PC中的音頻頻譜反應式NeoPixel

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漂亮的燈光、音樂、開源軟件和電腦：都是我最喜歡的東西。

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前言

對于那些不喜歡 PC 游戲的人，您可能不知道有一個大型的 DIY PC 社區基于這樣的想法，即您應該構建自己的 PC 以獲得最佳性能價格比來完成游戲、媒體創作等任務那。

我希望通過燈光迭代實現的一件事是讓它們對音樂做出反應。這是商業產品中真正缺乏的效果，我非常確定我可以使用 Sparkfun 的 MSGEQ7 IC 做到這一點，它允許您通過獲取音頻輸入信號并將其分成 7 個頻段來構建音頻頻譜分析儀音頻頻譜。我在我的第一個 Arduino 項目中使用了 MSGEQ7，這不僅僅是一個示例草圖。我構建了一個包含 14 個 LED 的電路（音頻頻譜上的每個頻段有 2 個），并讓它對音樂做出反應。當時我還在上大學，所以這對聚會很有用。我基本上想將這個概念移植到 NeoPixels 上，這樣鏈上的各個像素就會對音頻頻譜上的不同頻段做出反應。

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倒退

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代碼

在此處的 Adafruit 論壇上看到大量示例 NeoPixel 代碼后，我最終使用了使用像素數組的代碼結構由 adafruit_support_rick 撰寫。通過這樣做，它會導致每個像素的“藍色度”增加，具體取決于在其分配的光譜帶上讀取的體積。通過這樣做，它會導致每個像素的“藍色度”增加，具體取決于在其分配的光譜帶上讀取的體積。

電路

電路相當簡單。NeoPixel 鏈連接到 Arduino 上的 5V、GND 和數據引腳。MSGEQ7 電路可以在此處的數據表中找到，它允許頻譜帶被復用。音頻信號被發送到 MSGEQ7 上的引腳 5，傳統上使用耳機插孔或類似的東西，左右音頻連接到引腳 5，插孔上的 GND 引腳連接到 GND。我希望這個項目完全存在于我的 PC 機箱內，但沒有奇怪的電線或電纜從奇怪的地方出來。所以我決定使用通常連接到主板的高清音頻接頭連接器，通過機箱上的麥克風輸入輸入音頻。我在我的計算機上使用 mbox2 作為我的音頻輸入和輸出，所以我沒有使用集成音頻，因此可以為這個項目犧牲它。我在這里找到了標題的引腳（第 20 頁）并將引腳 1 和 3（AUD_MIC 和 AUD_MIC_BIAS）連接到 MSGEQ7 上的引腳 5，并將接頭上的引腳 2 連接到 GND。然后，我用一根 3.5 毫米音頻電纜將 mbox2 上的耳機輸出連接到機箱正面的麥克風輸入，從而使音頻能夠進入電路。通過調整耳機音量，我可以影響燈光效果的強度。

首次安裝

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1 / 3 ?原裝外殼。不是很好，但很實用。

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我第一次參與這個項目是在 2016 年 10 月，老實說，當時我對焊接不太滿意。除了 Arduino Uno，我也沒有探索過其他微控制器板。由于所有這些，回頭看這個項目的第一次安裝有點笨拙。我得到了一個 Arduino Uno 項目外殼，用于在面包板上安裝 Arduino Uno 和 MSGEQ7 電路。這使得它可以放在機箱底部的硬盤驅動器托盤中。NeoPixels 和 HD Audio 接頭連接有跳線和我最喜歡的懶惰解決方法：電工膠帶。我找到了一個 USB 2.0 母頭 USB A 母頭，用于通過 USB 電纜將 Arduino 連接到電路，以便它直接連接到主板。雖然它有效，但我對此非常滿意。在這里，但我必須警告你它有點啰嗦。但在過去的兩個月內，NeoPixels 已停止對音頻做出反應，所以我知道出了問題。我對焊接也變得更有信心，并決定是時候對這個項目進行整容了。我還想讓我的 Arduino Uno R3 重新投入使用。

二次安裝

第二次嘗試的主要目標是焊接所有連接，以便一切都更加穩定。我還想更換一塊使用 Atmega328 芯片的小板。我選擇了 Pro Trinket，因為它有 328 芯片、5V 電源和小尺寸。在使用 Pro Trinket 測試現有面包板電路后，我開始將項目遷移到原型板。

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1 / 2 ?使用 Pro Trinket 和耳機插孔進行首次測試

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這次我希望電路板位于我的 PC 機箱的主要部分而不是地下室，所以我在 Digikey 上找到了一些來自 DFRobot 的黑色原型板，這樣它就可以很好地融合。我使用 Fritzing 來布置所有內容，這些文件在下面可用。對于高清音頻接頭連接器，我焊接了公接頭連接器以匹配引腳輸出，以便它可以輕松插入，模仿主板上的插頭。

這是我第一次填充不像面包板那樣布局的原型板，但它進行得很好。我在焊接前布置了所有組件和電線，然后使用大頭釘將所有部件固定到位。

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1 / 3 ?人口開始增加

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為了連接 NeoPixel，我使用了一些四線接頭焊接到 NeoPixel 和電路板上，以便我可以根據需要連接和斷開 NeoPixel。它還減輕了電路板和 NeoPixel 鏈的壓力。

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1 / 2 ?接頭連接到 NeoPixels

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誠然，故意將組件連接在一起感覺有點奇怪，但我試圖將這些部分保持在最大三個孔的距離。

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1 / 2 ?完成焊接

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當我把所有東西都連接起來進行測試時，燈亮了正確的顏色，但令人驚訝！他們對音頻沒有反應。經過一些故障排除后，我意識到罪魁禍首是高清音頻連接器。出于某種原因，當它完全插入我焊接的公頭時，它不起作用。但是，如果我調整接頭的角度以便連接前面的兩個引腳（MIC 和 GND），那么它就可以工作了。我在電路板上的公頭上方插入了兩個母頭，以增加一些高度，從而使 HD 音頻頭能夠向電路傳送音頻信號。如果我不得不冒險猜測為什么會發生這種情況，我認為這與 HD 音頻連接器上的引腳 6 有關，這是一個插孔檢測信號引腳。在非 MIC 和 GND 接頭未連接到任何東西的地方，我認為它可能會導致短路。我計劃拆焊 HD 音頻連接器的額外接頭。我希望我之前測試過這個，因為這里很好地描述了他們對假設的看法。

在那個小問題之后，盡管我能夠使用兩個支架將電路板安裝到我的 PC 機箱內部的面板上。NeoPixels 現在又回到了他們跳舞的狀態。

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最后的想法

總的來說，我對這個項目現在的狀態非常滿意。它在目前的形式下肯定更加穩定，并且在美學上更令人愉悅。對于接下來的步驟，因為一個項目永遠不會真正完成，我確實計劃拆焊那些使 HD 音頻連接器短路的引腳，也許將來我會把這個項目標記為我的第一個 PCB 冒險。由于此時我對 MSGEQ7 電路非常滿意，我認為它是一個很好的選擇，而那些 OSH Park 紫色 PCB 將完美匹配我的配色方案......

其他可能的迭代

如果你喜歡這個項目但不喜歡討厭的計算機，它可以很容易地修改為與立體聲系統、電視或類似的東西一起運行。另一個很酷的用途是用于樂隊的現場表演，如果您從調音臺獲得信號。基本上只要有音頻輸出，這個項目就可以找到一個快樂、華麗的家。