CraftDuino v2.0
  • - это CraftDuino - наш вариант полностью Arduino-совместимой платы.
  • CraftDuino - настоящий конструктор, для очень быстрого прототипирования и реализации идей.
  • Любая возможность автоматизировать что-то с лёгкостью реализуется с CraftDuino!
Просто добавьте CraftDuino!

Практическое программирование Arduino/CraftDuino - Генерация звука – пьезоизлучатель

0. Начало
1. Цифровой ввод — кнопка
2. Аналоговый вывод — Fading
3. Аналоговый ввод – потенциометр
4. Аналоговый ввод – осциллограф

5. Генерация звука – пьезоизлучатель

Самым простым вариантом генерации звука является использование пьезоизлучателя.
Пьезоизлучатель
Пьезокерамические излучатели (пьезоизлучатели) — электроакустические устройства воспроизведения звука, использующие пьезоэлектрический эффект.
(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 tutty. Здесь вполне можно поиграться :)

Например, так:
cdefffdc


читать далее: 6. Фоторезистор

По теме:
Arduino, термины, начало работы
КМБ для начинающих ардуинщиков
Состав стартера (точка входа для начинающих ардуинщиков)
  • +2
  • 12 августа 2009, 17:32
  • admin

Комментарии (6)

RSS свернуть / развернуть
+
0
А есть какие нибудь готовые мелодии, может кто подскажет? Я в музыке не смыслю ничего, а хотелось чего нить прикольного озвучить.
avatar

mogalkov

  • 28 января 2011, 12:26
+
0
для функции tone() есть целый набор мелодий:
// A fun sketch to demonstrate the use of the Tone library.
// By Brett Hagman
// bhagman@roguerobotics.com
// www.roguerobotics.com

// To mix the output of the signals to output to a small speaker (i.e. 8 Ohms or higher),
// simply use 1K Ohm resistors from each output pin and tie them together at the speaker.
// Don't forget to connect the other side of the speaker to ground!

// You can get more RTTTL (RingTone Text Transfer Language) songs from
// http://code.google.com/p/rogue-code/wiki/ToneLibraryDocumentation

#define OCTAVE_OFFSET 0
#define TONE_PIN 13

#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

int notes[] = { 0,
NOTE_C4, NOTE_CS4, NOTE_D4, NOTE_DS4, NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_FS4, NOTE_G4, NOTE_GS4, NOTE_A4, NOTE_AS4, NOTE_B4,
NOTE_C5, NOTE_CS5, NOTE_D5, NOTE_DS5, NOTE_E5, NOTE_F5, NOTE_FS5, NOTE_G5, NOTE_GS5, NOTE_A5, NOTE_AS5, NOTE_B5,
NOTE_C6, NOTE_CS6, NOTE_D6, NOTE_DS6, NOTE_E6, NOTE_F6, NOTE_FS6, NOTE_G6, NOTE_GS6, NOTE_A6, NOTE_AS6, NOTE_B6,
NOTE_C7, NOTE_CS7, NOTE_D7, NOTE_DS7, NOTE_E7, NOTE_F7, NOTE_FS7, NOTE_G7, NOTE_GS7, NOTE_A7, NOTE_AS7, NOTE_B7
};

//char *song = "The Simpsons:d=4,o=5,b=160:c.6,e6,f#6,8a6,g.6,e6,c6,8a,8f#,8f#,8f#,2g,8p,8p,8f#,8f#,8f#,8g,a#.,8c6,8c6,8c6,c6";
//char *song = "Indiana:d=4,o=5,b=250:e,8p,8f,8g,8p,1c6,8p.,d,8p,8e,1f,p.,g,8p,8a,8b,8p,1f6,p,a,8p,8b,2c6,2d6,2e6,e,8p,8f,8g,8p,1c6,p,d6,8p,8e6,1f.6,g,8p,8g,e.6,8p,d6,8p,8g,e.6,8p,d6,8p,8g,f.6,8p,e6,8p,8d6,2c6";
//char *song = "Entertainer:d=4,o=5,b=140:8d,8d#,8e,c6,8e,c6,8e,2c.6,8c6,8d6,8d#6,8e6,8c6,8d6,e6,8b,d6,2c6,p,8d,8d#,8e,c6,8e,c6,8e,2c.6,8p,8a,8g,8f#,8a,8c6,e6,8d6,8c6,8a,2d6";
//char *song = "Looney:d=4,o=5,b=140:32p,c6,8f6,8e6,8d6,8c6,a.,8c6,8f6,8e6,8d6,8d#6,e.6,8e6,8e6,8c6,8d6,8c6,8e6,8c6,8d6,8a,8c6,8g,8a#,8a,8f";
//char *song = "Bond:d=4,o=5,b=80:32p,16c#6,32d#6,32d#6,16d#6,8d#6,16c#6,16c#6,16c#6,16c#6,32e6,32e6,16e6,8e6,16d#6,16d#6,16d#6,16c#6,32d#6,32d#6,16d#6,8d#6,16c#6,16c#6,16c#6,16c#6,32e6,32e6,16e6,8e6,16d#6,16d6,16c#6,16c#7,c.7,16g#6,16f#6,g#.6";
//char *song = "MASH:d=8,o=5,b=140:4a,4g,f#,g,p,f#,p,g,p,f#,p,2e.,p,f#,e,4f#,e,f#,p,e,p,4d.,p,f#,4e,d,e,p,d,p,e,p,d,p,2c#.,p,d,c#,4d,c#,d,p,e,p,4f#,p,a,p,4b,a,b,p,a,p,b,p,2a.,4p,a,b,a,4b,a,b,p,2a.,a,4f#,a,b,p,d6,p,4e.6,d6,b,p,a,p,2b";
//char *song = "StarWars:d=4,o=5,b=45:32p,32f#,32f#,32f#,8b.,8f#.6,32e6,32d#6,32c#6,8b.6,16f#.6,32e6,32d#6,32c#6,8b.6,16f#.6,32e6,32d#6,32e6,8c#.6,32f#,32f#,32f#,8b.,8f#.6,32e6,32d#6,32c#6,8b.6,16f#.6,32e6,32d#6,32c#6,8b.6,16f#.6,32e6,32d#6,32e6,8c#6";
//char *song = "GoodBad:d=4,o=5,b=56:32p,32a#,32d#6,32a#,32d#6,8a#.,16f#.,16g#.,d#,32a#,32d#6,32a#,32d#6,8a#.,16f#.,16g#.,c#6,32a#,32d#6,32a#,32d#6,8a#.,16f#.,32f.,32d#.,c#,32a#,32d#6,32a#,32d#6,8a#.,16g#.,d#";
//char *song = "TopGun:d=4,o=4,b=31:32p,16c#,16g#,16g#,32f#,32f,32f#,32f,16d#,16d#,32c#,32d#,16f,32d#,32f,16f#,32f,32c#,16f,d#,16c#,16g#,16g#,32f#,32f,32f#,32f,16d#,16d#,32c#,32d#,16f,32d#,32f,16f#,32f,32c#,g#";
//char *song = "A-Team:d=8,o=5,b=125:4d#6,a#,2d#6,16p,g#,4a#,4d#.,p,16g,16a#,d#6,a#,f6,2d#6,16p,c#.6,16c6,16a#,g#.,2a#";
//char *song = "Flinstones:d=4,o=5,b=40:32p,16f6,16a#,16a#6,32g6,16f6,16a#.,16f6,32d#6,32d6,32d6,32d#6,32f6,16a#,16c6,d6,16f6,16a#.,16a#6,32g6,16f6,16a#.,32f6,32f6,32d#6,32d6,32d6,32d#6,32f6,16a#,16c6,a#,16a6,16d.6,16a#6,32a6,32a6,32g6,32f#6,32a6,8g6,16g6,16c.6,32a6,32a6,32g6,32g6,32f6,32e6,32g6,8f6,16f6,16a#.,16a#6,32g6,16f6,16a#.,16f6,32d#6,32d6,32d6,32d#6,32f6,16a#,16c.6,32d6,32d#6,32f6,16a#,16c.6,32d6,32d#6,32f6,16a#6,16c7,8a#.6";
//char *song = "Jeopardy:d=4,o=6,b=125:c,f,c,f5,c,f,2c,c,f,c,f,a.,8g,8f,8e,8d,8c#,c,f,c,f5,c,f,2c,f.,8d,c,a#5,a5,g5,f5,p,d#,g#,d#,g#5,d#,g#,2d#,d#,g#,d#,g#,c.7,8a#,8g#,8g,8f,8e,d#,g#,d#,g#5,d#,g#,2d#,g#.,8f,d#,c#,c,p,a#5,p,g#.5,d#,g#";
//char *song = "MahnaMahna:d=16,o=6,b=125:c#,c.,b5,8a#.5,8f.,4g#,a#,g.,4d#,8p,c#,c.,b5,8a#.5,8f.,g#.,8a#.,4g,8p,c#,c.,b5,8a#.5,8f.,4g#,f,g.,8d#.,f,g.,8d#.,f,8g,8d#.,f,8g,d#,8c,a#5,8d#.,8d#.,4d#,8d#.";
//char *song = "MissionImp:d=16,o=6,b=95:32d,32d#,32d,32d#,32d,32d#,32d,32d#,32d,32d,32d#,32e,32f,32f#,32g,g,8p,g,8p,a#,p,c7,p,g,8p,g,8p,f,p,f#,p,g,8p,g,8p,a#,p,c7,p,g,8p,g,8p,f,p,f#,p,a#,g,2d,32p,a#,g,2c#,32p,a#,g,2c,a#5,8c,2p,32p,a#5,g5,2f#,32p,a#5,g5,2f,32p,a#5,g5,2e,d#,8d";
char *song = "KnightRider:d=4,o=5,b=125:16e,16p,16f,16e,16e,16p,16e,16e,16f,16e,16e,16e,16d#,16e,16e,16e,16e,16p,16f,16e,16e,16p,16f,16e,16f,16e,16e,16e,16d#,16e,16e,16e,16d,16p,16e,16d,16d,16p,16e,16d,16e,16d,16d,16d,16c,16d,16d,16d,16d,16p,16e,16d,16d,16p,16e,16d,16e,16d,16d,16d,16c,16d,16d,16d";

void setup(void)
{
  Serial.begin(9600);
}

#define isdigit(n) (n >= '0' && n <= '9')

void play_rtttl(char *p)
{
  // Absolutely no error checking in here

  byte default_dur = 4;
  byte default_oct = 6;
  int bpm = 63;
  int num;
  long wholenote;
  long duration;
  byte note;
  byte scale;

  // format: d=N,o=N,b=NNN:
  // find the start (skip name, etc)

  while(*p != ':') p++;    // ignore name
  p++;                     // skip ':'

  // get default duration
  if(*p == 'd')
  {
    p++; p++;              // skip "d="
    num = 0;
    while(isdigit(*p))
    {
      num = (num * 10) + (*p++ - '0');
    }
    if(num > 0) default_dur = num;
    p++;                   // skip comma
  }

  Serial.print("ddur: "); Serial.println(default_dur, 10);

  // get default octave
  if(*p == 'o')
  {
    p++; p++;              // skip "o="
    num = *p++ - '0';
    if(num >= 3 && num <=7) default_oct = num;
    p++;                   // skip comma
  }

  Serial.print("doct: "); Serial.println(default_oct, 10);

  // get BPM
  if(*p == 'b')
  {
    p++; p++;              // skip "b="
    num = 0;
    while(isdigit(*p))
    {
      num = (num * 10) + (*p++ - '0');
    }
    bpm = num;
    p++;                   // skip colon
  }

  Serial.print("bpm: "); Serial.println(bpm, 10);

  // BPM usually expresses the number of quarter notes per minute
  wholenote = (60 * 1000L / bpm) * 4;  // this is the time for whole note (in milliseconds)

  Serial.print("wn: "); Serial.println(wholenote, 10);


  // now begin note loop
  while(*p)
  {
    // first, get note duration, if available
    num = 0;
    while(isdigit(*p))
    {
      num = (num * 10) + (*p++ - '0');
    }
    
    if(num) duration = wholenote / num;
    else duration = wholenote / default_dur;  // we will need to check if we are a dotted note after

    // now get the note
    note = 0;

    switch(*p)
    {
      case 'c':
        note = 1;
        break;
      case 'd':
        note = 3;
        break;
      case 'e':
        note = 5;
        break;
      case 'f':
        note = 6;
        break;
      case 'g':
        note = 8;
        break;
      case 'a':
        note = 10;
        break;
      case 'b':
        note = 12;
        break;
      case 'p':
      default:
        note = 0;
    }
    p++;

    // now, get optional '#' sharp
    if(*p == '#')
    {
      note++;
      p++;
    }

    // now, get optional '.' dotted note
    if(*p == '.')
    {
      duration += duration/2;
      p++;
    }
  
    // now, get scale
    if(isdigit(*p))
    {
      scale = *p - '0';
      p++;
    }
    else
    {
      scale = default_oct;
    }

    scale += OCTAVE_OFFSET;

    if(*p == ',')
      p++;       // skip comma for next note (or we may be at the end)

    // now play the note

    if(note)
    {
      Serial.print("Playing: ");
      Serial.print(scale, 10); Serial.print(' ');
      Serial.print(note, 10); Serial.print(" (");
      Serial.print(notes[(scale - 4) * 12 + note], 10);
      Serial.print(") ");
      Serial.println(duration, 10);
      tone(TONE_PIN, notes[(scale - 4) * 12 + note]);
      delay(duration);
      noTone(TONE_PIN);
    }
    else
    {
      Serial.print("Pausing: ");
      Serial.println(duration, 10);
      delay(duration);
    }
  }
}

void loop(void)
{
  play_rtttl(song);
  Serial.println("Done.");
  while(1);
}

avatar

noonv

  • 28 января 2011, 12:56
+
0
Спасибо, а то уже хотел умс8 к будильнику прикручевать.
avatar

mogalkov

  • 28 января 2011, 21:52
+
0
А почему нельзя использовать стандартную арудиновскую функцию tone?
avatar

MAFia

  • 26 июля 2012, 15:38
+
0
А как можно добиться от пьезо излучателя «мягкого» звука, наподобие того, что в открытках используется?
avatar

Gorzo

  • 21 мая 2014, 12:35
+
0
Как у вас тут все просто, а вот эти вот штуки delay откуда брать? без них как-то ошибки идут
avatar

Lens

  • 29 ноября 2015, 22:34

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.