Практическое программирование Arduino/CraftDuino - Генерация звука – пьезоизлучатель
5. Генерация звука – пьезоизлучатель
Самым простым вариантом генерации звука является использование пьезоизлучателя.
Пьезокерамические излучатели () — электроакустические устройства воспроизведения звука, использующие .
(эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект). Существует и обратный пьезоэлектрический эффект — возникновение механических деформаций под действием электрического поля.
Прямой пьезоэффект:
в пьезозажигалках, для получения высокого напряжения на разряднике;
Обратный пьезоэлектрический эффект:
в пьезоизлучателях (эффективны на высоких частотах и имеют небольшие габариты);)
Пьезоизлучатели широко используются в различных электронных устройствах — часах-будильниках, телефонных аппаратах, электронных игрушках, бытовой технике.
Пьезокерамический излучатель состоит из металлической пластины, на которую нанесён слой пьезоэлектрической керамики, имеющий на внешней стороне токопроводящее напыление. Пластина и напыление являются двумя контактами.
Пьезоизлучатель также может использоваться в качестве пьезоэлектрического микрофона или датчика.
Нужный нам для опытов пьезоизлучатель (Piezo Buzzer) можно выломать из старой игрушки (тетрис, тамагочи) или музыкальной открытки.
В качестве примера рассмотрим стандартный скетч Melody
(Sketchbook — Examples –Digital – Melody)
принципиальная схема:
— схема проста, один вывод от пьезоизлучателя подключается к земле, а второй (от центра пластинки/провод красного цвета) к выводу digital pin 9.
Код скетча:
/* Melody
* (cleft) 2005 D. Cuartielles for K3
*
* Пример использования пьезоизлучателя для проигрывания
* мелодии.
* Для этого на пьезоизлучатель подаётся сигнал
* соответствующей частоты.
*
* Расчет тонов производится следующим образом:
*
* timeHigh = period / 2 = 1 / (2 * toneFrequency)
*
* таблица различных тонов:
*
* нота частота период timeHigh
* c 261 Hz 3830 1915
* d 294 Hz 3400 1700
* e 329 Hz 3038 1519
* f 349 Hz 2864 1432
* g 392 Hz 2550 1275
* a 440 Hz 2272 1136
* b 493 Hz 2028 1014
* C 523 Hz 1912 956
*
* http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Melody
*/
int speakerPin = 9;
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);
}
}
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 };
// проиграть тон, соответствующий ноте
for (int i = 0; i < 8; i++) {
if (names[i] == note) {
playTone(tones[i], duration);
}
}
}
void setup() {
pinMode(speakerPin, OUTPUT);
}
void loop() {
for (int i = 0; i < length; i++) {
if (notes[i] == ' ') {
delay(beats[i] * tempo); // пауза
} else {
playNote(notes[i], beats[i] * tempo);
}
// пауза между нотами
delay(tempo / 2);
}
}
Весёленькая мелодия :)
Генерация звука происходит в функции playTone(), быстрой подачей на пьезоизлучатель сигналов HIGH и LOW. Время между сменой уровней определяет — какой частоты сигнал мы получим на пьезоизлучателе.
А теперь изменим скетч так, чтобы мелодия считывалась не из памяти, а из последовательного порта :)
/* Sound Serial (aka Keyboard Serial)
*
* Расчет тонов производится следующим образом:
*
* timeHigh = period / 2 = 1 / (2 * toneFrequency)
*
* таблица различных тонов:
*
* нота частота период timeHigh
* c 261 Hz 3830 1915
* d 294 Hz 3400 1700
* e 329 Hz 3038 1519
* f 349 Hz 2864 1432
* g 392 Hz 2550 1275
* a 440 Hz 2272 1136
* b 493 Hz 2028 1014
* C 523 Hz 1912 956
*
* на основе примера проекта todbot.com (Tod E. Kurt <tod@todbot.com>)
*/
int speakerPin = 9;
int serByte = -1;
char names[] = { 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'a', 'b', 'C' };
int tones[] = { 1915, 1700, 1519, 1432, 1275, 1136, 1014, 956 };
int tempo = 300;
void setup() {
pinMode(speakerPin, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
digitalWrite(speakerPin, LOW);
serByte = Serial.read(); // считываем байт
if (serByte != -1)
{
Serial.print(serByte,BYTE);
}
for (int j=0;j<=8;j++) { // проверяем - это нота?
if (names[j] == serByte) { // ага - нота!
for( int i=0; i<50; i++ ) { // проигрываем ноту 50 раз
digitalWrite(speakerPin, HIGH);
delayMicroseconds(tones[j]);
digitalWrite(speakerPin, LOW);
delayMicroseconds(tones[j]);
}
}
}
}
Однако, монитор последовательного порта Arduino IDE в данном случае не так удобен, т.к. нужно нажимать Enter, поэтому лучше воспользоваться . Здесь вполне можно поиграться :)
Например, так:
cdefffdcчитать далее:
По теме:
Материалы сайта являются авторскими. Копирование и публикация материалов без разрешения запрещены!
Комментарии (6)
RSS свернуть / развернутьmogalkov
noonv
mogalkov
MAFia
Gorzo
Lens
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.