아두이노

 

푸시버튼을 이용하여 Piezo Speaker의 사운드를 제어하고자 한다. 푸시버튼을 눌러 동작시키고, 버튼을 놓으면 스프링의 힘으로 원래의 상태로 복귀하는 스위치로 누름버튼 스위치라고도 한다.

Piezo Speaker는 전기적 신호를 소리로 변환해주는 것이다. 즉, 전기신호를 압전소자의 기계적 움직임으로 떨림을 만들고 떨림이 소리가 되는 원리이다.

모든 피에조 경우 중심에는 압전소자가 있다. 압전소자는 압전 세라믹과 접착제로 함께 고정된 금속판으로 구성된다.

실습을 위해 piezo speaker는 디지털 핀 11번에 연결하고, 푸시버튼은 디지털 핀 8번에 연결한다. 220옴 저항을 사용한다.

(1) 회로도 구성

tone 함수

지정된 디지털 핀에서 HIGH 또는 LOW 값을 읽는다.

tone(pin, frequency)

tone(pin, frequency, duration)

pin : 톤을 생성하는 핀

frequency : 헤르쯔의 음조의 주파수

duration : 톤의 지속시간 (밀리초 단위)

(2) 소스 코딩

(3) 응용실습

톤을 조절하여 음계를 설정할 수 있고, 음약을 연주할 수 있다.

tone(11, 262, 500); // ‘도’음

tone(11, 294, 500); // ‘레’음

tone(11, 330, 500); // ‘미’음

학교종을 연주해보자

#define C 262 // 도

#define D 294 // 레

#define E 330 // 미

#define F 349 // 파

#define G 392 // 솔

#define A 440 // 라

#define B 494 // 시

int piezoPin = 13; // 부저의 ⊕극을 오렌지 보드 8번에 연결

int tempo = 200; // duration 옵션 값 설정

int notes[25] = { G, G, A, A, G, G, E, G, G, E, E, D, G, G, A, A, G, G, E, G, E, D, E, C };

void setup() {

  pinMode (piezoPin, OUTPUT);

} 

void loop() {

  for (int i = 0; i < 12; i++) {

    tone (piezoPin, notes[ i ], tempo);

    delay (300);

  }

  delay(100); // 멜로디 중간에 짧게 멈추는 용도

  for (int i = 12; i < 25; i++) {

    tone (piezoPin, notes[ i ], tempo);

    delay(300);

  }

}

특정 음에 해당되는 주파수를 일일이 숫자로 기입하는 것은 가독성 면에서 좋지 않으며 이를 개선하기 위해서 아두이노에서는 음의 주파수만을 모아놓은 “pitches.h”라는 헤더파일을 제공한다. 내용은 다음과 같다.

/*************************************************

 * 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

아두이노 개발 툴에서는 아래와 같이 include하면 바로 사용할 수 있다.

#include “pitches.h”

tinkercad에서는 pitches.h파일 제공하지 않으므로, 위의 코드를 맨위에 추가하고 아래 소스 코드를 입력한다.

#define melodyPin 13

unsigned long prevPlayTime = 0;

unsigned long playDuration = 0;

int currentMelody = 0;

 

//Mario main theme melody

int melodySize = 75;

int melody[] = {

  NOTE_E7, NOTE_E7, 0, NOTE_E7, 0, NOTE_C7, NOTE_E7, 0, NOTE_G7, 0, 0,  0, NOTE_G6, 0, 0, 0,

  NOTE_C7, 0, 0, NOTE_G6, 0, 0, NOTE_E6, 0, 0, NOTE_A6, 0, NOTE_B6, 0, NOTE_AS6, NOTE_A6, 0,

  NOTE_G6, NOTE_E7, NOTE_G7, NOTE_A7, 0, NOTE_F7, NOTE_G7, 0, NOTE_E7, 0,NOTE_C7, NOTE_D7, NOTE_B6, 0, 0,

  NOTE_C7, 0, 0, NOTE_G6, 0, 0, NOTE_E6, 0, 0, NOTE_A6, 0, NOTE_B6, 0, NOTE_AS6, NOTE_A6, 0,

  NOTE_G6, NOTE_E7, NOTE_G7, NOTE_A7, 0, NOTE_F7, NOTE_G7, 0, NOTE_E7, 0,NOTE_C7, NOTE_D7, NOTE_B6, 0, 0

};

//Mario main them tempo

int tempo[] = {

  12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12,

  12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12,

  9, 9, 9, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12,

  12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12,

  9, 9, 9, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12,

};

 

 

void sing() {

    if(millis() < prevPlayTime + playDuration) {

        // music is playing. do nothing

        return;

    }

    // stop the tone playing:

    noTone(8);

    

    if(currentMelody >= melodySize)

        currentMelody = 0;

    // to calculate the note duration, take one second

    // divided by the note type.

    //e.g. quarter note = 1000 / 4, eighth note = 1000/8, etc.

    int noteDuration = 1000/tempo[currentMelody];

 

    tone(melodyPin, melody[currentMelody], noteDuration);

    prevPlayTime = millis();

    playDuration = noteDuration * 1.30;

    

    currentMelody++;

}

 

void setup() {

        pinMode(melodyPin, OUTPUT);

}

 

void loop() {

        // Do what you want

        // play music

        sing();

}