家居音控喷泉设计 中国人, 喷泉

我是MT

[导读] 利用单片机控制喷泉动作，单片机转换输入的音乐信号或预先的编程指令，输出控制信号至水泵、喷头电磁阀、灯光、音效等外围设备，使之按规律的组合动作，实现景观喷泉的运作。
关键词：音控喷泉

　　一、项目设计背景及概述
　　家庭是城市生活的最小单元，中国人更是将一辈子的积蓄用在了买房、装修上。商品住宅寸土寸金，既要使家里显得有格调，又不能因为装饰物占据太多空间。参观完苏州园林后，我们有了制作家居景观喷泉的想法，用微缩的音乐喷泉来带给家不一样的格调与品位。苏州园林的特点就是由小见大，由微群景观去浓缩祖国大好山河，移步换景，妙趣横生。我们的喷泉也应如此。试想在客厅的茶机的摆一盆小小的喷泉，水花在假山间跳跃，鱼儿在水柱间流动……这是多么有趣的场景，能为家人、孩子、宾朋带来多少喜悦啊。
　　二、项目设计原理
　　1、 原理概述
　　原理就是利用单片机控制喷泉动作，单片机转换输入的音乐信号或预先的编程指令，输出控制信号至水泵、喷头电磁阀、灯光、音效等外围设备，使之按规律的组合动作，实现景观喷泉的运作。
　　2、 硬件设计原理
　　将音乐信号进行A/D转换后输入单片机，通过音乐与编程两种方式利用单片机的I/O端口输出高低电平控制继电器开合，将继电器引脚与水泵、电磁阀、潜水灯、音箱串联，间接控制水泵、电磁阀、潜水灯、音箱动作，还可以通过遥控器实现人机交互。
　　3、 软件设计原理
　　软件主要实现音乐控制、编程控制两种控制方式，音乐控制主要是对输入的音乐数字信号进行电平比较分析，根据输入电平高低同步输出电平高低，实现对外围电路的同步控制；编程控制主要是设计几组算法，能够实现外围设备产生有规律或完全随机的组合搭配效果。
　　三、项目设计框图
　　1、硬件设计框图
　　电路设计框图：　　

　　水路设计框图：

　　2、软件设计框图
　　音乐控制方式软件设计：

　　程序控制方式软件设计：

　　四、测试结果
　　按设计电路、水路连接并经多次改进后完成样机，如下图所示：

　　喷泉整体呈长方形，喷头呈蝶翼形布局固定在有机玻璃板平面上，以莲花为点缀，取蝶恋花之意，板下方固定有红蓝两色条状潜水灯。
　　水路结构见下图：

　　长方形水箱内放置有两个同样型号的潜水泵、四个电磁阀。
　　控制盒内部结构见下图：（手工打制，比较简陋）

　　喷水效果如下图所示：

　　四个喷头群组成蝶翼的四个部分，四个部分独立受控喷出水柱，在变化灯光的配合下实现不同的组合效果。
　　附一：程序工程文件
　　软件程序经多次调试，版本过多，每一次的思路都不太一致因为控制本身并不复杂，只是算法不同而已，只放上第一次的简单例子，见百度网盘：
　　链接： http://pan.baidu.com/s/1bncjfQn 密码： hnj5
　　附二：硬件工程文件
　　前期水路部分和喷泉设计占用了大量时间，后来因为时间比较赶，就没有自己专门打样板子，正好手头有个别人做的现成的板子，直接用了，这次用到单片机的地方也比较简单，就几个I/O端口，PCB我就不专门画了。
　　附三：演示视频
　　由于已是期末，临近考试，这次喷泉制作得比较粗糙，视频也没时间按要求的版式处理了，宿舍这几天网速也奇慢无比，只能截取一小段喷水效果视频放在网盘里了，见百度网盘：
　　链接： http://pan.baidu.com/s/1d7feY 密码： 4ep5