- Potreban hardver:
- Razumijevanje funkcije Tone () Arduina:
- Pitches.h zaglavlje datoteke:
- Reprodukcija glazbenih nota na Arduinu:
- Shema i hardver:
- Objašnjenje programa Arduino:
- Rad ovog Arduino sklopa za Melody Player:
Arduino je izvrstan način za pojednostavljivanje i ubrzanje projekata mikrokontrolera, zahvaljujući svojoj zajednici programera koji su učinili da gotovo sve izgleda jednostavno. Ovdje postoji puno Arduino projekata za koje možete isprobati i zabaviti se. Neki od vaših projekata možda će trebati zvučnu akciju da biste o nečemu obavijestili ili samo da biste impresionirali gledatelje. Što ako bih vam rekao da se gotovo sve tematske pjesme koje bi se mogle puštati na klaviru mogu oponašati na vašem Arduinu uz pomoć jednostavnog programa i jeftinog Piezo zvučnika?
U ovom uputstvu naučit ćemo kako je jednostavno i jednostavno reproducirati melodiju na Piezo zujalicu ili zvučniku pomoću funkcije Arduino tone (). Na kraju ovog vodiča moći ćete odsvirati neke poznate tonove Pirates of Caribbean, Crazy Frog, Super Mario i Titanic. Također ćete naučiti kako svirati bilo koji komad klavirske glazbe s Arduinom. Provjerite Video na kraju.
Potreban hardver:
- Arduino (bilo koja verzija - ovdje se koristi UNO)
- Piezo zvučnik / zujalica ili bilo koji drugi 8ohm zvučnik.
- Breadboard
- Spajanje žica
- Tipke
- 1k otpor (opcionalno)
Razumijevanje funkcije Tone () Arduina:
Prije nego što shvatimo kako zvuk () djeluje, trebali bismo znati kako funkcionira Piezo zujalo. Možda smo u našoj školi naučili o Piezo kristalima, on je ništa drugo do kristal koji pretvara mehaničke vibracije u električnu energiju ili obrnuto. Ovdje primjenjujemo promjenjivu struju (frekvenciju) za koju kristal vibrira stvarajući zvuk. Stoga, da bi Piezo zujalica stvarao neki zvuk, moramo Piezo električni kristal titrati, visina i ton buke ovise o brzini kristala. Stoga se ton i visina mogu kontrolirati mijenjanjem frekvencije struje.
Dobro, kako ćemo onda dobiti promjenjivu frekvenciju od Arduina ? Tu dolazi funkcija tone (). Ton () može generirati određenu frekvenciju na određenom pinu. Po potrebi se može spomenuti i trajanje vremena. Sintaksa tona () je
Sintaksni ton (pin, frekvencija) ton (pin, frekvencija, trajanje) Parametri pin: pin na kojem se generira frekvencija tona: frekvencija tona u hercima - nepotpisano int trajanje: trajanje tona u milisekundama (nije obavezno) - nepotpisano dugo
Vrijednosti pin-a mogu biti bilo koje vaše digitalne pin-ove. Ovdje sam upotrijebio pin broj 8. Frekvencija koja se može generirati ovisi o veličini odbrojavanja na vašoj Arduino ploči. Za UNO i većinu uobičajenih ploča minimalna frekvencija koja se može proizvesti je 31Hz, a maksimalna frekvencija koja se može proizvesti je 65535Hz. Međutim, mi ljudi možemo čuti samo frekvencije između 2000Hz i 5000 Hz.
Pitches.h zaglavlje datoteke:
Sada znamo proizvesti malo šuma pomoću funkcije arduino tone () . Ali, kako znati kakav će se ton generirati za svaku frekvenciju?
Arduino su nam dali tablicu nota koja svaku frekvenciju izjednačava s određenom vrstom glazbenih nota. Ovu je tablicu bilješki izvorno napisao Brett Hagman, na čijem se radu temelji naredba tone () . Ovu ćemo tablicu bilješki koristiti za igranje naših tema. Ako ste netko tko je upoznat s notnim zapisima, trebali biste moći razumjeti ovu tablicu, za druge poput mene ovo je samo još jedan blok koda.
# define NOTE_B0 31 #define NOTE_C1 33 #define NOTE_CS1 35 #define NOTE_D1 37 #define NOTE_DS1 39 #define NOTE_E1 41 #define NOTE_F1 44 #define NOTE_FS1 46 #define NOTE_G1 49 #define NOTE_GS1 52 #define NOTE_A1 55 #define NOTE_AS1 58 #define NOTE_B1 62 #define NOTE_C2 65 #define NOTE_CS2 69 #define NOTE_D2 73 #define NOTE_DS2 78 #define NOTE_E2 82 #define NOTE_F2 87 #define NOTE_FS2 93 #define NOTE_G2 98 #define NOTE_GS2 104 # define NOTE_A2 110 # define NOTE_AS2 117 # define NOTE_B2 123 #define NOTE_C3 131 #define NOTE_CS3 139 #define NOTE_D3 147 #define NOTE_DS3 156 #define NOTE_E3 165 #define NOTE_F3 175 #define NOTE_FS3 185 #define NOTE_G3 196 #define NOTE_GS3 208 #define 220def3 NOTE_C4 262 #define NOTE_CS4 277 #define NOTE_D4 294 #define NOTE_DS4 311 #define NOTE_E4 330 #define NOTE_F4 349# define NOTE_FS4 370 # define NOTE_G4 392 # define NOTE_GS4 415 # define NOTE_A4 440 # define NOTE_AS4 466 # define NOTE_B4 494 # define NOTE_C5 523 # define NOTE_CS5 554 # define NOTE_D5 587 # define NOTE_DS5 622 # define NOTE_E5 659 # define NOTE_F5 698 # define NOTE_FS5 740 #define NOTE_G5 784 #define NOTE_GS5 831 #define NOTE_A5 880 #define NOTE_AS5 932 #define NOTE_B5 988 #define NOTE_C6 1047 #define NOTE_CS6 1109 #define NOTE_D6 1175 #define NOTE_DS6 1245 #define NOTE_E6 1319 #define NOTE_F6 1397 #define NOTE_FS6 1480 #define NOTE_G6 1568 #define NOTE_GS6 1661 #define NOTE_A6 1760 #define NOTE_AS6 1865 #define NOTE_B6 1976 #define NOTE_C7 2093 #define NOTE_CS7 2217 #define NOTE_D7 2349 #define NOTE_DS7 2489 #define NOTE_E7 2637 #define NOTE_F7 2794 #define NOTE_FS7 2960 #define NOTE_G7 3136 #define NOTE_GS7 3322 #define NOTE_A7 3520 #define NOTE_AS73729 #define NOTE_B7 3951 #define NOTE_C8 4186 #define NOTE_CS8 4435 #define NOTE_D8 4699 #define NOTE_DS8 4978
Iznad je kod naveden u zaglavlju datoteke pitches.h u ovoj zip datoteci , samo trebate preuzeti i uključiti ovu datoteku u naš Arduino kôd kako je dato na kraju ovog vodiča ili upotrijebiti kôd naveden u zip datoteci.
Reprodukcija glazbenih nota na Arduinu:
Da bismo reproducirali pristojnu melodiju koristeći Arduino, trebali bismo znati što čine ove melodije. Tri glavna čimbenika potrebna za reprodukciju teme su
- Vrijednost note
- Trajanje bilješke
- Tempo
Imamo datoteku zaglavlja pitches.h za reprodukciju bilo koje vrijednosti note, sada bismo trebali saznati njezino određeno trajanje note kako bismo je reproducirali. Tempo nije ništa drugo doli koliko brzo treba svirati melodiju. Jednom kada saznate vrijednost i trajanje note, možete ih koristiti s tonom () poput
ton (pinName, vrijednost note, trajanje note);
Za tonove koji se reproduciraju u ovom vodiču dao sam vam napomenu Vrijednost i trajanje bilješke unutar zaglavne datoteke "themes.h" pomoću koje ih možete reproducirati u svojim projektima. Ali ako imate neki specifičan ton u svom rudniku i želite ga pustiti u svom projektu, pročitajte dalje. Inače preskočite ovu temu i spustite se na sljedeću.
Da biste svirali bilo koji određeni ton, morate preuzeti notnu glazbu te glazbe i pretvoriti notni zapis u Arduino skicu čitanjem vrijednosti note i trajanja note. Ako ste student glazbe, to bi za vas bio komad torte, inače biste proveli neko vrijeme i razbili vam glavu kao ja. Ali na kraju dana kada vaš ton zasvira na Piezo zujalicu, vaš će se trud isplatiti.
Nakon što utvrdite vrijednost i trajanje bilješke, učitajte ih u program unutar zaglavne datoteke "themes.h" kako je prikazano dolje
// ############## ** "ON JE GUSAR" Tematska pjesma Pirates of caribbean ** ############## // int Pirates_note = {NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4 NOTE_A3, NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_F4, NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_D4, NOTE_C4, NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOT_, NOT_ NOTE_C4, NOTE_C4, NOTE_C4, NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_C4, NOTE_D4, 0, 0, NOTE_A3, NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_G4, NOTA NOTE_4, NOT__4, NOT__4 0, NOTE_D4, NOTE_E3, NOTE_F4, NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_A4, NOTE_D4, 0, NOTE_D4, NOTE_F4,NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_D4}; int Pirates_duration = {4,8,4,8,4,8,8,8,8,4,8,4,8,4,8,8,8,8,4,8,4,8, 4, 8,8,8,8,4,4,8,8,4,4,8,8,4,4,8,8, 8,4,8,8,8,4,4,8,8, 4,4,8,8,4,4,8,4, 4,8,8,8,8,4,4,8,8,4,4,8,8,4,4,8,8, 8,4,8,8,8,4,4,4,8,4,8,8,8,4,4,8,8}; // ########### End of He je piratska pjesma ############# //
Gornji blok koda prikazuje vrijednost note i trajanje note teme "On je gusar" iz filma Pirati s Kariba. Svoju temu možete dodati slično ovako.
Shema i hardver:
Shema ovog projekta Arduino Tone Generator projekta prikazana je na donjoj slici:
Veza je prilično jednostavna, imamo Piezo zvučnik koji je spojen na pin 8 i Ground of Arduino kroz 1K otpornik. Ovaj otpor od 1 k je otpornik koji ograničava struju i služi za održavanje struje u sigurnim granicama. Također imamo četiri prekidača za odabir potrebne melodije. Jedan kraj prekidača spojen je na masu, a drugi kraj na pin 2, 3, 4 i 5. Prekidači će imati povučene otpore koji su interno omogućeni pomoću softvera. Budući da je sklop prilično jednostavan, može se povezati pomoću ploče za kruh kao što je prikazano dolje:
Objašnjenje programa Arduino:
Nakon što shvatite koncept, program Arduino prilično je naprijed. Kompletni kod dan je na kraju vodiča. Ako niste upoznati s dodavanjem datoteka zaglavlja, kôd možete ovdje preuzeti kao ZIP datoteku i izravno ga prenijeti na svoj Arduino.
Gornje dvije su datoteke zaglavlja koje treba dodati. "Pitches.h" koristi se za izjednačavanje svake glazbene note s određenom frekvencijom, a "themes.h" sadrži notnu vrijednost i trajanje note svih četiri tona.
#include "pitches.h" #include "themes.h"
Stvara se funkcija za reprodukciju svakog tona kad je to potrebno. Ovdje će se reproducirati ton "On je gusar" kada se zove funkcija Play_Pirates () . Ova se funkcija sastoji od tonske funkcije koja stvara frekvenciju na pin broju 8. NoTone (8) poziva se da zaustavi glazbu nakon što se reproducira. Ako želite igrati svoj ton, promijeniti Pirates_note i Pirates_duration na nove note i trajanje vrijednosti koje ste spremili u „themes.h” vrijednosti
void Play_Pirates () {for (int thisNote = 0; thisNote <(sizeof (Pirates_note) / sizeof (int)); thisNote ++) {int noteDuration = 1000 / Pirates_duration; // pretvori trajanje u ton kašnjenja (8, Pirates_note, noteDuration); int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1,05; // Ovdje je 1,05 tempo, povećajte da biste ga reproducirali sporije odgađanje (pauseBetweenNotes); noTone (8); }}
Pin 2, 3, 4 i 5 koriste se za odabir određenog tona koji će se reproducirati. Te se pinove prema zadanim postavkama drže visoko koristeći interne otpornike na izvlačenje pomoću gornjeg retka koda. Kad se pritisne tipka, spušta se na zemlju.
pinMode (2, INPUT_PULLUP); pinMode (3, INPUT_PULLUP); pinMode (4, INPUT_PULLUP); pinMode (5, INPUT_PULLUP);
Ispod bloka koda koristi se za reprodukciju pjesme kada se pritisne gumb. Očitava digitalnu vrijednost svake tipke i kad se smanji (nula) pretpostavlja da je tipka pritisnuta i reproducira odgovarajući ton pozivanjem potrebne funkcije.
if (digitalRead (2) == 0) {Serial.println ("Odabrano -> 'On je gusar'"); Play_Pirates (); } if (digitalRead (3) == 0) {Serial.println ("Odabrano -> 'Ludi žabac'"); Play_CrazyFrog (); } if (digitalRead (4) == 0) {Serial.println ("Odabrano -> 'Mario UnderWorld'"); Play_MarioUW (); } if (digitalRead (5) == 0) {Serial.println ("Odabrano -> 'On je gusar'"); Play_Pirates (); }
Rad ovog Arduino sklopa za Melody Player:
Nakon što vaš kod i hardver budu spremni, jednostavno narežite program na svoj Arduino i trebali biste moći reproducirati ton jednostavnim pritiskom na tipke. Ako imate bilo kakvih problema, pogledajte svoj serijski monitor za otklanjanje pogrešaka ili upotrijebite odjeljak za komentare da biste prijavili problem i rado ću vam pomoći.
Kompletni rad projekta prikazan je u video ispod. Nadam se da vam se svidio projekt i da ćete ga koristiti u nekom od svojih projekata ili stvoriti novi ton za svoj projekt. Ako je odgovor da, slobodno podijelite svoj rad u odjeljku za komentare.