ESP8285+WS2812+MAX9814制作的音乐律动氛围灯

该项目主要参考了立创EDA开源广场的项目：

esp8285芯片ESP-01F模块为主控，MAX9814音频采集模块，WS2812 2020rgb灯珠，Arduino编程环境简单制作一个律动灯条。

因为正在学习硬件PCB，所以只能算是一个仿照。

硬件：

下面附上原理图和pcb：

 相比原项目，我做的只是一个学习项目，为了能白嫖pcb打样，原来的30个ws2812我只用了20个，原项目的自动下载电路IMH3A因为太贵了淘宝还不包邮就换成了两个L8050Q，因为是后面画好pcb买材料时发现的，所以L8050Q没有位置放了，所以pcb就不是长条形状了。只能往外面扩展了。

 

为了板子好看所以把所有元件的丝印都去掉了，看的时候不是很方便。我第一次尝试很小的板子布线，过孔也不少，但还是学到些东西。

这个项目主要采用的一节锂电池就行，大概在4v左右，标的是3.7v。通过typeC充电，LED指示。

通过MAX9814进行音频采集模拟值。 

上面标注了DC offset（直流偏移）：1.2v。而esp8285或者8266的ADC采样只能接收1v，所以采集的ADC信号要进行串联电阻分压，具体咪头电路详解可以参照：

卓大大的咪头电路分析

所以电压信号是一个在不断变化的类似交流信号向上偏置的结果。

下面附上pcb和原理图资料：

EDA版本和AD版本的pcb和原理图

软件：

 主要需要库有：

 注意这个库的最新版本我的有错误，如果运行发现程序出错的显示库里面有错，建议下载旧版本试试。

ADC采样：

 采集ADC的引脚是A0。

 因为是关于1.25v上下波动的，所以把采集到的ADC减去1.25v即默认没有声音下采集到的电压值。（我测到的是480）

ws2812灯的点亮：

 利用这个simple库可以轻松点亮灯以及改变颜色。

 定义好引脚和灯的数量

用 RGB点亮第i个灯。

滤波：

我利用过均值滤波，冒泡排序取中值发现效果都不好，所以又去掉了，采用了十个值求平均值，这里可以再试试不滤波

下面把均值滤波+冒泡排序滤波和普通均值滤波两种最后调出的可行的代码附上：

均值滤波+冒泡排序滤波：

参考：

十大排序算法详解（一）冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、希尔排序

// NeoPixel Ring simple sketch (c) 2013 Shae Erisson
// released under the GPLv3 license to match the rest of the AdaFruit NeoPixel library

#include 

#define NOISE 5       //噪音底线

#ifdef __AVR__
  #include 
#endif

// Which pin on the Arduino is connected to the NeoPixels?
// On a Trinket or Gemma we suggest changing this to 1
#define PIN            13

// How many NeoPixels are attached to the Arduino?
#define NUMPIXELS      20

// When we setup the NeoPixel library, we tell it how many pixels, and which pin to use to send signals.
// Note that for older NeoPixel strips you might need to change the third parameter--see the strandtest
// example for more information on possible values.
Adafruit_NeoPixel pixels = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

int delayval = 10; // delay for half a second

void setup() {
  // This is for Trinket 5V 16MHz, you can remove these three lines if you are not using a Trinket
#if defined (__AVR_ATtiny85__)
  if (F_CPU == 16000000) clock_prescale_set(clock_div_1);
#endif
  // End of trinket special code

  pixels.begin(); // This initializes the NeoPixel library.

   Serial.begin(115200);
}

void loop() {

    int ADC_VALUE[100];
    int last_VALUE=0;
    int ADC_sort[10];
    int light_ADC=0;



    for(int i=0;i<100;i++)
    {
      ADC_VALUE[i]=analogRead(A0);
    }
    for(int i=0;i<10;i++)
    {
       int ADC_compute=0;
      for(int j=i*10;j<(i*10+10);j++)
      {
        ADC_compute+=ADC_VALUE[j];
      }
      ADC_sort[i]=ADC_compute/10;
    }
       last_VALUE=last_VALUE/10;

    //平均值滤波，10个，上面

    //下面冒泡排序,优化版本
    int my_position = 9;
    for(int i=0;i<9;i++)
    {
      boolean isSwap = false;
      int newPosition = 0;
      for(int j=0;jADC_sort[j+1])
        {
          int temp=ADC_sort[j];
          ADC_sort[j]=ADC_sort[j+1];
          ADC_sort[j+1]=temp;
          isSwap = true;  
          newPosition = j;       
        }

         if(!isSwap){
              break;
            }
         my_position = newPosition;
      }
    }

     
  
    light_ADC=(ADC_sort[5]+ADC_sort[6])/2;
    light_ADC = abs(475 - light_ADC);
  //  Serial.println( light_ADC);
    light_ADC = (light_ADC <= NOISE) ? 0 : light_ADC; 
    int num;
    if(light_ADC<12)
    {
     num=light_ADC/2;
    }
    else
    {
     num=light_ADC/3;
    }
    if(num>=21)
    {
      num=20;
    }   
    for(int i=0;i=0;i--)
    {
      pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(0,0,0)); // Moderately bright green color. 
      pixels.show(); // This sends the updated pixel color to the hardware.
      delay(7);
    }
    
}

  // For a set of NeoPixels the first NeoPixel is 0, second is 1, all the way up to the count of pixels minus one.

普通均值滤波：

// NeoPixel Ring simple sketch (c) 2013 Shae Erisson
// released under the GPLv3 license to match the rest of the AdaFruit NeoPixel library

#include 

#define NOISE 40       //噪音底线

#ifdef __AVR__
  #include 
#endif

// Which pin on the Arduino is connected to the NeoPixels?
// On a Trinket or Gemma we suggest changing this to 1
#define PIN            13

// How many NeoPixels are attached to the Arduino?
#define NUMPIXELS      20

// When we setup the NeoPixel library, we tell it how many pixels, and which pin to use to send signals.
// Note that for older NeoPixel strips you might need to change the third parameter--see the strandtest
// example for more information on possible values.
Adafruit_NeoPixel pixels = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup() {
  // This is for Trinket 5V 16MHz, you can remove these three lines if you are not using a Trinket
#if defined (__AVR_ATtiny85__)
  if (F_CPU == 16000000) clock_prescale_set(clock_div_1);
#endif
  // End of trinket special code

  pixels.begin(); // This initializes the NeoPixel library.

   Serial.begin(115200);
}

void loop() {

    int ADC_VALUE[100];
    int last_VALUE=0;
    int ADC_sort[10];
    int light_ADC=0;


     int ADC_compute=0;
    for(int i=0;i<10;i++)
    {
     ADC_compute+=analogRead(A0);
    }
     last_VALUE=ADC_compute/10;

    //平均值滤波，10个，上面
    light_ADC=last_VALUE;
    light_ADC=abs(last_VALUE-480);
    light_ADC = (light_ADC <= NOISE) ? 0 :(light_ADC-15); 
    Serial.println(abs(last_VALUE-480));
    int num;
    
    num=light_ADC/8;
    if(num>=21)
    {
      num=20;
    }   
    for(int i=0;i=0;i--)
    {
      pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(0,0,0)); // Moderately bright green color. 
      pixels.show(); // This sends the updated pixel color to the hardware.
      delay(1);
    }
    
}

  // For a set of NeoPixels the first NeoPixel is 0, second is 1, all the way up to the count of pixels minus one.

主要是把灯挨个点亮，再挨个熄灭，把采集到的ADC除以某个数计算点的个数。

附上实物图：

 按键买错了，所以焊接成那样了

主要材料：

 这个轻触开关我买错了，封装买大了：

  

不完善之处：这个灯感觉采集的值不是线性的，所以计算点亮灯的个数的计算方法还有待改进，按键啥的还没用到，网页啥的也没写，esp8266这些感觉开发不是很方便，库隐藏起来还需要到本地文件找，下载程序也比起keil要慢一些。