[作品提交] 【Follow me第二季第1期】创意任务（有创意的可穿戴装饰）

iexplore123 2024-8-24 23:00 楼主

# 【Follow me第二季第1期】 创意任务（有创意的可穿戴装饰）

大家好，这里是iex123。这次我来尝试一下创意任务一，制作一个有创意的可穿戴装饰。我选择使用麦克风传感器和板载LED，来制作一个可以根据环境声音的大小和音调，展示不同灯光效果的可穿戴装饰。

## 可穿戴装饰的制作

### 材料准备

- Adafruit Circuit Playground Express
- 挂绳
- 电池

### 制作过程

1. 将Adafruit Circuit Playground Express用挂绳钩住，如下图所示：

2. 将Adafruit Circuit Playground Express连接到电脑，然后上传下面的代码：

```cpp
#include <Adafruit_CircuitPlayground.h>
#include "Adafruit_ZeroFFT.h"
#include <Wire.h>
#include <SPI.h>

#define DATA_SIZE 256
#define NUM_PIXELS 10
#define FS 22000

//要收集的最低频率
#define FREQ_MIN 600
//要收集的最高频率
#define FREQ_MAX 3000

#define MIN_INDEX FFT_INDEX(FREQ_MIN, FS, DATA_SIZE) 
#define MAX_INDEX FFT_INDEX(FREQ_MAX, FS, DATA_SIZE)

#define SCALE_FACTOR 32

int16_t inputData[DATA_SIZE];

#define SAMPLE_WINDOW   10  //取样窗口
#define PEAK_HANG       24  //LED停留时间
#define PEAK_FALL        4  //LED动画下降速度

#define INPUT_FLOOR     60  //最低检测分贝值
#define INPUT_CEILING   95

byte peak = 16;        // 颜色条的峰值位置
unsigned int sample;
byte dotCount = 0;     // LED衰落动画计数变量
byte dotHangCount = 0; // LED停留动画计数变量

float mapf(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max);

void setup() 
{
  CircuitPlayground.begin();
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("FFT Test");
}

void loop() 
{
  int numPixels = CircuitPlayground.strip.numPixels();
  float peakToPeak = 0;   //峰峰值
  unsigned int c, y;
  int i;
  CircuitPlayground.mic.capture(inputData, DATA_SIZE);
  //fft预处理
  int32_t avg = 0;
  for(i=0; i<DATA_SIZE; i++) avg += inputData<i>;
  avg /= DATA_SIZE;
  for(i=0; i<DATA_SIZE; i++)
    inputData<i> = (inputData<i> - avg) * SCALE_FACTOR;
  
  //FFT变换
  ZeroFFT(inputData, DATA_SIZE);
  int sum = 0;
  Serial.println("FFT Output:");
  for(i=MIN_INDEX; i<=MAX_INDEX; i++){
    sum += inputData<i>;
    Serial.print(inputData<i>);
    Serial.print(" ");
  } 
  Serial.print("Sum: ");
  Serial.println(sum);

//获取声音响度
  peakToPeak = CircuitPlayground.mic.soundPressureLevel(SAMPLE_WINDOW);
  peakToPeak = max(INPUT_FLOOR, peakToPeak);
  Serial.print("Peak to Peak: ");
  Serial.println(peakToPeak);
  uint8_t r = map(sum, 50, 100, 0, 255);
  uint8_t g = map(peakToPeak, 0, 100, 255, 0);
  uint8_t b = 255;
  for (int i=0;i<=numPixels-1;i++){
    CircuitPlayground.strip.setPixelColor(i,r,g,b);
  }

c = mapf(peakToPeak, INPUT_FLOOR, INPUT_CEILING, numPixels, 0);

// LED动画
  if(c < peak) {
    peak = c;        // Keep dot on top
    dotHangCount = 0;    // make the dot hang before falling
  }
  if (c <= numPixels) { // Fill partial column with off pixels
    drawLine(numPixels, numPixels-c, CircuitPlayground.strip.Color(0, 0, 0));
  }
  y = numPixels - peak;
  CircuitPlayground.strip.setPixelColor(y-1,r,g,b);
  CircuitPlayground.strip.show();

if(dotHangCount > PEAK_HANG) { //Peak pause length
    if(++dotCount >= PEAK_FALL) { //Fall rate 
      peak++;
      dotCount = 0;
    }
  } 
  else {
    dotHangCount++; 
  }
}

//用来根据指定的颜色填充LED
void drawLine(uint8_t from, uint8_t to, uint32_t c) {
  uint8_t fromTemp;
  if (from > to) {
    fromTemp = from;
    from = to;
    to = fromTemp;
  }
  for(int i=from; i<=to; i++){
    CircuitPlayground.strip.setPixelColor(i, c);
  }
}

float mapf(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max)
{
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}

```

在这段代码中，我们使用了`CircuitPlayground.mic.capture()`函数来获取麦克风传感器的数据，然后使用`ZeroFFT()`函数来进行FFT变换，获取音频频谱数据，然后根据频谱数据和音量大小来控制板载LED的颜色。
>研究了好几天的音调识别，知识储备还不够扎实，实在做不出来，就把人耳能听到的大致范围的变换结果加起来凑合了下，让各位大佬见笑了

### 效果展示

当我们将可穿戴装饰戴在身上，然后说话或者唱歌时，板载LED的颜色会根据声音的大小和音调发生变化，如下图所示：

## 任务进度

- [x] 入门任务：开发环境搭建，板载LED点亮
- [x] 基础任务一：控制板载炫彩LED，跑马灯点亮和颜色变换
- [X] 基础任务二：监测环境温度和光线，通过板载LED展示舒适程度
- [X] 基础任务三：接近检测——设定安全距禀并通过板载LED展示，检测到入侵时，发起声音报警
- [x] 进阶任务：制作不倒翁——展示不倒翁运动过程中的不同灯光效果
- [x] 创意任务一：有创意的可穿戴装饰——可结合多种传感器和灯光效果展示