Воспроизводим мелодии с помощью Arduino

Arduino представляет собой довольно гибкую платформу для создания различных проектов и устройств. Такие устройства могут использоваться в быту и приносить реальную пользу, а можно также на основе Arduino сделать что-нибудь веселое для развлечения.

Например, с помощью Arduino можно проигрывать какие-нибудь простые мелодии, и в этом материале будет показано, как это сделать с приведением необходимой схемы и кода.

Суть проекта заключается в том, что плата Arduino будет генерировать тоны разных частот, воспроизводя их через подключенный пьезо-динамик. По сути, изменение частоты тона и правильное изменение времени (изменение ритма) создает мелодию. Сформированные Arduino музыкальные сигналы, появляющиеся на одном из его цифровых выводов, управляют пьезо-динамиком через простую схему драйвера. Следует заметить, что вы можете легко изменить мелодию, загрузив новый скетч.

Схема простейшего музыкального проигрывателя на Arduino показана ниже. Как мы видим, помимо платы Arduino и динамика здесь используется транзистор 2N2222 (можно S8050), резистор сопротивлением 1 КОм и электролитический конденсатор емкостью 100 мкФ. Сигнал берется с линии D3.

Скетч (код) для Arduino представлен ниже. В сам скетч включен заголовочный файл pitches.h, в котором указаны цифровые значения тональности каждой ноты.

#include "pitches.h"
#define NO_SOUND 0

// массив нот
int melody[] = {
  /*NOTE_G4,NOTE_G4,NO_SOUND,NOTE_G4,NOTE_G4,NO_SOUND,NOTE_G4,NOTE_G4,NOTE_G4,NOTE_G4,NOTE_G4,
    NOTE_B3,NOTE_G3,NOTE_C4,NOTE_G3,NOTE_CS4,NOTE_G3,NOTE_C4,NOTE_G3,NOTE_B3,NOTE_G3,NOTE_C4,NOTE_G3,NOTE_CS4,NOTE_G3,NOTE_C4,NOTE_G3,
    NOTE_E4,NOTE_F4,NOTE_F4,NOTE_F4,NOTE_F4,NOTE_E4,NOTE_E4,NOTE_E4,
    NOTE_E4,NOTE_G4,NOTE_G4,NOTE_G4,NOTE_G4,NOTE_E4,NOTE_E4,NOTE_E4,*/

  NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_F4, NOTE_F4, NOTE_F4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_E4,
  NOTE_E4, NOTE_G4, NOTE_G4, NOTE_G4, NOTE_G4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_E4,
  NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_F4, NOTE_F4, NOTE_F4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_E4,
  NOTE_E4, NOTE_G4, NOTE_G4, NOTE_G4, NOTE_G4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_E4,
  NOTE_DS5, NOTE_D5, NOTE_B4, NOTE_A4, NOTE_B4,
  NOTE_E4, NOTE_G4, NOTE_DS5, NOTE_D5, NOTE_G4, NOTE_B4,
  NOTE_B4, NOTE_FS5, NOTE_F5, NOTE_B4, NOTE_D5, NOTE_AS5,
  NOTE_A5, NOTE_F5, NOTE_A5, NOTE_DS6, NOTE_D6, NO_SOUND
};

// длительность нот: 1 = вся нота, 2 = пол ноты, 4 = четверть ноты, 8 = восьмая часть ноты и тд.
int noteDurations[] = {
  /*8,8,2,8,8,2,16,8,16,8,8,
    2,4,2,4,2,4,2,4,2,4,2,4,2,4,2,4,
    8,16,16,8,4,8,8,8,
    8,16,16,8,4,8,8,8,*/
  8, 16, 16, 8, 4, 8, 8, 8,
  8, 16, 16, 8, 4, 8, 8, 8,
  8, 16, 16, 8, 4, 8, 8, 8,
  8, 16, 16, 8, 4, 8, 8, 8,
  8, 2, 8, 8, 1,
  8, 4, 8, 4, 8, 8,
  8, 8, 4, 8, 4, 8,
  4, 8, 4, 8, 3
};

int pace = 1450; // изменение темпа
void setup() {
  for (int Note = 0; Note < 54; Note++) { //счетчик нот (54 лимит массива)
    int duration = pace / noteDurations[Note];
    tone(3, melody[Note], duration); //играем ноту

    // чтобы различать ноты, нужно установить минимальную паузу между ними
    delay(duration * 1.2);
  }
}

void loop() {
  //чтобы повторить мелодию, нажмите кнопку сброса
}

#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