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?，F(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。
自動(dòng)控制技術(shù)是音樂噴泉中關(guān)鍵的技術(shù)，其主要特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
一、高水平的音樂信號處理系統(tǒng)
利用中科院自動(dòng)化所在語言識別方面的國際技術(shù)，研制了音樂信號32位計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)（M UCS ），將音樂信號進(jìn)行頻譜分析和延時(shí)處理，提取音樂信號中適合噴泉控制的有效成分送給主控機(jī)，并能將音樂信號任意延時(shí)，使噴泉和音樂同步。
二、集中分散式控制系統(tǒng)
本噴泉由主控機(jī)直接控制，主控機(jī)具有如下特征：
1．音樂信號采集功能，按頻率特征抽取有效成分。
2．對噴泉設(shè)備進(jìn)行故障診斷，可以對主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、漏電及驅(qū)動(dòng)柜工作狀態(tài)進(jìn)行診斷。
3．中文菜單式操作系統(tǒng)，使操作者能夠在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)操作，具有音樂噴泉的各種動(dòng)態(tài)造型和花樣變化顯示功能，使操作人員通過計(jì)算機(jī)屏幕就能觀察到噴泉的各種變化，極大地方便了音樂噴泉的配曲和操作人員使用。
4．開放式結(jié)構(gòu)，人機(jī)界面友好，通訊接口及編程技巧對用戶開放，只需通過鼠標(biāo)的兩個(gè)鍵即可完成音樂噴泉的配曲，這樣就容易使音樂噴泉配曲庫不斷豐富，總給人耳目一新的感覺。
5．對音樂噴泉的直接控制，直接驅(qū)動(dòng)泵、變頻器或伺服器。
6．搖擺電機(jī)的搖擺速度及方向控制，控制量1024或更多。噴泉控制器采用了MUCS系統(tǒng)，能夠與任何音源相接（CD機(jī)、錄音機(jī)、現(xiàn)場演出等），在保證音樂信號不失真的情況下，使音樂與噴泉完全同步。
三、及可靠性
1．每一路被控制設(shè)備均安裝過電壓、過電流、漏電保護(hù)裝置，一旦發(fā)生故障，能夠自動(dòng)切斷電源，可靠的保護(hù)該路噴泉設(shè)備不受損失，保證人身。
2．從工業(yè)控制工程實(shí)踐中總結(jié)出一套獨(dú)特的接地保護(hù)方式，進(jìn)一步提高性。
3．驅(qū)動(dòng)器部分大規(guī)模地采用大功率無觸點(diǎn)繼電器，減少了電磁火花干擾，大大減少了主回路的故障，延長了使用壽命。
作為音樂噴泉，不可能在內(nèi)長時(shí)間表演，這里因?yàn)椋汉碾娏看螅诙L時(shí)間開啟會(huì)使之缺乏新鮮感，尤其在白天無燈光時(shí)，效果欠佳。噴泉作為整個(gè)廣場的一景，除音樂表演外還需考慮作為固定景點(diǎn)時(shí)水型的藝術(shù)效果。固定水型的使用時(shí)間是長的。因此，噴泉水型設(shè)計(jì)與選擇上除考慮表演音樂時(shí)的美感，同時(shí)也考慮作為水景時(shí)的效果，所以控制上的設(shè)置有不同的功能。
1．手動(dòng)控制：在白天或夜間音樂表演間歇時(shí)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)獨(dú)立打開某些水型，形成一組合造型固定不變。節(jié)約用電，平時(shí)常用。
2．程序控制：如果您希望有不同的組合造型變化，則可打開程度功能，使水型按設(shè)定的程序變化，出現(xiàn)不同的造型，使人感受不同景色的美妙。
3．實(shí)時(shí)聲控：為目前國內(nèi)絕大多數(shù)公司普遍采用的一種控制方式，它的特點(diǎn)是可響應(yīng)任何音源信號，現(xiàn)場演奏卡拉OK等，但此種控制方式有一些缺點(diǎn)。
首先，水型動(dòng)作要比音樂滯后，使人感覺噴泉?jiǎng)幼髋c音樂不協(xié)調(diào)。其次，水型的出現(xiàn)組合與出現(xiàn)時(shí)間長短，為固定重復(fù)的而且不論任何曲目，所以會(huì)出現(xiàn)表演水型與音樂所表達(dá)的情感不一致。如激昂的樂符，可能出現(xiàn)擺動(dòng)水型，而輕柔旋律時(shí)，又出現(xiàn)高大的水體，使人聽覺感受與視覺感受不一致。第三，樂曲的情感段落與水型變化時(shí)間不符，而且千篇一律。
4．預(yù)編控制方式：是根據(jù)某一首樂曲的情感與意境，人工編制各種水型、動(dòng)作、燈光、水泵的開啟和關(guān)閉，使噴泉的表演與音樂的情感和意境相吻合。此功能在控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)方面有一定的綜合難度。
【音樂噴泉設(shè)計(jì)之橋梁水幕】
橋梁水幕是在我們生活中一個(gè)非熟悉常見的景物，尤其是在看電影的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)有這樣的動(dòng)畫出來，高達(dá)的橋上，各種景色，各種水幕，讓整個(gè)夜空呈現(xiàn)出不一樣的生機(jī)，橋梁水幕鋼纜姥姥地懸掛在橋塔之間，較古老的吊橋有的使用鐵鏈，有的甚至使用繩索而不是鋼纜，可想設(shè)計(jì)師真的是匠心獨(dú)運(yùn)啊。
大多的橋梁水幕都是系到橋柱上的，目的是為了支撐整個(gè)橋的重量。能降整個(gè)橋面的重量平衡到橋柱，讓橋本身不要再承受太多沒有必要的重量，還有很多建筑都是使用這個(gè)原理的。這種就似乎在我國清代的時(shí)候就發(fā)揮的淋漓盡致了，主要是古代的時(shí)候沒有噴泉的映射，此時(shí)這種建筑物沒有發(fā)揮出教的作用，但是現(xiàn)在的我們將各種有用的都發(fā)揮的淋漓盡致，從而讓整個(gè)城市變得無比的漂亮。
橋梁水幕在當(dāng)今社會(huì)都是主流的橋梁工程，橫跨河流兩岸，目前一般的都是采用鋼材或是混凝土等制成的公眾空桁架為衡量，在加上噴泉和百米高噴的作用整個(gè)河流更加的燈壁輝煌！
本文的研究針對使用外部聲源的噴泉系統(tǒng)，
在音樂信號的特征識別之前，必須先完成模擬音樂信號的收集。 音樂信號采集大師
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)
外部音頻源信號的幅度通常很弱，因此原始信號必須先放大，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，電壓增益和電流驅(qū)動(dòng)級。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，因此輸入級具有穩(wěn)定的增益。電壓增益級由連接到公共發(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)脈沖對模擬信號進(jìn)行采樣，并提取脈沖的到達(dá)時(shí)間
對應(yīng)于模擬信號的幅度，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，也就是說，模擬信號會(huì)及時(shí)離散。
單芯片計(jì)算機(jī)必須收集音樂信號，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。
