будет запомнено, даже если питание отключено.

Длина светодиодной полосы : удерживайте кнопку шаблона при подключении питания. Отобразится один, два или три красных светодиода. Использовал ручку параметров, чтобы выбрать конфигурацию светодиодной полосы в зависимости от количества красных светодиодов:

60 светодиодов
120 светодиодов
180 светодиодов
По завершении нажмите кнопку шаблона еще раз, и ваша конфигурация будет сохранена в памяти. Это будет запомнено, даже если питание отключено.

Регулировка громкости и чувствительности
Lumazoid лучше всего работает, если громкость вашего музыкального устройства установлена ​​на высокий уровень. Меньшим устройствам, таким как телефоны и планшеты, необходимо будет увеличить громкость до самого высокого уровня. Используйте регулятор чувствительности для регулировки чувствительности люмазоида. Для небольших устройств потребуется более высокая чувствительность. Музыкальное устройство, такое как компьютер, может вообще не нуждаться в высокой чувствительности. Просто экспериментируйте с устройством, чтобы Lumazoid отвечал на музыку так, как вам хочется.

Шаблоны, цветовые режимы и частотный отклик
Lumazoid позволяет вам выбирать из разных светодиодных моделей и цветовых режимов. Вы также можете настроить частотную характеристику.

Шаблоны: Люмазоид имеет различные шаблоны отображения для визуализации пиков аудиосигнала (высокой амплитуды), обнаруженных в музыке. Lumazoid похож на графический эквалайзер, который показывает силу разных полос частот, но Lumazoid отображает информацию гораздо более интересным способом. Существует 8 различных шаблонов для отображения звуковых пиков в музыке. Нажмите кнопку шаблона, чтобы просмотреть их. Белый светодиод указывает, какой шаблон выбран. 9-й шаблон — это «случайный» режим, который обозначается красным светодиодом. Этот режим изменяет шаблон случайным образом со случайным интервалом времени. 8 моделей:

Читайте также:  Ремонт пластиковой трубы в стене

Танцы плюс: пики звуковых сигналов испускаются из центра полосы и исчезают по мере приближения к концам. Скорость пика пропорциональна величине звукового сигнала этого пика.

Танцы минус: то же, что и Dance Party, но пики сигналов испускаются с одного конца.
Импульс: пики сигналов отображаются как яркие импульсы, которые поступают из центра полосы. Ширина импульса зависит от уровня сигнала.

Световая полоса: в пиках освещается вся полоса.

Цветные полоски: пики сигналов отображаются как цветные полосы, которые исчезают.

Цветные полоски 2: подобно цветные полоски, но каждая полоска сжимается и исчезает.

Вспышки: пики сигналов отображаются в виде светодиодной вспышки в случайном месте. Начальный цвет белый, а затем исчезает через другой цвет.

Светлячки: пики сигналов отображаются как одиночные светодиоды в случайном месте, и они перемещаются влево или вправо и исчезают. Их скорость зависит от величины сигнала.

Случайная двухцветная схема: выбраны два случайных цвета и только они используются для отображения пиков сигнала. Со временем будут выбраны новые цвета. Используйте param, чтобы настроить скорость изменения цветовой схемы. Если ручка потенциометра «параметры» в верхнем положении, цвета будут меняться часто и каждый пик сигнала будет иметь новый цвет. Рекомендую установить ручку в средину.

Радуга: все пики сигналов отображаются как один и тот же цвет (с небольшим количеством случайных вариаций) и этот цвет меняется как радуга с течением времени. Скорость изменения цвета устанавливается потенциометром param.

Цветные частоты: в этом режиме каждый пик сигнала окрашивается в зависимости от частотной полосы где он находится. Самая низкая полоса красного цвета, и дальше вверх по спектру. Есть 8 полос частот: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый, белый. Этот цветовой режим наиболее интересен, когда частотная характеристика настроена на все полосы частот.

Диапазон частот: вы можете управлять тем диапазоном частот, на который откликается цветомузыка. Чтобы установить диапазон нажмите и удерживайте обе кнопки. Используйте ручку param, чтобы выбрать, сколько из восьми частотных диапазонов будет показываться. Если вы хотите выделить бас и ритм музыки, установите частотную характеристику только на самые низкие 2 или 3 полосы. Если вы хотите показать все частоты в музыке (например, вокал и более высокие инструменты), выберите все полосы частот.
Некоторые рекомендуемые настройки
Dance Party или Dancy Party 2, цветной режим = 1 (двухцветная схема), ручка параметра установлена ​​на полпути, частотная характеристика установлена ​​на более низкие 3 полосы частот. Это создает двухцветные схемы, которые меняются со временем.
Dance Party или Dancy Party 2, цветной режим = 3 (частотные цвета), частотная характеристика, включающая все диапазоны частот. Этот параметр позволяет вам реально визуализировать различные компоненты музыки. Бит будет красным / оранжевым, вокал голубой / синий / пурпурный и т. Д.
Режим случайного шаблона, цветной режим = 1, регулятор параметров установлен на самый высокий уровень. Каждый пик сигнала будет случайным цветом, который хорошо выглядит на множестве шаблонов.
Режим случайного шаблона, цветной режим = 2 (циклический режим радуги), регулятор параметров установлен на средний уровень. Все пики имеют тот же базовый цвет (с некоторой случайной вариацией), а базовый цвет смещается через радугу.
_______________________________
Дополнительно:
Уровень входного сигнал у визуализатора около 1,8В
конденсатор С2 Минусом к источнику звука, плюсом к Ардуино, т.к там на делителе +2.5в
Может кому будет будет полезно. Что бы Atmega328P нормально работал, вывод номер 21 (AREF) надо подключить через конденсатор 0,1 мкФ на землю.
Подключение микрофонного и линейно входа:
Микрофонный, он-же линейный вход на уcилителе TDA1308. Дальше через переменник и коммутируемый миниджек на усилитель мощности PAM8403 и через конденсаторную развязку дальше в схему. Усилки на Алиэкспресе копейки. В итоге имеем линейный вход (он-же микрофонный) и вход от любого источника с наушников. Миниджек дублируем для дальнейшего прохождения сигнала, например на акустический усилитель.

Указать свое количество светодиодов:
// Change parameters based on config value.
void setConfig() <
switch (ledConfig) <
case 0:
N_LEDS = 60; меняем на своё количество светодиодов
break;
case 1:
N_LEDS = 120; меняем на своё количество светодиодов
break;
case 2:
N_LEDS = 180; меняем на своё количество светодиодов
break;
>
>

Изменить бэкграунд:
#define BACKGROUND ((uint32_t) 0x000006) //background color
Указать задержку схлопывания эффекта:
bandPeakDecay = 6, // peak decreases by 1 every bandPeakDecay frames. Larger value is slower decay

Читайте также:  Как сопрячь телефон и компьютер

22.05.2019 colorMusic_v2.10:
• Исправлен глюк с большим количеством светодиодов на МЕГЕ

СТАРЫЕ ВЕРСИИ

  • Добавлена плавность режиму цветомузыки по частотам! Настройка SMOOTH_STEP
  • Добавлен режим стробоскопа с целой кучей настроек!
  • Добавлено управление с ИК пульта! Купить пульт можно по этой ссылке , цена вопроса 50р
  • 7 режим – Режим подсветки
  • 8 режим – Режим бегущих частот
  • 9 режим – Анализатор спектра (Версия 2.1)
  • У некоторых режимов появились подрежимы
  • Возможна работа БЕЗ потенциометра. Читайте ниже в инструкции по эксплуатации
  • Настройки сохраняются в память (энергонезависимую)
  • Улучшена производительность, почищен мусор
  • в 7 режиме радугу можно остановить и пустить вспять
  • Добавлена настройка RESET_SETTINGS для сброса настроек в случае некорректной работы. Читайте ниже в FAQ

11.05.2018 ночь colorMusic_v2.5:

  • Код оптимизирован, библиотеки FastLED и IRremote заменены на более оптимальные Adafruit_NeoPixel и IRLremote (для работы версии 2.5 и выше необходимо установить новые библиотеки из общей папки с библиотеками!)
  • ИК пульт теперь срабатывает почти в 100% случаев вместо прежних 30%
  • Поддержка максимум 410 светодиодов

11.05.2018 день colorMusic_v2.6:

  • Возвращена библиотека FastLED (как оказалось, функции FastLED работают гораздо быстрее, чем NeoPixel, а также поддерживает такое же количество светодиодов!)
  • ИК пульт всё ещё срабатывает почти в 100%, по сравнению с 30% в версиях 2.0-2.4
  • Поддержка максимум 410 светодиодов (работа может быть нестабильной)
  • Исправлен небольшой баг
  • Добавлено сохранение состояния “включено/выключено” в энергонезависимую память. Штука опциональная, в настройках можно выключить (настройка KEEP_STATE)

28.09.2018 colorMusic_v2.7 (by Евгений Зятьков):

  • Настройка пульта внесена в скетч, тип пульта настраивается в IR_RCT
  • Добавлена поддержка Arduino Mega и Pro Micro
  • Исправлены мелкие баги

22.11.2018 colorMusic_v2.8:

• Добавлено ограничение тока для всей системы, настройка CURRENT_LIMIT
• Слегка оптимизированы настройки

22.05.2019 colorMusic_v2.10:
• Исправлен глюк с большим количеством светодиодов на МЕГЕ

Крутейшая свето- цветомузыка на Arduino и адресной светодиодной ленте WS2812b. Работает с лентой любой длины (до 450 светодиодов (версия 1.1), до 350 светодиодов (версия 2.0)), и может быть размещена в любом месте в квартире или автомобиле.

Режимы работы (переключаются кнопкой или с ИК пульта (версия 2.0)):

  • VU meter (столбик громкости): от зелёного к красному
  • VU meter (столбик громкости): плавно бегущая радуга
  • Светомузыка по частотам: 5 полос симметрично
  • Светомузыка по частотам: 3 полосы
  • Светомузыка по частотам: 1 полоса
  • Стробоскоп (Версия 2.0)
  • Подсветка (Версия 2.0)
  • Постоянный цвет
  • Плавная смена цвета
  • Бегущая радуга
  • Бегущие частоты (Версия 2.0)
  • Анализатор спектра (Версия 2.1)
    • Плавная анимация (можно настроить)
    • Автонастройка по громкости (можно настроить)
    • Фильтр нижнего шума (можно настроить)
    • Автокалибровка шума при запуске (можно настроить)
    • Поддержка стерео и моно звука (можно настроить)
    • Лента не гаснет полностью (Версия 2.0)
    • (Версия 2.1) все настройки сохраняются в памяти и не сбрасываются при перезагрузке
    • Сохранение настроек происходит при выключении кнопкой звёздочка (*)
    • А также через 30 секунд после последнего нажатия на любую кнопку ИК пульта

    ПОДРОБНОЕ ВИДЕО ПО ПРОЕКТУ


    Понятные схемы, прошивки с комментариями и подробные инструкции это очень большая работа. Буду рад, если вы поддержите такой подход к созданию Ардуино проектов.

    ИНСТРУКЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

    НАСТРОЙКА ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ. Потенциометр настройки опорного напряжения настраивается “методом тыка” пока не заработает (у меня стоит в середине). Подстройка нужна при смене источника аудио или изменении его потенциальной громкости.

    • Если во время работы в режиме VU метра (первые два режима) шкала всё время горит – слишком низкое опорное напряжение, Ардуино получает слишком высокий сигнал
    • Если не горит – опорное слишком высокое, системе не удаётся распознать изменение громкости с достаточной для работы точностью

    МОЖНО СОБРАТЬ СХЕМУ БЕЗ ПОТЕНЦИОМЕТРА! Для этого параметру POTENT (в скетче в блоке настроек в настройках сигнала) присваиваем 0. Будет задействован внутренний опорный источник опорного напряжения 1.1 Вольт. Но он будет работать не с любой громкостью! Для корректной работы системы нужно будет подобрать громкость входящего аудио сигнала так, чтобы всё было красиво, используя предыдущие два пункта по настройке.

    НАСТРОЙКА НИЖНЕГО ПОРОГА ШУМОВ является очень важной, в идеале выполняется 1 раз для любого нового источника звука или смены громкости старого. Есть 3 варианта настройки:

    • Ручная: выключаем AUTO_LOW_PASS и EEPROM_LOW_PASS (ставим около них 0), настраиваем значения LOW_PASS и SPEKTR_LOW_PASS вручную, методом тыка
    • Автонастройка при каждом запуске: включаем AUTO_LOW_PASS, выключаем EEPROM_LOW_PASS . При подаче питания музыка должна стоять на паузе! Калибровка происходит буквально за 1 секунду.
    • По кнопке: при удерживании кнопки 1 секунду настраивается нижний порог шума (музыку на паузу!)
    • Из памяти ( ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ): выключаем AUTO_LOW_PASS и включаем EEPROM_LOW_PASS
    • Включаем систему, источник звука подключен проводом
    • Ставим музыку на паузу
    • Удерживаем кнопку 1 секунду (либо кликаем кнопку 0 (ноль) на ИК пульте
    • Загорится светодиод на плате Arduino, погаснет через
    Читайте также:  Что можно производить из опилок

    1.5 секунды

  • Значения шумов будут записаны в память и будут САМИ загружаться при последующем запуске!
  • Всем привет.
    Ну вот наконец то наступили праздничные дни и я могу написать подробности по сборке своей цветомузыки на ардуино и ws2812b.

    Цветомузыку собрал примерно за 3 часа, остальное время ушло на разбор и модификацию кода, а так же на поездку в магазин за профилем и кнопками.

    Особенность этой цветомузыки в том, что ее не нужно подключать к источнику аудио сигнала, так как она получает аудио данные, благодаря встроенному в нее модулю микрофона. Он подключен через усилитель напряжения к АЦП ардуины. Усилитель собран на транзисторе КТ3102, у которого есть зарубежные аналоги.

    Для выбора режимов на цветомузыке имеются две кнопки, color и pattern. Кнопка color переключает цветовые схемы, их всего 3, а кнопка patern переключает динамические режимы цветомузыки, их всего 8.

    Для настройки чувствительности и яркости установлен потенциометр param, это переменный резистор с изменяемым сопротивлением от 0 до 10 кОм. Он так же подключен к АЦП и в зависимости от его положения происходит программная обработка параметров. Можно модифицировать код и установить вместо потенциометра энкодер, но это уже будет реализовано в другом проекте.

    В настройках так же можно выбирать используемое в ленте количество светодиодов 60, 120 или 180 и регулировать частотный фильтр, настроенный на 8 частотных диапазонов, для этого применяется программный фильтр частот на базе алгоритма быстрого преобразования Фурье.

    Светодиодная лента основана на полноцветных, управляемых адресных светодиодах ws2812b. Плотность ленты я выбрал 60 светодиодов на 1 метр. На мой взгляд это оптимальное соотношение для многих задач. К питанию светодиодной ленты нужно отнестись серьезно , так как на максимуме она потребляет до 3,6 А на 1 метр. Конечно вероятность такого сценария что цветомузыка включит все светодиоды белым цветом и еще на полную мощность, равна нулю. Но тем не менее лучше сразу приобрести хороший блок питания. Как минимум на 5 Вольт и 5 Ампер.

    Схема цветомузыки.
    По схеме комментировать особо нечего. Нужно только настроить среднюю точку усилителя на транзисторе КТ3102. Настройка сводится к подбору резистора смещения 200 кОм или резистора нагрузки 1 кОм, нужно добиться половины напряжения питания на коллекторе транзистора или входе A0. Транзистор можно заменить любым n-p-n аналогом.

    Потенциометр лучше использовать линейный с сопротивлением от 10 до 50 кОм.

    Если Вы в своем проекте будете использовать контроллер Arduino pro mini, то припаяйте сразу керамический конденсатор 0,1 мкФ на 20-й вывод (ARef) микроконтроллера ATmega328.

    Скетч для Ардуино ws2812b
    Я использовал в своем проекте, код цветомузыки Lumazoid с небольшими модификациями. Оригинальный скетч можно скачать с гитхаба
    Еще нужно добавить в папку libraries, используемые в проекте дополнительные библиотеки NeoPixel.h и ffft.h

    Если Вы в скетче не прописали параметры своей светодиодной ленты, то их можно изменить. Для этого нажмите кнопку pattern, не отпуская ее включите питание. Вращая потенциометр нужно выбрать плотность используемой светодиодной ленты, по светящимся красным светодиодам: первый — 60, второй — 120 или третий — 180 светодиодов. Для сохранения параметров в EEPROM еще раз нажмите кнопку pattern.

    Для регулировки яркости нужно нажать и удерживать кнопку color, после чего включаем питание. По умолчанию в скетче прописано 8 светодиодов которые будут светиться основными цветами. Ручкой потенциометра param можно изменить их яркость. Для сохранения параметров в EEPROM нажмите еще раз кнопку color.

    Цветовую схему лучше выбрать 3-ю, так как она наиболее красочная. В этом режиме каждому цвету соответствует свой частотный диапазон. Всего 8 частотных диапазонов, перечисляю их цвета от самого низкого до самого высокого: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый, белый.
    Если удерживать кнопки color, pattern и вращать потенциометр param, то можно ограничивать частотный диапазон убирая высокие — средние и так далее до самых низких частот(красный светодиод). Например если Вам нужно что бы цветомузыка реагировала только на низкие звуки, то достаточно оставить только низкий диапазон частот.

    Видео демонстрирующее возможности цветомузыки.
    Сразу прошу извинить меня за качество ролика, снимал дешевым смартфоном.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock detector