Цветомузыкальная приставка для WinAmp

Введение

Современный персональный компьютер очень часто используется для прослушивания музыкальных композиций. Этому способствует хорошее качество музыки, широкие возможности регулировки звука и большое количество песен, которые можно хранить на жестком диске.
Для воспроизведения музыки на компьютере используется специальная программа - проигрыватель. Наиболее распространенным проигрывателем является WinAMP, фирмы Nullsoft. Среди множества возможностей этой программы есть и возможность создания внешних подключаемых модулей - плагинов, среди которых, наибольшее распространение получили плагины визуализации. Они на основе данных звукового потока, получаемых от проигрывателя, воспроизводят различные изображения на экране монитора компьютера. Используя информацию о звуковом потоке можно создавать и устройства цветомузыки. В настоящее время в сети Internet широко распространен плагин, воспроизводящий цветомузыкальные эффекты на индикаторах клавиатуры. Но, компьютер позволяет реализовать и более сложные устройства, в виде внешних модулей, подключаемых к стандартным интерфейсам.
Функционально цветомузыкальная приставка состоит из двух частей: внешнего модуля индикации и плагина для Winamp. Достоинства устройства:
- предельная простота - нет необходимости в сложных системах фильтров, как у обычных цветомузыкальных устройств. Все операции по обработке звука берет на себя компьютер.
- 8 цветовых каналов
- малые габариты
- широки возможности генерации световых эффектов
- устройство может работать, даже если не включен проигрыватель. В этом случае специальная программа превращает его в генератор световых эффектов.
- простота программирования

Описание работы

Работает устройство цветомузыки совместно с проигрывателем Winamp. Программное обеспечение выполнено в виде плагина для проигрывателя, представляющего собой обычную динамическую библиотеку с расширением .dll, в которой описываются все необходимые процедуры по взаимодействию с проигрывателем и процедуры работы с устройством цветомузыки. Функционально библиотека выполнена как плагин визуализации. Она помещается в каталог плагинов проигрывателя. Вызвать плагин можно из окна Winamp Preferences\Visualization Plug-ins, вызываемого комбинацией клавиш Ctrl-K. (рис.1.) Запуск плагина осуществляется с помощью кнопки Start, после его выбора из списка.

При старте визуализации, проигрывателем из библиотеки .dll вызывается процедура инициализации, назначение которой - подготовка системы к работе плагина. Данная процедура выводит на экран окно модуля и инициализирует COM-порт.
Во время воспроизведения музыки WinAMP через определенные промежутки времени вызывает функцию рендеринга, в которой описываются действия по визуализации, а в данном случае по работе с устройством светомузыки.
Функция рендеринга получает от WinAMP данные анализатора спектра, представленные в виде двумерного массива из 576 элементов. Этот массив содержит уровни стереосигнала двух каналов. Модуль последовательно перебирает все значения, разбивая массив на 8 полос и вычисляет среднее значение уровня сигнала по каждой полосе. Данное среднее сравнивается с уровнем срабатывания, задаваемым программно, и в случае его превышения формируется сигнал на зажигание соответствующего светодиода.
Для этого линия порта RTS устанавливается в 1 с помощью функции escapecommfunction. С помощью этой же функции устанавливается положительный фронт синхроимпульса на линии DTR. По истечении некоторого отрезка времени вначале снимается синхроимпульс, а затем сигнал на зажигание светодиода. В случае отсутствия сигнала зажигания формируется только синхроимпульс. Дополнительной обработки сигнала не производится.
В электронном блоке с помощью сдвигового регистра последовательность импульсов распределяется на соответствующие светодиоды.

Электронный блок. Принципиальная схема.

Схема светомузыкального устройства на 8 светодиодах, подключаемого к последовательному порту компьютера, приведена на рисунке 2. Для передачи информации используются служебные линии COM-порта DTR и RTS. Windows позволяет управлять состоянием этих линий произвольно, с помощью функции API - escapecommfunction. Режим передачи данных - синхронный. Линия DTR используется для передачи импульсов синхронизации. Линия RTS - информационная.

Оптопары VT1,VT2 совместно с R9,R10,VD9,VD10 образуют гальваническую развязку устройства от компьютера и одновременно осуществляют преобразование сигналов интерфейса RS232 в уровни TTL. Применение гальванической развязки значительно уменьшает возможность выхода из строя последовательного порта при работе с устройством. Преобразование последовательного кода в параллельный осуществляется с помощью универсального регистра КР1533ИР24. Нагрузочная способность микросхемы позволяет подключать светодиоды непосредственно к выходам через токоограничивающие резисторы. Вместо светодиодов можно применить классические тиристорные ключи, обслуживающие лампы накаливания, либо другие подобные устройства. В данном устройстве используется 8 светодиодов индикации. Они могут быть различного цвета. При этом цвета выбираются следующим образом: с увеличением частоты цвет меняется по спектру: красный, желтый, зеленый, голубой.
Количество светодиодов можно увеличить, добавив последовательно нужное количество сдвиговых регистров.
Конструкция устройства не критична к применяемым элементам. Диоды можно заменить на КД521 или подобные. Вместо АОТ128 можно применить любую подобнную транзисторную оптопару с учетом цоколевки. Светодиоды также можно использовать любые, с номинальным током до 20 мА.
Устройство собрано на печатной плате из одностороннего фольгированного текстолита размером 47х70 мм (рис.3.). Расположение деталей на печатной плате изображено на рис.4.

Питание осуществляется от отдельного источника с выходным напряжением от 6 до 12 В.

Конструктивное оформление

Конструктивное оформление может быть самым разнообразным. Например светодиоды можно установить на заглушке 5 дюймового отсека компьютера, к нему же прикрепить плату. Питание в этом случае осуществляется от блока питания компьютера напряжением 12 В (Желтый провод - плюс, черный - общий). Подробнее здесь
Второй вариант предусматривает использование ультра ярких светодиодов. Свет от них проецируется на матовый экран. В процессе воспроизведения музыки на нем наблюдаются очень интересные цветовые эффекты.