人類對(duì)于水的利用方式千變?nèi)f化，而噴泉的利用，則滿足了人類對(duì)于美感的追求，特別是音樂噴泉。首先咱們來說一下音樂噴泉的原理到底是什么。
關(guān)于音樂噴泉的定義，我們用四句話來形容，通過千變?nèi)f化的噴泉造型，再加上五顏六色的采光照明，反映音樂內(nèi)涵和主題，帶給人情感的享受。
所以音樂噴泉的水柱大小以及頻次的變化，是對(duì)于樂曲的充分反映。
因此音樂噴泉的制作需要有兩個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)是程序控制噴泉，一個(gè)是音樂控制系統(tǒng)。
步，計(jì)算機(jī)要對(duì)音頻以及MIDI信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，接著進(jìn)行編碼以及譯碼，后將信號(hào)輸出到控制系統(tǒng)，這樣一來，就能夠達(dá)到噴泉造型與燈光的變化和音樂保持同步，讓噴泉表演富有內(nèi)涵以及水的藝術(shù)感。甚至于人們在觀看音樂噴泉表演時(shí)，用戶還能夠在編輯界面編寫自己喜愛的音樂程序，營造一場屬于自己心目中的夢幻噴泉。
這里有朋友要問了，你上面的解釋也太籠統(tǒng)了，具體是個(gè)什么過程呢？
如果我們將目光縮小來看的話，能夠看到這么一個(gè)過程，音頻信號(hào)先轉(zhuǎn)化成電頻信號(hào)，電頻信號(hào)又通過變頻器對(duì)水泵進(jìn)行控制，水泵的壓力不一樣，噴泉呈現(xiàn)出來的效果也不一樣。那么水泵的壓力是什么決定的呢？
變頻器。變頻器能夠控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)其頻率進(jìn)行改變從而改變水泵的壓力。
所以到這里，咱們應(yīng)該知道音樂噴泉到底是個(gè)什么原理了吧？說白了原理咱們來說一下音樂噴泉到底該怎么制作。
步找曲子。音樂噴泉前期關(guān)鍵的一步，就是你要找到一首好的曲子，然后根據(jù)在這個(gè)曲子基礎(chǔ)之上，再制作音樂噴泉。有了曲子，然后計(jì)算機(jī)人員會(huì)根據(jù)3D動(dòng)畫，制作出音樂噴泉的模型。
這里的模型制作可不簡單，計(jì)算機(jī)人員要進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，并且還要讓動(dòng)畫體現(xiàn)音樂情感才行。
在動(dòng)畫制作完畢之后，再通過動(dòng)畫顯示的來控制程序，使得變頻機(jī)、燈光與噴頭的運(yùn)動(dòng)與樂曲達(dá)到同步，并且呈現(xiàn)出來的效果和3D動(dòng)畫基本一致才行。
后一步就是經(jīng)過長期的調(diào)試匹配，上演一場輝煌浪漫的音樂噴泉表演秀。
音樂噴泉設(shè)計(jì)有哪些重點(diǎn)？
在打造音樂噴泉的時(shí)候，很多朋友都會(huì)關(guān)注音樂噴泉價(jià)格，其實(shí)為了讓音樂噴泉呈現(xiàn)更好的效果，大家需要考慮的因素是很多的，尤其是音樂噴泉的設(shè)計(jì)。
1、在對(duì)音樂噴泉進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)師還需要保證所設(shè)計(jì)的水景是切合生態(tài)要求的，必須要把生態(tài)的頭腦貫徹到每項(xiàng)水景計(jì)劃中，比如水，雨水以及冷卻水的利用，利用噴泉設(shè)置裝備部署增氧等等。
2、在進(jìn)行音樂噴泉設(shè)計(jì)的時(shí)候，大家還需要考慮下水中動(dòng)力，照明供電的寧靜，鋪裝面的防滑防跌以及噴流的速率等等，這些要點(diǎn)都是需要考慮到位的，除了音樂噴泉價(jià)格這一因素之外，這些因素對(duì)音樂噴泉所呈現(xiàn)出來的效果是有一定的影響的。
3、設(shè)計(jì)師們在構(gòu)想噴泉水景的時(shí)候，需要把連結(jié)水質(zhì)作為重要的計(jì)劃依據(jù)，即使這樣很有可能會(huì)影響到音樂噴泉價(jià)格，大家也必須要這么做。因?yàn)樗耙坏┦艿轿廴?，效果再好的噴泉也?huì)大打折扣。
4、在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，作為經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師，大家還需要隨機(jī)應(yīng)變計(jì)劃水景，因?yàn)樗请x不開容器的，水景的機(jī)會(huì)并不是伶仃的，其形成肯定是有條件的，并且離不開其存在的情況。
綜上所述，進(jìn)行音樂噴泉設(shè)計(jì)需要考慮的要點(diǎn)是非常多的，音樂噴泉價(jià)格的考慮只是其中的有一個(gè)方面，更為重要的是盡可能的把所有需要注意的因素都考慮周全，才能夠保證音樂噴泉的效果。
噴泉是一種將水經(jīng)過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體。現(xiàn)在的噴泉一般為完全依靠噴泉設(shè)備的人工造景噴泉。主要就是通過變頻器的控制實(shí)現(xiàn)節(jié)奏韻律，音樂噴泉中水形變化豐富，配合燈光給人真實(shí)直觀的美感。音樂噴泉中的各種搖擺能讓人感受到噴泉的柔性美。徑向搖擺的產(chǎn)生是由于水面下設(shè)搖擺機(jī)構(gòu)，使水景優(yōu)美動(dòng)人，賞心悅目，給人神奇的感覺，是時(shí)代高科技發(fā)展的表現(xiàn)。
搖擺噴泉的位置和運(yùn)動(dòng)速度的變化是產(chǎn)生搖擺水型瀟灑風(fēng)彩的重要因素。噴泉搖擺機(jī)構(gòu)的位置傳感器應(yīng)當(dāng)是防水的不接觸定位裝置。經(jīng)常采用由磁鐵感應(yīng)的霍爾傳感器、光纖引導(dǎo)的光電傳感器或磁鐵吸引的旋轉(zhuǎn)位置編碼器等。例如對(duì)于采用位置編碼器的噴泉搖擺機(jī)構(gòu)的定位裝置包括：裝在搖擺電機(jī)軸上的位置編碼器、高速計(jì)數(shù)器、控制計(jì)算機(jī)以及通信接口等。由于搖擺機(jī)構(gòu)的連桿一般會(huì)有較大的間隙，為了達(dá)到定位只能使搖擺機(jī)構(gòu)從一個(gè)方向到達(dá)定位點(diǎn)，才能保證其重復(fù)精度。因此，搖擺機(jī)構(gòu)需要停車時(shí)，每次都必須從一個(gè)方向到達(dá)定位點(diǎn)。
搖擺機(jī)構(gòu)的定位精度受運(yùn)動(dòng)力矩與阻力矩的影響。運(yùn)動(dòng)力矩決定于電動(dòng)機(jī)的電源電壓和停車前的運(yùn)動(dòng)速度等，而阻力矩則由搖擺機(jī)構(gòu)的摩擦力、水流的速度、周圍的風(fēng)力等合成?？梢?，這些都是不能事先確定的因素。所以，為了達(dá)到定位的目的，我們必須每次改變其控制參數(shù)。對(duì)于采用電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)來定位的控制參數(shù)一般有兩個(gè)，直流制動(dòng)電流的大小和啟動(dòng)制動(dòng)時(shí)間。對(duì)計(jì)算機(jī)控制較為方便的方式是采用改變制動(dòng)時(shí)間。
在控制系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)間可用檢測到位點(diǎn)的偏差來進(jìn)行修正。根據(jù)搖擺機(jī)構(gòu)定位偏差值的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)學(xué)模型的計(jì)算，后確定制動(dòng)時(shí)間。
本文的研究針對(duì)使用外部聲源的噴泉系統(tǒng)，
在音樂信號(hào)的特征識(shí)別之前，必須先完成模擬音樂信號(hào)的收集。 音樂信號(hào)采集大師
為了包括音頻放大和A / D轉(zhuǎn)換兩個(gè)過程，河南噴泉公司將在下面分別分析。
音頻放大電路的設(shè)計(jì)
外部音頻源信號(hào)的幅度通常很弱，因此原始信號(hào)必須先放大，然后才能發(fā)送到A / D轉(zhuǎn)換器。本文選擇LM386芯片來設(shè)計(jì)音頻放大器電路。 LM386是美國國家半導(dǎo)體公司（NS）推出的功率放大器集成電路系列之一。 LM386具有功耗低，工作電壓范圍寬和外圍元件少的特點(diǎn)。在電子設(shè)備的音頻放大器電路的設(shè)計(jì)中非常有用。它廣泛地使用10個(gè)晶體管構(gòu)成輸入級(jí)，電壓增益和電流驅(qū)動(dòng)級(jí)。其中，T1?T6構(gòu)成一個(gè)PNP型復(fù)合差分放大器，T5和T6是鏡像恒流源，它們充當(dāng)T3和T4的有源負(fù)載，因此輸入級(jí)具有穩(wěn)定的增益。電壓增益級(jí)由連接到公共發(fā)射極狀態(tài)的T7承擔(dān)，其負(fù)載也使用恒定電流源。整個(gè)集成放大器的開環(huán)增益主要由這一階段決定。 T8和T9組合成一個(gè)PNP管，T10一起形成互補(bǔ)的對(duì)稱發(fā)射極輸出電路，以向負(fù)載提供足夠的電流。 D1和D2提供T8，T9和T10所需的偏置，因此后一級(jí)在A和B類狀態(tài)下偏置。 R5?R7形成內(nèi)部反饋回路。從圖3.2.1可以看出，LM386采用雙排8引腳封裝結(jié)構(gòu)。其工作電壓范圍為4?12V，靜態(tài)電流為4mA，輸出功率為660mW，電壓增益為46dB，增益帶寬為300kHz，諧波失真為0.2。 ％。
采樣是指使用較高頻率的開關(guān)脈沖對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，并提取脈沖的到達(dá)時(shí)間
對(duì)應(yīng)于模擬信號(hào)的幅度，從而可以獲得一系列幅度變化的離散脈沖。 使用這些
離散脈沖序列會(huì)及時(shí)替換原始連續(xù)信號(hào)，也就是說，模擬信號(hào)會(huì)及時(shí)離散。
單芯片計(jì)算機(jī)必須收集音樂信號(hào)，并相應(yīng)地調(diào)整I / O端口的輸出，以控制水泵和七彩燈。 主芯片是AT89C51微控制器。 AT89C51微控制器是一款低功耗，高性能51核CMOS 8位微控制器。 該芯片包含一個(gè)8K空間的Flash只讀存儲(chǔ)器，可以重復(fù)擦除1000次，并具有256字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)I / O端口，一個(gè)看門狗定時(shí)器，三個(gè)16位可編程定時(shí)器， 具有ISP功能，可以滿足設(shè)計(jì)要求。 簡單易用，價(jià)格非常低廉。 因此，系統(tǒng)的主控制器采用該方案。