使用Arduino和聲音傳感器構(gòu)建一個(gè)音樂(lè)噴泉

有幾個(gè)噴泉可以無(wú)條件地灑水并帶有一些有趣的燈光效果。所以我想設(shè)計(jì)一個(gè)創(chuàng)新的噴泉，它可以響應(yīng)外部音樂(lè)并根據(jù)音樂(lè)節(jié)拍灑水。聽起來(lái)是不是很有趣？

這個(gè)Arduino 噴泉的基本思想是從任何外部聲源（如移動(dòng)設(shè)備、iPod、PC 等）獲取輸入，對(duì)聲音進(jìn)行采樣并將其分解為不同的電壓范圍，然后使用輸出打開各種繼電器。我們首先使用基于電容麥克風(fēng)的聲音傳感器模塊在聲源上執(zhí)行，以將聲音分成不同的電壓范圍。然后電壓將被饋送到運(yùn)算放大器，以將聲級(jí)與特定限制進(jìn)行比較。較高的電壓范圍將對(duì)應(yīng)于繼電器開關(guān)打開，該開關(guān)包括根據(jù)歌曲節(jié)拍和節(jié)奏運(yùn)行的音樂(lè)噴泉。所以在這里我們正在使用 Arduino 和聲音傳感器構(gòu)建這個(gè)音樂(lè)噴泉。

所需材料

Arduino納米

聲音傳感器模塊

12V繼電器模塊

直流泵

發(fā)光二極管

連接線

Vero 板或面包板

聲音傳感器的工作

聲音傳感器模塊是一個(gè)簡(jiǎn)單的基于駐極體麥克風(fēng)的電子板，用于從環(huán)境中感知外部聲音。它基于LM393功率放大器和駐極體麥克風(fēng)，可用于檢測(cè)是否有超出設(shè)定閾值限制的聲音。模塊輸出是一個(gè)數(shù)字信號(hào)，表示聲音大于或小于閾值。

電位器可用于調(diào)節(jié)傳感器模塊的靈敏度。當(dāng)聲源低于/高于電位器設(shè)置的閾值時(shí)，模塊輸出為 HIGH/LOW。同樣的聲音傳感器模塊也可以用于測(cè)量分貝的聲級(jí)。

聲音傳感器電路圖

眾所周知，在聲音傳感器模塊中，基本的輸入設(shè)備是麥克風(fēng)，它將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。但是由于聲音傳感器的電信號(hào)輸出幅度很小，很難分析，所以我們使用了一個(gè)NPN 晶體管放大器電路，將其放大并將輸出信號(hào)饋送到 Op- 的非反相輸入端。放大器。這里 LM393 OPAMP 用作比較器，用于比較來(lái)自麥克風(fēng)的電信號(hào)和來(lái)自分壓器電路的參考信號(hào)。如果輸入信號(hào)大于參考信號(hào)，則 OPAMP 的輸出將為高電平，反之亦然。

音樂(lè)噴泉電路圖

如上述音樂(lè)噴泉電路圖所示，聲音傳感器由 Arduino Nano 的 3.3V 電源供電，聲音傳感器模塊的輸出引腳連接到 Nano 的模擬輸入引腳（A6）。您可以使用任何模擬引腳，但請(qǐng)確保在程序中進(jìn)行更改。如圖所示，繼電器模塊和直流泵由外部 12VDC 電源供電。繼電器模塊的輸入信號(hào)連接到 Nano 的數(shù)字輸出引腳 D10。為了照明效果，我選擇了兩種不同顏色的 LED，并將它們連接到 Nano 的兩個(gè)數(shù)字輸出引腳（D12、D11）。

在這里，泵的連接方式是，當(dāng)繼電器模塊的輸入端收到一個(gè)高脈沖時(shí)，繼電器的 COM 觸點(diǎn)連接到 NO 觸點(diǎn)，電流得到一個(gè)閉路路徑流過(guò)泵到激活水流。否則泵將保持關(guān)閉狀態(tài)。高/低脈沖由 Arduino Nano 生成，具體取決于聲音輸入。

在穿孔板上焊接完整電路后，它將如下所示：

在這里，我們使用一個(gè)塑料盒作為噴泉容器和迷你5v 泵作為噴泉，我們之前在消防機(jī)器人中使用過(guò)這個(gè)泵：

為舞蹈噴泉編程 Arduino Nano

這個(gè)Arduino 噴泉項(xiàng)目的完整程序在頁(yè)面底部給出。但在這里我只是分部分解釋，以便更好地理解：

程序的第一部分是聲明必要的變量來(lái)分配我們將在下一個(gè)程序塊中使用的引腳號(hào)。然后定義一個(gè)常數(shù) REF，其值為聲音傳感器模塊的參考值。賦值700是聲音傳感器輸出電信號(hào)的字節(jié)等效值。

int 傳感器 = A6；
int redled = 12; 
int greenled = 11; 
int泵= 10；

#define REF 700

在void setup函數(shù)中，我們使用pinMode函數(shù)來(lái)分配引腳的 INPUT/OUTPUT 數(shù)據(jù)方向。這里將傳感器作為輸入，所有其他設(shè)備作為輸出。

無(wú)效設(shè)置（）
{ 
  pinMode（傳感器，輸入）；
  pinMode（紅色，輸出）；
  pinMode（綠燈，輸出）；
  pinMode（泵，輸出）；
}

在無(wú)限循環(huán)中，調(diào)用了模擬讀取函數(shù)，該函數(shù)讀取從傳感器引腳輸入的模擬值并將其存儲(chǔ)在變量sensor_value中。

int sensor_value = 模擬讀?。▊鞲衅鳎?；

在最后一部分中，使用if-else循環(huán)將輸入模擬信號(hào)與參考值進(jìn)行比較。如果它大于參考值，則所有輸出引腳都被賦予高電平輸出，以便所有 LED 和泵都被激活，否則一切都保持關(guān)閉。在這里，我們還給出了 70 毫秒的延遲來(lái)區(qū)分繼電器的開/關(guān)時(shí)間。

if (sensor_value>REF) 
  { 
    digitalWrite(greenled,HIGH); 
    數(shù)字寫入（紅色，高）；
    數(shù)字寫入（泵，高）；
    延遲（70）；
   } 
   else 
   { 
    digitalWrite(greenled,LOW); 
    數(shù)字寫入（紅色，低）；
    數(shù)字寫入（泵，低）；
    延遲（70）；
   }

int 傳感器 = A6；

int redled = 12;

int greenled = 11;

int泵= 10；


#define REF 700


無(wú)效設(shè)置（）

{

pinMode（傳感器，輸入）；

pinMode（紅色，輸出）；

pinMode（綠燈，輸出）；

pinMode（泵，輸出）；



}

無(wú)效循環(huán)（）

{



int sensor_value = 模擬讀取（傳感器）；



if (sensor_value>REF)

{

digitalWrite(greenled,HIGH);

數(shù)字寫入（紅色，高）；

數(shù)字寫入（泵，高）；

延遲（70）；

}

else

{

digitalWrite(greenled,LOW);

數(shù)字寫入（紅色，低）；

數(shù)字寫入（泵，低）；

延遲（70）；

}

}