灯光音乐播放器¶
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灯光音乐播放器是一个基于Quectel Pi M2智能主控板的多媒体演示项目。
该项目播放本地音乐文件,并实时分析音频信号,驱动16×16 WS2812 RGB全彩显示屏显示出与音乐节奏同步变化的灯光效果,实现音乐与灯光的联动。
本项目主要用于展示Quectel Pi M2在音频处理、SPI外设控制以及多线程实时显示方面的能力,可作为音乐可视化、氛围灯及LED显示类应用的参考示例。
开发资源汇总¶
开发配件清单¶
配件名称 |
数量 |
规格参数 |
|---|---|---|
Quectel Pi M2智能主控板 |
1块 |
Quectel Pi M2智能生态开发板 |
16×16 WS2812 RGB全彩显示屏 |
1块 |
|
2Pin PH1.25接口喇叭 |
1个 |
|
电源适配器 |
1个 |
|
HDMI A 型对公线 |
1根 |
HDMI 2.0;线长1 m;接口:HDMI-A(公头)-HDMI-A(公头) |
网线 |
1根 |
线长:1米;传输速率:千兆; |
HDMI显示器 |
1个 |
24英寸HDMI显示器 |
配件实物参考¶
快速上手¶
开发准备¶
Quectel Pi M2智能主控板出厂默认搭载 Debian 13 系统镜像,因此无需再次烧录镜像,按如下步骤操作即可。
硬件连接¶
接口外设连接¶
显示连接:HDMI线一端接主控板HDMI接口,另一端接显示器HDMI接口;
网络连接:千兆网线一端接主控板千兆网口,另一端接路由器网口(替代方案:通过Wi-Fi接入同一局域网);
输入设备连接:USB键盘、鼠标接入主控板的两个USB-A接口,无线输入设备则将接收器插入USB口即可;
供电连接:USB-A电源线的USB-A端接电源适配器,USB-C端接入主控板标注 POWER IN 的电源口。
16×16 WS2812连接¶
16×16 WS2812 RGB全彩显示屏通过 SPI接口 与Quectel Pi M2智能主控板连接,其数据输入端应连接至Quectel Pi M2的对应引脚(接线方式见下图)。
项目实现¶
安装前置¶
确认有网络连接后,打开终端输入如下命令:
sudo apt update && sudo apt install -y pulseaudio-utils python3-numpy python3-spidev ffmpeg
上述命令将更新软件源并安装项目运行所需的一些库,具体包括:
pulseaudio-utils:提供 pacat 等音频工具,用于在系统中播放解码后的PCM音频数据;
python3-numpy:用于音频信号的FFT频谱分析和数值计算,支持频谱灯光效果显示;
python3-spidev:提供Python访问SPI接口的能力,用于驱动WS2812 RGB全彩显示屏;
ffmpeg:用于将MP3、WAV等格式的音频文件解码为PCM数据流,供音频播放与实时分析使用。
获取代码¶
前往 GitHub仓库 获取代码,并下载到Quectel Pi M2。若为远程访问,文件传输方法请参考 SCP文件拷贝。
音乐文件准备¶
将音乐文件(支持MP3和WAV格式)复制到用户的Music目录下,如:/home/pi/Music。
程序启动后将自动扫描该目录中的音乐文件并生成播放列表。
应用演示¶
运行程序¶
在项目目录下执行以下命令启动程序:
cd demo-light_music_player/src
sudo python3 light_music_player.py
灯光效果可配置为 mode1 或 mode2,程序启动后,将自动播放音乐,并在16×16 WS2812 RGB全彩显示屏上显示随音乐节奏变化的灯光效果。
运行程序后,终端提示按键操作(n 切换下一首,u 切换上一首,q 或 Ctrl+C 可以退出程序)
灯光效果说明¶
注意事项:16×16 WS2812灯板排列
由于不同厂商的16×16 WS2812 RGB全彩显示屏的灯板在物理走线方式上可能存在差异,本项目所使用的灯板的物理排列方式如下:
起始LED位置:左下角(LED 0)
第一行方向:自左向右(LED 0 → LED 15)
行方向:自下向上
走线方式:蛇形(Serpentine)排列
即第一行自左向右排列,第二行自右向左折返,依次向上延伸。
程序内部的灯光效果(频谱方向、雨滴方向等)均基于上述排列方式进行坐标映射。
若实际使用的显示屏的灯板走线方式与上述描述不一致,可能出现显示方向颠倒或错位,此时需根据灯板实际走线方式调整LED矩阵映射配置。
mode1频谱推进效果¶
该模式基于音频的16频段频谱分析结果:
LED矩阵的每一列对应一个频段能量;
柱状高度随频谱能量实时变化;
支持平滑上升、缓慢回落以及峰值保持效果;
在音乐节奏突变时,整体画面会产生明显的推进视觉效果。
mode2雨滴灯光效果¶
该模式模拟雨滴从显示屏顶部向下坠落的视觉效果:
雨滴生成频率随音乐强度动态变化;
支持尾迹显示与背景色填充;
音量越大,雨滴越密集、亮度越高。
技术支持与贡献¶
如在使用过程中遇到问题,欢迎在 移远官方论坛 提交技术咨询,移远技术支持团队将及时为您解答。
项目开源地址:https://github.com/Quectel-Pi/demo-light-music-player
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