Простая цветомузыка
Для сборки простой цветомузыки на светодиодах (рис. 1 ) потребуются следующие элементы и материалы:
- светодиоды размером 5 мм;
- провод от старых наушников;
- транзистор КТ817 (или его аналог) ;
- блок питания на 12 В;
- провода;
- оргстекло.
Рис. 1 — Схема простой цветомузыки на светодиодах
Сначала изготавливаем корпус для цветомузыки из оргстекла (рис. 2). Короб лучше сделать прямоугольной формы. Размеры выбираем по своему усмотрению.
Рис. 2 — Корпус для цветомузыки на светодиодах
Для расчёта количества светодиодов напряжение источника (12 В) делим на рабочее напряжение светодиодов (3 В):
Следовательно нам потребуются 4 светодиода.
Кабель от наушников зачищаем, в нём три провода, мы будем использовать один левого или правого канала, и один общий (рис. 3).
Рис. 3 — Кабель от наушников
Один лишний провод нужно изолировать. Перед сборкой, кабель прокладываем внутрь короба.
При подключении необходимо учитывать полярность светодиодов.
В процессе сборки, нужно постараться не нагревать транзистор, т. к. это может привести к его поломке, и учитывать назначение выводов транзистора. После сборки и проверки можно установить верхнюю крышку (рис. 4).
Цветомузыка своими руками. Простые схемы цветомузыкальных
приставок с излучателями на лампах накливания и светодиодах
Светодинамическая установка (СДУ), оно же цветомузыкальное устройство (ЦМУ), она же цветомузыка (светомузыка) – это всего лишь часть перечня названий одного и того же устройства, предназначенного для автоматического динамического цветного освещения, сопровождающего исполнение музыки.
Чаше всего такие электронные светомузыкальные устройства базируются на принципе разделения (фильтрации) диапазона частот музыкальной фонограммы по отдельным частотным каналам (НЧ, НЧ-СЧ, СЧ, СЧ-ВЧ), которые, после усиления, подаются на световые излучатели разных цветов, сопоставленные с частотными каналами звука.
Обычно частотный диапазон звука разделялся по частотному принципу на 3. 4 световых канала:
1. красные лампы – низкие частоты (диапазон до 200 Гц),
2. жёлтые – средне-низкие (диапазон от 200 до 800 Гц),
3. зелёные – средние (от 800 до 3500 Гц),
4. синие – выше 3500 Гц.
Устройством отображения в цветомузыке может быть как набор отдельных прожекторов, так и единая конструкция (экран), в которой и формируется световая картина. И если в «древних» ЦМУ в качестве излучателей преимущественно выступали лампы накаливания, то в современных условиях смысла от применения таких раритетов нет никакого, тем более что в линейке светодиодов, пришедших на смену лампочке Ильича, присутствуют довольно мощные и эффективные приборы различных цветов свечения.
Также нет смысла и в традиционном использовании тиристоров или симисторов, так как современные силовые транзисторы работают в широком диапазоне мощностей и напряжений и при этом не обладают таким существенным недостатком, как необходимость (для их выключения) перехода питающего напряжения через ноль.
Именно на таких транзисторных устройствах мы и сосредоточим внимание в рамках данной статьи, а поскольку в сетевом пространстве фигурирует большое количество неграмотно «спроектированных» и «неправильно» работающих схем цветомузык, то будем обращаться исключительно к тем описаниям, которые опубликованы в относительно надёжных и заслуживающих уважение источниках.
А начнём мы со схемы простейшей цветомузыки, приведённой в книге Б.С. Иванова «САМОДЕЛКИ ЮНОГО РАДИОЛЮБИТЕЛЯ».
Как и в подавляющем большинстве цветомузыкальных установок, в предлагаемом устройстве (Рис.1) применено частотное разделение сигналов звуковой частоты, воспроизводимых радиоприемником, по трём каналам. Первый канал выделяет низшие частоты — им соответствует красный цвет свечения, второй канал — средние (жёлтый цвет), третий — высшие (зеленый цвет). Для этого в приставке использованы соответствующие фильтры.
Рис.1 Схема цветомузыки на тразисторах и светодиодах
Входной сигнал поступает на фильтры с подстроечных резисторов R1, R2, R3, которые, в свою очередь, подключаются к выводам динамической головки радиоприемника. Подстроечными резисторами устанавливают нужную яркость светодиодов в каждом канале при заданной (максимальной) громкости звука.
В канале низших частот стоит фильтр R5C3, ослабляющий средние и высшие частоты. Прошедший через него сигнал низших частот детектируется диодом VD3. Появляющееся на базе транзистора VT3 отрицательное напряжение открывает этот транзистор, и светодиод HL3, включенный в его коллекторную цепь, зажигается. Чем больше амплитуда сигнала, тем сильнее открывается транзистор, тем ярче горит светодиод. Для ограничения максимального тока через светодиод последовательно с ним включен резистор R9. При отсутствии этого резистора светодиод может выйти из строя.
В канале средних частот стоит фильтр R4C2, который для высших частот представляет значительно большее сопротивление, чем для средних. В коллекторную цепь транзистора VT2 включен светодиод HL2 желтого цвета свечения. Сигнал на фильтр поступает с движка подстроечного резистора R2.
Канал высших частот состоит из подстроечного резистора R1, фильтра C1R6, ослабляющего сигналы средних и низших частот, и транзистора VT1. Нагрузкой канала является светодиод HL1 зеленого цвета свечения с последовательно включенным ограничительным резистором R7.
Транзисторы могут быть другими маломощными приборами структуры p-n-р, с возможно большим коэффициентом передачи тока (не менее 50). Диоды VD1. VD3 — любые из серии Д9. Вместо светодиода АЛ307Г можно применить любые светодиоды соответствующего цвета свечения с прямым током не более 40 мА.
Налаживают приставку во время исполнения музыкальных произведений при средней громкости звука. Движки подстроечных резисторов устанавливают в такое положение, чтобы в такт с музыкой каждый светодиод вспыхивал достаточно ярко, но ток через него не превышал допустимого (ток контролируют миллиамперметром, включенным последовательно со светодиодом). Если яркость свечения будет недостаточна даже при наибольшей громкости звука и верхнем по схеме положении движка подстроечного резистора, следует либо заменить транзистор другим, с большим коэффициентом передачи тока, либо подобрать резистор в цепи светодиода с меньшим сопротивлением.
Следующее ЦМУ разработано автором нескольких книг для начинающих радиолюбителей Сощенко С. В.. Вот что пишет автор:
Как сделать цветомузыку на светодиодах своими руками
На Рис.2 предоставлена схема простой четырехканальной цветомузыкальной приставки, собранной на светодиодах. Приставка состоит из усилителя входного сигнала, четырех каналов и блока питания, обеспечивающего питание приставки от сети переменного тока.
Рис.2 Принципиальная схема цветомузыкальной приставки
Сигнал звуковой частоты подается на контакты ПК, ЛК и через резисторы R1 и R2 попадает на переменный резистор R3, являющийся регулятором уровня входного сигнала. Далее звуковой сигнал через конденсатор С1 и резистор R4 поступает на вход предварительного усилителя, собранного на транзисторах VT1 и VT2. Применение усилителя позволило использовать приставку практически с любым источником звукового сигнала.
С выхода усилителя звуковой сигнал подается на верхние выводы подстроечных резисторов R7,R10, R14, R18, являющиеся нагрузкой усилителя и выполняющие функцию регулировки (подстройки) входного сигнала отдельно по каждому каналу, а также устанавливают нужную яркость светодиодов канала. От средних выводов подстроечных резисторов звуковой сигнал поступает на входы четырех каналов, каждый из которых работает в своей полосе звукового диапазона. Схематично все каналы выполнены одинаково и различаются лишь RC-фильтрами.
Пройдя фильтры, сигналы детектируются диодами VD1. VD4 и подаются на базы транзисторов. Появляющееся на базах транзисторов отрицательное напряжение открывает их, и группы светодиодов, включенных в соответствующие коллекторные цепи, зажигаются. Чем больше амплитуда сигнала, поступающего с выхода фильтров, тем сильнее открываются транзисторы, тем ярче горят светодиоды. Для ограничения максимального тока через светодиоды последовательно с ними включены резисторы. При отсутствии этих резисторов светодиоды могут выйти из строя.
Питается цветомузыкальная приставка постоянным напряжением 9В. Блок питания приставки состоит из трансформатора Т1, диодного моста на диодах VD5 – VD8, стабилизатора напряжения DA1 типа КРЕН5, резистора R22 и двух оксидных конденсаторов С8 и С9. Для получения выходного напряжения 9В между минусовой шиной блока питания и выводом 2 микросхемы включен резистор R22. Изменением величины сопротивления этого резистора добиваются нужного выходного напряжения на выводе 3 микросхемы.
В приставке могут быть использованы любые постоянные резисторы мощностью 0,25. 0,125 Вт.
Постоянные конденсаторы могут быть любого типа, рассчитанные на рабочее напряжение не ниже 16 В, конденсатор С8 – не ниже 25 В.
Светодиоды – обычные с желтым, красным, синим и зеленым цветом свечения. В каждом канале используется по 6 штук.
Транзисторы VT1 и VT2 – из серии КТ361 с любым буквенным индексом, транзисторы VT3, VT4, VT5, VT6 – из серии КТ502 с любым буквенным индексом.
Стабилизатор напряжения типа КРЕН5А с любым буквенным индексом (импортный аналог 7805). Если использовать девятивольтовые КРЕН8А или КРЕН8Г (импортный аналог 7809), то резистор R22 не ставится. Вместо резистора на плате устанавливается перемычка.
Следующая схема цветомузыкальной установки была опубликована в журнале Elektor Electronics, 6/04. Она во многом аналогична предыдущей приставке, но главным её преимуществом является наличие компрессора, позволяющего уменьшить динамический диапазон музыкального сигнала, и тем самым улучшить визуальное восприятие работы устройства.
При этом подключать данную приставку и источнику звука не надо, так как сигнал снимается посредством встроенного в неё электретного микрофона. Познакомимся и с этим устройством:
Цветомузыкальная установка с компрессором
Достоинствами данной ЦМУ являются наличие автоматического регулирования чувствительности к уровню звука (что обусловливает отсутствие в устройстве каких-либо регулировочных органов), а также отсутствие необходимости подключения к какой-либо звуковой радиоаппаратуре (входное устройство состоит из электретного микрофона MIC1).
Рис.3 Схема микрофонной цветомузыки с компрессором
Слабый сигнал с выхода микрофона усиливается в 1000 раз в двухкаскадном усилителе на ОУ типа LM358N. АРУ осуществляется с помощью делителя напряжения, образованного сопротивлением коллектор-эмиттер Т1 и R7. Этот делитель обладает переменным коэффициентом деления за счет изменения режима работы транзистора Т1 под действием смещения на его базе, созданного выпрямленным напряжением с выхода второго ОУ.
Выходные транзисторные каскады (Т2-Т4) представляют собой RC-фильтры, настроенные каждый на свою полосу частот. Эти транзисторы обеспечивают питание светодиодов D4, D6, D8 в течение положительной полуволны отфильтрованного сигнала.
Если сигнал в приведённом выше ЦМУ предполагается снимать не с микрофона, а напрямую с какого-либо источника, например с линейного выхода звуковоспроизводящего устройства, то первый каскад усиления можно исключить, а сигнал подавать на левый вывод резистора R7.
Также можно увеличить количество светодиодов, подключив их аналогично тому, как это сделано в цветомузыкальной приставке, изображённой на Рис.2.
Светодиодная цветомузыка
Порой так хочется создать у себя дома яркое световое шоу, позвать друзей, включить громче музыку и окунуться в атмосферу дискотеки. С музыкой и друзьями проблем обычно не возникает, а вот организовать цветомузыку бывает достаточно проблематично. Даже самые простые световые эффекты стоят, порой, приличных денег, к тому же продаются далеко не во всех магазинах. Как же быть, если желание насладиться мигающими в такт музыке огоньками не угасает? Выход есть – собрать цветомузыку самому.
Схема цветомузыки
Схема проста как валенок, содержит всего три транзистора и горстку резисторов с конденсаторами. Она содержит в себе три фильтра для низких, средних и высоких частот, поэтому такую цветомузыку можно назвать трёхканальной. Красный светодиод загорается, когда в звуковом сигнале преобладают низкие частоты, синий светодиод реагирует на средние частоты, а зелёный – на высокие. Подстроечные резисторы R4 — R6 регулируют чувствительность каждого из каналов, с их помощью задаётся необходимая яркость свечения. Транзисторы VT1 – VT3 коммутируют светодиоды, здесь можно применить любые n-p-n транзисторы малой мощности, например, BC547, BC337, КТ3102. Вместо отдельных светодиодов для увеличения яркости можно использовать отрезки светодиодной ленты, в этом случае транзисторы стоит поставить большей мощности, например, BD139, 2N4923, КТ961. На вход схемы можно подавать звуковой сигнал, например, с плеера, телефона или компьютера. Однако, может оказаться так, что уровня звукового сигнала не хватит для открывания транзисторов этой схемы и светодиоды будут светится тускло. Чтобы этого не произошло, сигнал нужно усилить, например, с помощью простенького усилителя на одном транзисторе, схема которого показана ниже.
Схема усилителя
Транзистор можно использовать любой маломощный, хорошо себя зарекомендовал в этой схеме отечественный КТ3102. С помощью подстроечного резистора R1 можно регулировать уровень сигнала, подаваемого на схему цветомузыки. Питается усилитель от тех же 9 – 12 вольт. На его вход можно подавать даже слабый сигнал с телефона, ведь он будет усилен до нужного уровня.
Крутая цветомузыка своими руками
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
- 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
ВИДЕО
КОМПОНЕНТЫ
Каталоги ссылок на Алиэкспресс на этом сайте:
Стараюсь оставлять ссылки только на проверенные крупные магазины, из которых заказываю сам. Также по первые ссылки ведут по возможности на минимальное количество магазинов, чтобы минимально платить за доставку. Если какие-то ссылки не работают, можно поискать аналогичную железку в каталоге Ардуино модулей . Также проект можно попробовать собрать из компонентов моего набора GyverKIT .
- Купить в РФ, 60 свет/метр, 30 свет/метр
- Купить на Али ссылка, ссылка
- Black PCB / White PCB – цвет подложки ленты, чёрная / белая. В видео была чёрная
- 1m/5m – длина ленты в метрах (чтобы заказать 2 метра, берите два заказа 1m, очевидно)
- 30/60/74/96/100/144 – количество светодиодов на 1 метр ленты. В видео использовалась лента 60 диодов на метр
- IP30 лента без влагозащиты (как на видео)
- IP65 лента покрыта силиконом
- IP67 лента полностью в силиконовом коробе
- Постфикс ECO – лента чуть более низкого качества, меньше меди, на длинной ленте будет сильно проседать яркость
- Куча резисторов https://ali.ski/few1rq
- Куча кнопок https://ali.ski/2A_nxM
- Куча конденсаторов https://ali.ski/lwuDxJ
- Куча потенциометров (можно обойтись без него! Читайте инструкцию) https://ali.ski/pttk-
- Куча конденсаторов для микрофона http://ali.ski/eqALT
- Резистор https://www.chipdip.ru/product0/27226
- Кнопка https://www.chipdip.ru/product/tyco-2-1825910-7-fsm14jh
- Конденсатор 10нф https://www.chipdip.ru/product0/42179
- Конденсатор для микрофона https://www.chipdip.ru/product0/9000261766
- Потенциометр (можно обойтись без него! Читайте инструкцию) https://www.chipdip.ru/product/r-0901n-b20k
СХЕМЫ
ПРОШИВКА
УПРАВЛЕНИЕ
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
Номер режима Режим Кнопки ← → Кнопки ↑ ↓ Кнопка # 1 Шкала громкости (градиент) Плавность анимации – – 2 Шкала громкости (радуга) Плавность анимации Скорость радуги – 3 Цветомузыка (5 полос) Плавность анимации Чувствительность – 4 Цветомузыка (3 полосы) Плавность анимации Чувствительность – 5 Цветомузыка (1 полоса) – 5,1 3 частоты Плавность анимации Чувствительность Смена подрежима 5,2 Низкие Плавность анимации Чувствительность Смена подрежима 5,3 Средние Плавность анимации Чувствительность Смена подрежима 5,4 Высокие Плавность анимации Чувствительность Смена подрежима 6 Стробоскоп Плавность вспышек Частота вспышек – 7 Цветная подсветка – – – 7,1 Постоянный Цвет Насыщенность Смена подрежима 7,2 Плавная смена цвета Скорость Насыщенность Смена подрежима 7,3 Бегущая радуга Скорость Шаг радуги Смена подрежима 8 Бегущие частоты – – – 8,1 3 частоты Скорость Чувствительность Смена подрежима 8,2 Низкие Скорость Чувствительность Смена подрежима 8,3 Средние Скорость Чувствительность Смена подрежима 8,4 Высокие Скорость Чувствительность Смена подрежима 9 Анализатор спектра Шаг цвета Цвет – Общие настройки (перекл. ОК) Все режимы Общая яркость горящих светодиодов Яркость “не горящих” светодиодов Остальные кнопки: цифра 0 – калибровка шума, * – вкл/выкл систему, ОШИБКИ И FAQ
FAQ:
Большинство проблем можно решить, прочитав вот эту статью: https://alexgyver.ru/ws2812_guide/В: Купил ленту, на ней контакты G, R, B, 12. Как подключить?
О: Это не та лента, можешь выкинутьВ: Прошивка загружается, но выползает рыжими буквами ошибка “Pragma message….”
О: Это не ошибка, а информация о версии библиотекиВ: Что делать, чтобы подключить ленту своей длины?
О: Посчитать количество светодиодов, перед загрузкой прошивки изменить самую первую в скетче настройку NUM_LEDS (по умолчанию стоит 120, заменить на своё). Да, просто заменить и всё.В: Сколько светодиодов поддерживает система?
О: Версия 1.1: максимум 450 штук, версия 2.0: 350 штукВ: Как увеличить это количество?
О: Варианта два: оптимизировать код, взять другую библиотеку для ленты (но придётся переписать часть). Либо взять Arduino MEGA, у неё больше памяти.В: Какой конденсатор ставить на питание ленты?
О: Электролитический. Напряжение 6.3 Вольт минимум (можно больше, но сам кондер будет крупнее). Ёмкость – минимум 1000 мкФ, а так чем больше тем лучше.В: Как проверить ленту без Arduino? Горит ли лента без Arduino?
О: Адресная лента управляется по спец протоколу и работает ТОЛЬКО при подключении к драйверу (микроконтроллеру)