Tresavis

Practica per implementar les llums psicodèliques, llums que varien a el ritme de la música.

Codi.

orgue-llums.ino

        
/*
* Orga de Llums
*/
#include "fix_fft.h"
#define MUESTRAS 128 // Numero de muestras para el cálculo de la FFT
#define LOGM 7 // Logaritmo en base 2 del número de muestras
#define BAJOS_MEDIOS 7 // Nº de banda para el corte entre Bajos y Medios
#define MEDIOS_AGUDOS 35 // Nº de banda para el corte entre Medios y Agudos
#define BPIN 9 // Pin de salida Bajos
#define MPIN 10 // Pin de salida Medios
#define APIN 11 // Pin de salida Agudos
#define MAX_PASADAS 10 // Nº de pasadas para el cálculo de los límites

char data[MUESTRAS]; // Array con los valores muestreados (parte real)
char im[MUESTRAS]; // Array con los valores muestreados (parte imaginaria)
unsigned char salida[MUESTRAS/2]; // Valores obtenidos de la FFT (espectro de 64 bandas)
unsigned char bajos,medios,agudos; // Valores calculados para cada canal
byte pasada, // nº de pasada para el cáculo de los límites
acumBajos,acumMedios,acumAgudos, // acumuladores de veces que se supera el límite
limBajos,limMedios,limAgudos; // límites calculados para cada canal

/*
* Funcion que aplica una ventana de Hann a los datos muestreados para reducir el
* efecto de las discontinuidades en los extremos
*/
void aplicaVentana (char *vData) {
  double muestrasMenosUno = (double(MUESTRAS) - 1.0);
  // Como la ventana es simétrica , se calcula para la mitad y se aplica el factor por los dos extremos
  for (uint8_t i = 0; i < MUESTRAS/2 ; i++) {
    double indiceMenosUno = double(i);
    double ratio = (indiceMenosUno / muestrasMenosUno);
    double factorPeso = 0.5 * (1.0 - cos(6.28 * ratio));
    vData[i] *= factorPeso;
    vData[MUESTRAS - (i + 1)] *= factorPeso;
  }
}

void setup() {
  // Configuramos el prescaler a 32 -> 16Mhz/32 = 500 KHz
  // como cada conversion son 13 ciclos 500/13 ~ 38.4KHz
  // Es decir podemos medir en teoria hasta unos 19KHz,
  // que para este proyecto sobra.
  bitWrite(ADCSRA,ADPS2,1);
  bitWrite(ADCSRA,ADPS1,0);
  bitWrite(ADCSRA,ADPS0,1);
  // Como la señal es muy baja,utilizamos la referencia interna
  // de 1.1 V en vez de la de defecto de 5 V.
  analogReference(INTERNAL);
  // Salidas para los canales de Bajos,Medios y Agudos
  pinMode(BPIN,OUTPUT);
  pinMode(MPIN,OUTPUT);
  pinMode(APIN,OUTPUT);
  // Variables para el cálculo de los límites
  pasada = 0;
  acumBajos = acumMedios = acumAgudos = 0;
  limBajos = limMedios = limAgudos = 50;
}

void loop() {
  // Realizamos el muestreo
  for( int i=0; i < MUESTRAS; i++) {
    data[i] = analogRead(0)/4 -128; //Convertimos de 0..1024 a -128..127
    im[i] = 0; // parte imaginaria = 0
  }
  // Aplicamos la ventana de Hann
  aplicaVentana (data); 
  // Calculamos la FFT 
  fix_fft(data,im,LOGM,0);
  // Sólo nos interesan los valores absolutos, no las fases, asi que
  // calculamos el módulos de los vectores re*re + im*im. 
  // Dado que los valores son pequeños utilizamos el cuadrado 
  for (int i=0; i < MUESTRAS/2; i++){
    salida[i] = data[i] * data[i] + im[i] * im[i]; 
  } 
  // Ahora repartimos las bandas entre las 3 salidas 
  // En vez de sacar la media, utilizo sólo el valor máximo de 
  // una banda 
  bajos = 0;  
  for (int i=2; i < BAJOS_MEDIOS; i++){
    bajos += salida[i];  
  }
  bajos = bajos/2;
  medios = 0;
  for (int i=BAJOS_MEDIOS ; i < MEDIOS_AGUDOS; i++){  
    medios += salida[i]; 
  } 
  medios = medios/2; 
  agudos = 0; 
  for (int i=MEDIOS_AGUDOS; i < MUESTRAS/2; i++){
    agudos += salida[i]; 
  } 
  agudos = agudos/2;
  // Calculamos si el canal correspondiente 
  // supera le límite para encenderlo
  int siBajos = bajos > limBajos;
  int siMedios = medios > limMedios;
  int siAgudos = agudos > limAgudos;
  digitalWrite(BPIN,siBajos ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(MPIN,siMedios? HIGH : LOW);
  digitalWrite(APIN,siAgudos? HIGH : LOW);
  // Utilizamos las veces que se supera para
  // recalcular el límite y evitar que con los 
  // cambios de volumen los canales se saturen 
  // o no funcionen. 
  acumBajos += siBajos; 
  acumMedios += siMedios;  
  acumAgudos += siAgudos; 
  if ( ++pasada > MAX_PASADAS ) {  
  pasada = 0;  
  limBajos = 20 + acumBajos*5;  
  limMedios = 20 + acumMedios*5;  
  limAgudos = 20 + acumAgudos*5; 
  acumBajos = 0;  
  acumMedios = 0;  
  acumAgudos = 0;  
  }
}

Resultat.