3.2 カスタムトーン

前回のプロジェクトではアクティブブザーを使用しましたが、今回はパッシブブザーを使います。

アクティブブザーと同様に、パッシブブザーも電磁誘導の現象を利用して動作します。違いは、パッシブブザーには発振源がないため、直流信号を使ってもビープ音は鳴りません。 しかし、これによりパッシブブザーは自分の発振周波数を調整でき、「ド、レ、ミ、ファ、ソ、ラ、シ」といった異なる音符を出すことができます。

パッシブブザーにメロディを鳴らしてみましょう！

必要な部品

このプロジェクトでは、以下のコンポーネントが必要です。

一式を購入することは非常に便利です。こちらがリンクです:

名前

このキットのアイテム

リンク

ESP32 Starter Kit

320+

ESP32 Starter Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

コンポーネントの紹介

購入リンク

ESP32 WROOM 32E

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ESP32カメラ拡張ボード

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ブレッドボード

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ジャンパーワイヤ

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抵抗器

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ブザー

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トランジスタ

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利用可能なピン

このプロジェクトのESP32ボードで利用可能なピンのリストはこちらです。

利用可能なピン

IO13, IO12, IO14, IO27, IO26, IO25, IO33, IO32, IO15, IO2, IO0, IO4, IO5, IO18, IO19, IO21, IO22, IO23

回路図

../../_images/circuit_3.1_buzzer.png

IO14の出力がハイの場合、1Kの電流制限抵抗を経てS8050（NPNトランジスタ）が導通し、ブザーが鳴ります。

S8050（NPNトランジスタ）の役割は電流を増幅し、ブザーの音を大きくすることです。実際には、ブザーを直接IO14に接続することもできますが、ブザーの音が小さいことがわかるでしょう。

配線図

キットには2種類のブザーが含まれています。私たちはパッシブブザーを使用する必要があります。それらを回して、露出したPCBが私たちが必要とするものです。

../../_images/buzzer.png

ブザーの動作にはトランジスタが必要で、ここではS8050（NPNトランジスタ）を使用します。

../../_images/3.1_buzzer_bb.png

コード

注釈

  • esp32-starter-kit-main\c\codes\3.2_custom_tone のパスの下にある 3.2_custom_tone.ino ファイルを開きます。

  • ボード（ESP32 Dev Module）と適切なポートを選択した後、 アップロード ボタンをクリックします。

  • "Unknown COMxx"が常に表示されますか？

コードが正常にアップロードされると、パッシブブザーが7つの音符のシーケンスを演奏するのが聞こえます。

どのように動作するのか？

  1. ブザーピンとPWM解像度のための定数を定義します。

    const int buzzerPin = 14; //buzzer pin
const int resolution = 8;

  2. 7つの音階の周波数をHzで含む配列を定義します。

    int frequencies[] = {262, 294, 330, 349, 392, 440, 494};

  3. 指定した周波数を指定した期間、ブザーで鳴らすための関数を作成します。

    void playFrequency(int frequency, int duration) {
    ledcWriteTone(0, frequency); // Start the tone
    delay(duration); // Wait for the specified duration
    ledcWriteTone(0, 0); // Stop the buzzer
}

    • uint32_t ledcWriteTone(uint8_t chan, uint32_t freq);: この関数は、選択された周波数で50% PWM音をLEDCチャネルに設定するために使用されます。

      • chan LEDCチャネルの選択。

      • freq PWM信号の周波数の選択。

    この関数はチャネルの設定 frequency を返します。 0 が返された場合、エラーが発生しLEDCチャネルが設定されませんでした。

  4. setup() 関数内でPWMチャネルを設定し、ブザーピンをアタッチします。

    void setup() {
    ledcSetup(0, 2000, resolution); // Set up the PWM channel
    ledcAttachPin(buzzerPin, 0); // Attach the buzzer pin to the PWM channel
}

    • uint32_t ledcSetup(uint8_t channel, uint32_t freq, uint8_t resolution_bits);: この関数はLEDCチャネルの周波数と解像度を設定するために使用されます。LEDCチャネルに設定された周波数を返します。0が返された場合、エラーが発生しLEDCチャネルが設定されませんでした。

      • channel 設定するLEDCチャネルの選択。

      • freq PWMの周波数の選択。

      • resolution_bits LEDCチャネルの解像度を選択。範囲は1-14ビット（ESP32の場合は1-20ビット）。

    • void ledcAttachPin(uint8_t pin, uint8_t chan);: この関数はピンをLEDCチャネルにアタッチするために使用されます。

      • pin GPIOピンの選択。

      • chan LEDCチャネルの選択。

  5. loop() 関数内で、各音符の間に短い休止を置き、シーケンスを繰り返す前に1秒間の休止を置いて、7つの音階を順に鳴らします。

    void loop() {
    for (int i = 0; i < 7; i++) {
        playFrequency(frequencies[i], 300); // Play each note for 300ms
        delay(50); // Add a brief pause between the notes
    }
    delay(1000); // Wait for 1 second before replaying the sequence
    }