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?cè)谟^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(yíng)造一場(chǎng)屬于自己心目中的夢(mèng)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(jiǎn)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(zhǎng)期的調(diào)試匹配，上演一場(chǎng)輝煌浪漫的音樂噴泉表演秀。
音樂噴泉施工過程中需要注意的事項(xiàng)：1、現(xiàn)場(chǎng)的水泥、主要供水管道等半成品及原材料須放置于有蓋倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，并加以支墊，防止雨淋、暴曬及受潮。
2、做好各種設(shè)施的保護(hù)工作，需合理安排施工工序，避免或減少工序進(jìn)行之間造成的設(shè)施損傷和污染。凡下道工序?qū)ι系拦ば虍a(chǎn)品造成損傷或污染的，需事先制定好設(shè)施保護(hù)措施，并嚴(yán)格執(zhí)行。一旦發(fā)生各設(shè)施的損傷或污染，應(yīng)及時(shí)采取有效措施處理，保證施工進(jìn)度和確保工程質(zhì)量達(dá)到合格等級(jí)。
3、對(duì)各設(shè)施采取護(hù)、包、蓋、封等措施，即視不同情況，分別對(duì)各設(shè)施進(jìn)行欄桿隔離保護(hù)，用塑料布、紙包裹、斑馬布覆蓋，或?qū)σ淹旯げ课贿M(jìn)行局部封閉的辦法。
4、合理安排音樂噴泉的施工順序，避免工序間的損傷和污染，凡下道工序?qū)ι系拦ば驎?huì)產(chǎn)生損傷和污染的，必須先采取有效的保護(hù)措施，否則不允許進(jìn)入下道工序施工。
5、嚴(yán)禁踐踏埋件或?qū)⑵渥鳛槭┕な芰?gòu)件。施工現(xiàn)場(chǎng)為多工種交叉流水施工，必須合理安排好工序，做到施工現(xiàn)場(chǎng)的科學(xué)管理，文明施工。同時(shí)工地需做好宣傳教育，使全體員工重視成品保護(hù)工作，嚴(yán)格執(zhí)行各設(shè)施保護(hù)措施。
6、在基層班組設(shè)成品保護(hù)員，負(fù)責(zé)各設(shè)施的保護(hù)工作，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)并果斷處理，并定期對(duì)職工進(jìn)行成品保護(hù)教育。
7、為確保工程質(zhì)量美觀，使業(yè)主滿意，在施工過程中采取劃分施工區(qū)來完成，專門組織專職人員值班巡察，進(jìn)行成品保護(hù)工作。凡需進(jìn)入保護(hù)區(qū)域者，需經(jīng)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的書面批準(zhǔn)。否則不得放行。設(shè)施保護(hù)專職值班人員按項(xiàng)目質(zhì)量保證計(jì)劃中規(guī)定的成品保護(hù)職責(zé)、制度辦法，做好保護(hù)范圍內(nèi)所有成品檢查保護(hù)工作。
8、防盜措施：加強(qiáng)保安措施，建立健全有關(guān)的保衛(wèi)制度，做好產(chǎn)品的保管工作，防止產(chǎn)品被破壞、盜竊，貴重設(shè)備應(yīng)有專人巡查、看管。
為做好各種設(shè)施的保護(hù)工作，需合理安排施工工序，避免或減少工序進(jìn)行之間造成的設(shè)施損傷和污染。凡下道工序?qū)ι系拦ば虍a(chǎn)品造成損傷或污染的，需事先制定好設(shè)施保護(hù)措施，并嚴(yán)格執(zhí)行。一旦發(fā)生各設(shè)施的損傷或污染，應(yīng)及時(shí)采取有效措施處理，保證施工進(jìn)度和確保工程質(zhì)量達(dá)到合格等級(jí)。
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?？梢姡@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(cè)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(guó)國(guó)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(jiǎn)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。