Музыкальный проигрыватель на Arduino

В этом проекте мы создадим музыкальный проигрыватель на базе Arduino, который будет воспроизводить мелодии через пьезодинамик. Громкость воспроизведения будет регулироваться с помощью потенциометра.

Необходимые компоненты:

Arduino Uno / Nano / Mega
Пьезодинамик
Потенциометр
Соединительные провода

Подключение компонентов:

Подключите один вывод пьезодинамика к цифровому пину 9 на Arduino.
Второй вывод пьезодинамика подключите к GND на Arduino.
Средний вывод потенциометра подключите к аналоговому входу A0 на Arduino.
Один из крайних выводов потенциометра подключите к 5V на Arduino.
Другой крайний вывод потенциометра подключите к GND на Arduino.

Пины потенциометра:

Схема:

Программный код:

music_player.ino

#define BUZZER_PIN 9 // Пин для подключения пьезодинамика
#define POT_PIN A0 // Пин для подключения потенциометра
#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
#define REST      0
// измените это, чтобы сделать песню медленнее или быстрее
int temp3 = 80;
int melody3[] = {
  // The Godfather theme
  REST, 4, REST, 8, REST, 8, REST, 8, NOTE_E4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_C5, 8,
  NOTE_B4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_C5, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_B4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_F4, 8, NOTE_G4, 8,
  NOTE_E4, 2, NOTE_E4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_C5, 8,
  NOTE_B4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_C5, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_C5, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_E4, 8, NOTE_DS4, 8,
  NOTE_D4, 2, NOTE_D4, 8, NOTE_F4, 8, NOTE_GS4, 8,
  NOTE_B4, 2, NOTE_D4, 8, NOTE_F4, 8, NOTE_GS4, 8,
  NOTE_A4, 2, NOTE_C4, 8, NOTE_C4, 8, NOTE_G4, 8,
  NOTE_F4, 8, NOTE_E4, 8, NOTE_G4, 8, NOTE_F4, 8, NOTE_F4, 8, NOTE_E4, 8, NOTE_E4, 8, NOTE_GS4, 8,
  NOTE_A4, 2, REST, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_GS4, 8,
  NOTE_G4, 2, NOTE_B4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_F4, 8,
  NOTE_E4, 2, NOTE_E4, 8, NOTE_G4, 8, NOTE_E4, 8,
  NOTE_D4, 2, NOTE_D4, 8, NOTE_D4, 8, NOTE_F4, 8, NOTE_DS4, 8,
  NOTE_E4, 2, REST, 8, NOTE_E4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_C5, 8,
  //repeats from 2
  NOTE_B4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_C5, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_B4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_F4, 8, NOTE_G4, 8,
  NOTE_E4, 2, NOTE_E4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_C5, 8,
  NOTE_B4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_C5, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_C5, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_E4, 8, NOTE_DS4, 8,
  NOTE_D4, 2, NOTE_D4, 8, NOTE_F4, 8, NOTE_GS4, 8,
  NOTE_B4, 2, NOTE_D4, 8, NOTE_F4, 8, NOTE_GS4, 8,
  NOTE_A4, 2, NOTE_C4, 8, NOTE_C4, 8, NOTE_G4, 8,
  NOTE_F4, 8, NOTE_E4, 8, NOTE_G4, 8, NOTE_F4, 8, NOTE_F4, 8, NOTE_E4, 8, NOTE_E4, 8, NOTE_GS4, 8,
  NOTE_A4, 2, REST, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_GS4, 8,
  NOTE_G4, 2, NOTE_B4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_F4, 8,
  NOTE_E4, 2, NOTE_E4, 8, NOTE_G4, 8, NOTE_E4, 8,
  NOTE_D4, 2, NOTE_D4, 8, NOTE_D4, 8, NOTE_F4, 8, NOTE_DS4, 8,
  NOTE_E4, 2
};
// sizeof возвращает количество байтов, каждое значение int состоит из двух байтов (16 бит)
// каждую ноту составляют два значения (высота и продолжительность), так что на каждую ноту приходится четыре байта
int notes3 = sizeof(melody3) / sizeof(melody3[0]) / 2;
// это вычисляет продолжительность целой ноты в мс
int wholenote3 = (60000 * 4) / temp3;
int divider3 = 0, noteDuration = 0;
// измените это, чтобы сделать песню медленнее или быстрее
int temp4 = 85;
int melody[] = {
  // Game of Thrones
  NOTE_G4, 8, NOTE_C4, 8, NOTE_DS4, 16, NOTE_F4, 16, NOTE_G4, 8, NOTE_C4, 8, NOTE_DS4, 16, NOTE_F4, 16,
  NOTE_G4, 8, NOTE_C4, 8, NOTE_DS4, 16, NOTE_F4, 16, NOTE_G4, 8, NOTE_C4, 8, NOTE_DS4, 16, NOTE_F4, 16,
  NOTE_G4, 8, NOTE_C4, 8, NOTE_E4, 16, NOTE_F4, 16, NOTE_G4, 8, NOTE_C4, 8, NOTE_E4, 16, NOTE_F4, 16,
  NOTE_G4, 8, NOTE_C4, 8, NOTE_E4, 16, NOTE_F4, 16, NOTE_G4, 8, NOTE_C4, 8, NOTE_E4, 16, NOTE_F4, 16,
  NOTE_G4, -4, NOTE_C4, -4,
  NOTE_DS4, 16, NOTE_F4, 16, NOTE_G4, 4, NOTE_C4, 4, NOTE_DS4, 16, NOTE_F4, 16,
  NOTE_D4, -1,
  NOTE_F4, -4, NOTE_AS3, -4,
  NOTE_DS4, 16, NOTE_D4, 16, NOTE_F4, 4, NOTE_AS3, -4,
  NOTE_DS4, 16, NOTE_D4, 16, NOTE_C4, -1
};
// sizeof возвращает количество байтов, каждое значение int состоит из двух байтов (16 бит)
// каждую ноту составляют два значения (высота и продолжительность), так что на каждую ноту приходится четыре байта
int notes = sizeof(melody) / sizeof(melody[0]) / 2;
// это вычисляет продолжительность целой ноты в мс
int wholenote = (60000 * 4) / temp4;
int divider = 0, noteDuration4 = 0;
int notes2[] = {
  392, 392, 392, 311, 466, 392, 311, 466, 392,
  587, 587, 587, 622, 466, 369, 311, 466, 392,
  784, 392, 392, 784, 739, 698, 659, 622, 659,
  415, 554, 523, 493, 466, 440, 466,
  311, 369, 311, 466, 392
};
int times2[] = {
  350, 350, 350, 250, 100, 350, 250, 100, 700,
  350, 350, 350, 250, 100, 350, 250, 100, 700,
  350, 250, 100, 350, 250, 100, 100, 100, 450,
  150, 350, 250, 100, 100, 100, 450,
  150, 350, 250, 100, 750
};
int notes1[] = {
  1318, 1318, 1318, 1046, 1318, 1568, 784,
  1046, 784, 659, 880, 987, 932, 880, 784,
  1318, 1568, 1750, 1396, 1568, 1318, 1046, 1174, 987,
  1046, 784, 659, 880, 987, 932, 880,
  784, 1318, 1568, 1750, 1396, 1568, 1318, 1046, 1174, 987,
  1568, 1480, 1396, 1244, 1318, 830, 880, 1046, 880, 1046, 1174,
  0, 1568, 1480, 1396, 1244, 1318, 2093, 2093, 2093,
  1568, 1480, 1396, 1244, 1318, 830, 880, 1046, 880, 1046, 1174, 1244, 1174, 1046,
};
int times1[] = {
  150, 300, 150, 150, 300, 600, 600,
  450, 150, 300, 300, 150, 150, 300, 210,
  210, 150, 300, 150, 150, 300, 150, 150, 450,
  450, 150, 300, 300, 150, 150, 300,
  210, 210, 150, 300, 150, 150, 300, 150, 150, 450,
  150, 150, 150, 300, 150, 150, 150, 150, 150, 150, 150,
  0, 150, 150, 150, 300, 150, 300, 150, 600,
  150, 150, 150, 300, 150, 150, 150, 150, 150, 150, 150, 300, 450, 600,
};
int delays1[] = {
  150, 300, 300, 150, 300, 600, 600,
  450, 450, 450, 300, 300, 150, 300, 210,
  210, 150, 300, 150, 300, 300, 150, 150, 450,
  450, 450, 450, 300, 300, 150, 300,
  210, 210, 150, 300, 150, 300, 300, 150, 150, 600,
  150, 150, 150, 300, 300, 150, 150, 300, 150, 150, 150,
  300, 150, 150, 150, 300, 300, 300, 150, 600,
  150, 150, 150, 300, 300, 150, 150, 300, 150, 150, 450, 450, 450, 1200,
};
int b1;
void setup() {
  pinMode(buzzer, OUTPUT);  // Устанавливаем пин для пьезодинамика как выход
  pinMode(potPin, INPUT);      // Устанавливаем пин для потенциометра как вход
}
void loop() {
  value();
  if (b1 == 1) {
    for (int i = 0; i < 75; i++) {
      value();
      if (b1 != 1)
        break;
      tone(buzzer, notes1[i], times1[i]);
      delay(delays1[i]);
    }
    noTone(buzzer);
  }
  // Если кнопка 2 нажата, воспроизводим ноту 400 Гц
  if (b1 == 2) {
    for (int i = 0; i < 39; i++) {
      value();
      if (b1 != 2)
        break;
      tone(buzzer, notes2[i], times2[i] * 2);
      delay(times2[i] * 2);
      noTone(buzzer);
    }
  }
  if (b1 == 3) {
    for (int thisNote = 0; thisNote < notes3 * 2; thisNote = thisNote + 2) {
      value();
      if (b1 != 3)
        break;
      // calculates the duration of each note
      divider3 = melody3[thisNote + 1];
      if (divider3 > 0) {
        // regular note, just proceed
        noteDuration = (wholenote3) / divider3;
      } else if (divider3 < 0) {
        // dotted notes are represented with negative durations!!
        noteDuration = (wholenote3) / abs(divider3);
        noteDuration *= 1.5; // increases the duration in half for dotted notes
      }
      // we only play the note for 90% of the duration, leaving 10% as a pause
      tone(buzzer, melody3[thisNote], noteDuration * 0.9);
      // Wait for the specief duration before playing the next note.
      delay(noteDuration);
      // stop the waveform generation before the next note.
      noTone(buzzer);
    }
  }
  if (b1 == 4) {
    // iterate over the notes of the melody.
    // Remember, the array is twice the number of notes (notes + durations)
    for (int thisNote = 0; thisNote < notes * 2; thisNote = thisNote + 2) {
      value();
      if (b1 != 4)
        break;
      // calculates the duration of each note
      divider = melody[thisNote + 1];
      if (divider > 0) {
        // regular note, just proceed
        noteDuration4 = (wholenote) / divider;
      } else if (divider < 0) {
        // dotted notes are represented with negative durations!!
        noteDuration4 = (wholenote) / abs(divider);
        noteDuration4 *= 1.5; // increases the duration in half for dotted notes
      }
      // we only play the note for 90% of the duration, leaving 10% as a pause
      tone(buzzer, melody[thisNote], noteDuration4 * 0.9);
      // Wait for the specief duration before playing the next note.
      delay(noteDuration4);
      // stop the waveform generation before the next note.
      noTone(buzzer);
    }
  }
  // Небольшая задержка для плавного воспроизведения звуков
  delay(10);
}
void value() {
  int potValue = analogRead(potPin);          // Считываем значение с потенциометра
  //  int b1 = map(potValue, 0, 1023, 1, 3);  // Преобразуем значение в уровень громкости
  if (potValue < 255)
    b1 = 1;
  else if (potValue < 511)
    b1 = 2;
  else if (potValue < 766)
    b1 = 3;
  else if (potValue < 1024)
    b1 = 4;
}

Заключение

Проект музыкального проигрывателя на базе Arduino с использованием пьезодинамика и потенциометра представляет собой отличный способ изучения основ электроники и программирования. Он позволяет понять, как управлять звуками и воспроизводить мелодии с помощью микроконтроллера, а также использовать аналоговые входы для регулировки громкости. Этот проект помогает развить навыки работы с цифровыми и аналоговыми сигналами, что является важным для создания сложных электронных устройств. Надеюсь, что данный проект принесет вам удовольствие и станет полезным шагом на пути к созданию интересных и полезных устройств на базе Arduino.