Проект №7: Проигрыватель на Arduino

До сих пор все наши проекты были визуальными. Давайте сделаем музыкальную паузу. В этом проекте вы примените пьезоизлучатель (зуммер) для воспроизведения простых мелодий!

Потребуется только Плата Arduino и пьезоизлучатель

Проигрыватель Arduino

Наш проигрыватель Arduino включает пьезоизлучатель для генерации сигналов определенной частоты, напоминающих ноты. Вы также воспользуетесь средой разработки Arduino, чтобы указать порядок исполнения, скорость и длительность звучания нот для воспроизведения определенной мелодии.

Пьезоизлучатели дешевы в производстве и часто используются в детских интерактивных игрушках. Пьезоэлемент без пластикового корпуса выглядит как позолоченный металлический диск с подключенными положительным (обычно красным) и отрицательным (черным) проводами. Он способен издавать только пищащие звуки при подаче на него напряжения. Можно имитировать знакомые ноты, заставив Пьезоэлемент вибрировать сотни раз в секунду на определенной частоте, но сначала нам нужно знать частоту тональных звуков, которые нужно воспроизвести. В табл. 7.0 перечислены ноты и соответствующие частоты. Период — это продолжительность времени в микросекундах, в течение которого генерируются колебания определенной частоты. Мы вдвое уменьшили это число, чтобы получить значения переменной timeHigh, которые используются в коде для имитации ноты.

Таблица 7.0: Ноты и их частоты

Код передает на пьезоизлучатель прямоугольную волну соответствующей частоты, пьезоизлучатель же, генерирует соответствующий тон (см. проект 2 для получения дополнительной информации о форме сигнала). Значения переменной timeHigh (тоны) рассчитываются по следующей формуле:

timeHigh = период/2 = 1/(2 * toneFrequency)

Цепь этого проекта очень проста и включает только две перемычки, подключенные к плате Arduino.

Сборка

1. Подключите черный провод пьезоизлучателя непосредственно к контакту GND платы Arduino, а красный провод — к контакту 9 платы Arduino.

2. Убедитесь, что ваша цепь соответствует схеме на рис. 7.1, а затем загрузите в память Arduino код скетча, приведенный в разделе «Скетч» далее в этом проекте.

Скетч

Начнем с простой мелодии. В строке 1 мы сообщаем среде разработки Arduino, что мелодия будет состоять из 15 нот. Затем мы сохраняем ноты мелодии в символьном массиве в виде текстовой строки в том порядке, в котором они должны проигрываться. После этого сохраняем значение длительности звучания каждой ноты в целочисленном массиве. Если вы хотите изменить мелодию, можете поменять ноты в массиве в строке 2 и количество тактов, в течение которых звучит каждая нота, в строке 3. И наконец, в строке 4 мы определяем темп, в котором будет проигрываться мелодия. Итак, что у нас получилось?

int speakerPin = 9; // Контакт, к которому подключен пьезоизлучатель
int length = 15; // Число нот
char notes[] = "ccggaagffeeddc "; // Пробел - пауза
int beats [ ] = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 4 };
int tempo = 300;
void playTone(int tone, int duration) {
  for (long i = 0; i < duration * 1000L; i += tone * 2) {
    digitalWrite(speakerPin, HIGH);
    delayMicroseconds(tone) ;
    digitalWrite(speakerPin, LOW) ;
    delayMicroseconds(tone) ;
  }
}
// Присвоение переменной timeHigh значения определенной ноты
void playNote(char note, int duration) {
  char names[] = { 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'a', 'b', 'C' };
  int tones[] = { 1915, 1700, 1519, 1432, 1275, 1136, 1014, 956 };
  for (int i = 0; i < 8; i++) { // Воспроизведение тона, соответствующего ноте
    if (names[i] == note) {
      playTone(tones[i], duration);
    }
  }
}
void setup() {
  pinMode(speakerPin, OUTPUT);  // Перевести speakerPin в режим вывода
}
// Воспроизведение тона
void loop () {
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    if (notes [ i] == ' ') {
      delay(beats[i] * tempo); // Rest
    }
    else {
      playNote(notes[i], beats[i] * tempo);
    }
    delay(tempo /2); // Пауза между нотами
  }
}

Так же можно просто вставить в среду разработки приведеные ниже скетчи и послушать интересные композиции:

astronomia.ino

batareyka.ino

death_note.ino

shut_your_mouth.ino

Теги: