家居音控噴泉設計 - 全文

　　一、項目設計背景及概述

　　家庭是城市生活的最小單元，中國人更是將一輩子的積蓄用在了買房、裝修上。商品住宅寸土寸金，既要使家里顯得有格調(diào)，又不能因為裝飾物占據(jù)太多空間。參觀完蘇州園林后，我們有了制作家居景觀噴泉的想法，用微縮的音樂噴泉來帶給家不一樣的格調(diào)與品位。蘇州園林的特點就是由小見大，由微群景觀去濃縮祖國大好山河，移步換景，妙趣橫生。我們的噴泉也應如此。試想在客廳的茶機的擺一盆小小的噴泉，水花在假山間跳躍，魚兒在水柱間流動……這是多么有趣的場景，能為家人、孩子、賓朋帶來多少喜悅啊。

　　二、項目設計原理

　　1、 原理概述

　　原理就是利用單片機控制噴泉動作，單片機轉(zhuǎn)換輸入的音樂信號或預先的編程指令，輸出控制信號至水泵、噴頭電磁閥、燈光、音效等外圍設備，使之按規(guī)律的組合動作，實現(xiàn)景觀噴泉的運作。

　　2、 硬件設計原理

　　將音樂信號進行A/D轉(zhuǎn)換后輸入單片機，通過音樂與編程兩種方式利用單片機的I/O端口輸出高低電平控制繼電器開合，將繼電器引腳與水泵、電磁閥、潛水燈、音箱串聯(lián)，間接控制水泵、電磁閥、潛水燈、音箱動作，還可以通過遙控器實現(xiàn)人機交互。

　　3、 軟件設計原理

　　軟件主要實現(xiàn)音樂控制、編程控制兩種控制方式，音樂控制主要是對輸入的音樂數(shù)字信號進行電平比較分析，根據(jù)輸入電平高低同步輸出電平高低，實現(xiàn)對外圍電路的同步控制；編程控制主要是設計幾組算法，能夠?qū)崿F(xiàn)外圍設備產(chǎn)生有規(guī)律或完全隨機的組合搭配效果。

　　三、項目設計框圖

　　1、硬件設計框圖

　　電路設計框圖：　　

　　水路設計框圖：

　　2、軟件設計框圖

　　音樂控制方式軟件設計：

　　程序控制方式軟件設計：

　　四、測試結(jié)果

　　按設計電路、水路連接并經(jīng)多次改進后完成樣機，如下圖所示：

　　噴泉整體呈長方形，噴頭呈蝶翼形布局固定在有機玻璃板平面上，以蓮花為點綴，取蝶戀花之意，板下方固定有紅藍兩色條狀潛水燈。

　　水路結(jié)構(gòu)見下圖：

　　長方形水箱內(nèi)放置有兩個同樣型號的潛水泵、四個電磁閥。

　　控制盒內(nèi)部結(jié)構(gòu)見下圖：（手工打制，比較簡陋）

　　噴水效果如下圖所示：

　　四個噴頭群組成蝶翼的四個部分，四個部分獨立受控噴出水柱，在變化燈光的配合下實現(xiàn)不同的組合效果。

　　附一：程序工程文件

　　軟件程序經(jīng)多次調(diào)試，版本過多，每一次的思路都不太一致因為控制本身并不復雜，只是算法不同而已，只放上第一次的簡單例子，見百度網(wǎng)盤：

　　鏈接： http://pan.baidu.com/s/1bncjfQn 密碼： hnj5

　　附二：硬件工程文件

　　前期水路部分和噴泉設計占用了大量時間，后來因為時間比較趕，就沒有自己專門打樣板子，正好手頭有個別人做的現(xiàn)成的板子，直接用了，這次用到單片機的地方也比較簡單，就幾個I/O端口，PCB我就不專門畫了。

　　附三：演示視頻

　　由于已是期末，臨近考試，這次噴泉制作得比較粗糙，視頻也沒時間按要求的版式處理了，宿舍這幾天網(wǎng)速也奇慢無比，只能截取一小段噴水效果視頻放在網(wǎng)盤里了，見百度網(wǎng)盤：

　　鏈接： http://pan.baidu.com/s/1d7feY 密碼： 4ep5