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家居音控喷泉设计

家居音控喷泉设计

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:
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