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オーディオモジュールとスピーカー

概要

このレッスンでは、Arduino Unoボードと一緒に使用されるオーディオモジュールとスピーカーについて学びます。これらのコンポーネントは、音楽玩具、DIYサウンドシステム、アラーム、さらには高度な楽器など、さまざまな電子アプリケーションで広く利用されています。Arduinoとオーディオモジュール、スピーカーを組み合わせることで、シンプルながら効果的なメロディープレーヤーを作成できます。

必要なコンポーネント

このプロジェクトには、以下のコンポーネントが必要です。

全セットを購入するのが便利です。こちらがリンクです：

名称

このキットのアイテム数

リンク

Elite Explorer Kit

300+

Elite Explorer Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

コンポーネント紹介

購入リンク

Arduino Uno R4 WiFi

-

ブレッドボード

購入

ジャンパーワイヤー

購入

抵抗器

購入

オーディオモジュールとスピーカー

-

配線図

これはモノラルアンプなので、ピン8をオーディオアンプモジュールのLまたはRピンに接続できます。

10K抵抗は、高周波ノイズを減少させ、オーディオボリュームを下げるために使用されます。DACとオーディオアンプの寄生容量とのRCローパスフィルタを形成します。このフィルタは高周波信号の振幅を減少させ、高周波ノイズを効果的に減少させます。したがって、10K抵抗を追加すると、音楽が柔らかく聞こえ、望ましくない高周波ノイズが排除されます。

../_images/17-audio_bb.png

回路図

../_images/17-audio_schematic.png

コード

注釈

  • ファイル 17-speaker.ino を elite-explorer-kit-main\basic_project\17-speaker のパスで直接開くことができます。

  • または、このコードをArduino IDEにコピーしてください。

pitches.h
/*****************
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 49
17-speaker.ino
 1/*
 2  This code plays a melody on a Audio Module and Speaker module connected to an Arduino Uno board. 
 3  The melody is played once in the setup() function and consists of eight notes with 
 4  different durations.
 5  
 6  Board: Arduino Uno R4
 7  Component: Audio Module and Speaker
 8*/
 9
10#include "pitches.h"
11
12const int speakerPin = 8;
13
14// notes in the melody:
15int melody[] = {
16  NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3, 0, NOTE_B3, NOTE_C4
17};
18
19// note durations: 4 = quarter note, 8 = eighth note, etc.:
20int noteDurations[] = {
21  4, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4
22};
23
24void setup() {
25  // iterate over the notes of the melody:
26  for (int thisNote = 0; thisNote < 8; thisNote++) {
27    // to calculate the note duration, take one second divided by the note type.
28    //e.g. quarter note = 1000 / 4, eighth note = 1000/8, etc.
29    int noteDuration = 1000 / noteDurations[thisNote];
30    tone(speakerPin, melody[thisNote], noteDuration);
31    // to distinguish the notes, set a minimum time between them.
32    // the note's duration + 30% seems to work well:
33    int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;
34    delay(pauseBetweenNotes);
35    // stop the tone playing:
36    noTone(speakerPin);
37  }
38}
39
40void loop() {
41  // no need to repeat the melody.
42}

コードをR4ボードにアップロードし終えると、7つの音符を含むメロディーが聞こえます。

コード解析

  1. pitchesライブラリのインクルード： このライブラリは、さまざまな音楽ノートの周波数値を提供し、コード内で音楽記譜法を使用できるようにします。

    注釈

    正常な動作を確保するために、 pitches.h ファイルをコードと同じディレクトリに配置してください。 pitches.h

    ../_images/16_passive_buzzer_piches.png 
    #include "pitches.h"

  2. 定数と配列の定義：

    • speakerPin は、スピーカーが接続されているArduinoのデジタルピンです。

    • melody[] は、演奏されるノートのシーケンスを格納する配列です。

    • noteDurations[] は、メロディーの各ノートの持続時間を格納する配列です。

    const int speakerPin = 8;
int melody[] = {
  NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3, 0, NOTE_B3, NOTE_C4
};
int noteDurations[] = {
  4, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4
};

  3. メロディーの演奏：

    • for ループはメロディーの各ノートを反復処理します。

    • tone() 関数は、特定の期間にわたってスピーカーでノートを再生します。

    • ノートを区別するために、ノート間に遅延が追加されます。

    • noTone() 関数は音を停止します。

    void setup() {
  for (int thisNote = 0; thisNote < 8; thisNote++) {
    int noteDuration = 1000 / noteDurations[thisNote];
    tone(speakerPin, melody[thisNote], noteDuration);
    int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;
    delay(pauseBetweenNotes);
    noTone(speakerPin);
  }
}

  4. 空のループ関数： メロディーはセットアップで一度だけ演奏されるため、ループ関数にはコードがありません。

  5. melody[] と noteDurations[] 配列のノートや持続時間を変更して、独自のメロディーを作成することをお試しください。興味があれば、さまざまな曲を演奏するためのArduinoコードを提供するGitHubリポジトリ（ robsoncouto/arduino-songs ）があります。そのアプローチはこのプロジェクトと異なるかもしれませんが、参考としてノートや持続時間を参照することができます。