Tonsätt Arduino-projekt

Det finns två typer av piezosumrar: analoga och digitala. De digitala piezosumrarna (även kallat aktiva piezosumrar) avger en specifik ton och styrs genom att spänningen slås till och från. En digital piezosummer kan styras med följande kod.

void loop() {
  digitalWrite(buzzerPin, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(buzzerPin, LOW);
  delay(1000);
}

Schemasymbol för piezosummer

Analoga piezosumrar (även kallat passiva piezosumrar) kan spela olika toner och styrs därför inte med på- och avslag av spänning. I stället används funktionen tone som skickar ut en önskad ton (frekvens) under önskad tid. Tone kan enbart generera fyrkantsvågor och saknar möjlighet att justera ljudstyrkan (volym). Det går därför inte att få någon hifi-upplevelse, men det är inga problem att spela enkla melodier. 

Tärningen från Bygg en tärning hade enkelt kunnat förbättras med akustisk återkoppling. Med hjälp av en digital summer kan tärningen pipa fram vilken siffra tärningen hamnade på. För att åstadkomma detta måste vi först och främst koppla in en digital piezosummer. I bokens tillhörande komponentkit finns både en analog och en digital piezosummer. Den digitala piezosummern är den med text ovanpå. Den kopplar vi in enligt ritningen.

Illustration gjord med komponenter från Fritzing (fritzing.org). CC BY-SA 3.0

Sketchen behöver också uppdateras. Vi sätter GPIO-stift 10 som en utgång för piezo­summern. Vi lägger också till ett argument i setDice-funktionen: acousticFeedback. Det är en boolean som styr om summern ska ge ljud ifrån sig eller inte. Om booleanen är satt till sant kommer en for-loop få piezosummern att pipa lika många gånger som tärningen visar. 

När vi även har uppdaterat alla anrop till setDice-funktionen ser den färdiga sketchen ut på följande vis.

RollDice2.ino

Med en analog piezosummer kan vi spela hela melodier. Genom att rensa bort onödiga komponenter från kopplingsplattan och byta den digitala piezosummern mot en analog piezosummer kommer vi snabbt igång.

För att spela melodier behövs två saker:

• en lista över vilka toner som motsvarar vilka frekvenser
• en melodi (en lista med toner).

Arduino.cc tillhandahåller en lista med toner. Gå dit och ­kopiera listan. 

/*************************************************
 * Public Constants
 *************************************************/

#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 NOTE_A3  220
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_B3  247
#define 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_AS7 3729
#define NOTE_B7  3951
#define NOTE_C8  4186
#define NOTE_CS8 4435
#define NOTE_D8  4699
#define NOTE_DS8 4978

pitches.h

Lägg märke till att pitches.h använder define-variabler. Det är ett annat sätt att skriva konstanter. Skillnaden är att konstanter ligger kvar som hänvisningar i den färdiga maskin­koden, medan kompilatorn ersätter alla instanser av define-variablerna i sketchen innan den kompileras. Vi föredrar att använda konstanter i vår egen kod, eftersom det minimerar risken för fel.

Listan ska läggas i en separat fil. Vi skapar därför en ny flik och namnger den pitches.h.

Skapa en ny flik.

Klista in listan i en ny flik namngiven pitches.h.

Vi skapar även en ny flik där vi ska lägga melodin. Vi kallar den melody.h.

I dessa sammanhang består en melodi av en int-array med toner (som översätts till frekvenser) och en int-array med tonlängder. På nätet finns massvis med melodier som är uppdelade på detta sätt. Vi lånar en Tetris-melodi (släppt under Creative Commons-licensen) som vi kopierar till vår melody.h-flik.

// Notes
int melody[] = {
  NOTE_E5, NOTE_E3, NOTE_B4, NOTE_C5, NOTE_D5, NOTE_E5, NOTE_D5, NOTE_C5, 
  NOTE_B4, NOTE_A4, NOTE_A3, NOTE_A4, NOTE_C5, NOTE_E5, NOTE_A3, NOTE_D5,
  NOTE_C5, NOTE_B4, NOTE_E4, NOTE_G4, NOTE_C5, NOTE_D5, NOTE_E3, NOTE_E5,
  NOTE_E3, NOTE_C5, NOTE_A3, NOTE_A4, NOTE_A3, NOTE_A4, NOTE_A3, NOTE_B2, 
  NOTE_C3, NOTE_D3, NOTE_D5, NOTE_F5, NOTE_A5, NOTE_C5, NOTE_C5, NOTE_G5, 
  NOTE_F5, NOTE_E5, NOTE_C3, 0, NOTE_C5, NOTE_E5, NOTE_A4, NOTE_G4, NOTE_D5,
  NOTE_C5, NOTE_B4, NOTE_E4, NOTE_B4, NOTE_C5, NOTE_D5, NOTE_G4, NOTE_E5, 
  NOTE_G4, NOTE_C5, NOTE_E4, NOTE_A4, NOTE_E3, NOTE_A4, 0, 
};

// Note durations
int noteDurations[] = {
  8,8,8,8,8,16,16,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
  8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
  8,4,8,8,16,16,8,8,8,8,8,8,8,16,16,8,
  8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,4,4,8,
};

Toner och tonlängder ur Tetris with Bass av Electricmango. CC BY-SA 4.0

I huvudsketchen börjar vi med att inkludera pitches- och melody-filerna samt att sätta buzzerPin till GPIO-stift 10. I loop-funktionen anropar vi playTone-funktionen med argument för vilka toner den ska spela, hur länge den ska spela de olika tonerna och hur många toner den ska spela totalt. PlayTone-funktionen tar sedan över och spelar upp tonerna. 

MusicPlayer.ino

Om vi vill spela en annan melodi kan vi byta ut innehållet i melody.h till nya toner och tonlängder.