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用します。

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振動源がないため、直流信号を使っても音を出さない点です。しかし、これによりパッシブブザーは自分自身の振動周波数を調整し、"ド、レ、ミ、ファ、ソ、ラ、シ"などの異なる音を出すことができます。

パッシブブザーでメロディを鳴らしましょう！

ブザー

必要な部品

このプロジェクトで必要な部品は以下の通りです。

全体のキットを購入すると非常に便利です。リンクはこちら：

名前	このキットに含まれるアイテム	リンク
ケプラーキット	450+	Kepler Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

SN	部品	数量	リンク
1	Raspberry Pi Pico W	1	BUY
2	マイクロUSBケーブル	1
3	ブレッドボード	1	BUY
4	ジャンパーワイヤー	数本	BUY
5	トランジスタ	1(S8050)	BUY
6	抵抗器	1(1KΩ)	BUY
7	パッシブブザー	1	BUY

回路図

sch_buzzer

GP15出力が高い場合、1Kの電流制限抵抗を経て（トランジスタを保護するため）、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、電流を増幅してブザーの音を大きくすることです。実際、GP15に直接ブザーを接続することもできますが、ブザーの音が小さくなることに気づくでしょう。

配線

キットには2つのブザーが含まれていますが、ここではパッシブブザー（背面に露出したPCBがあるもの）を使用します。

ブザーはトランジスタが必要なため、ここではS8050を使用します。

コード

注釈

kepler-kit-main/micropython のパス下にある 3.2_custom_tone.py ファイルを開くか、このコードをThonnyにコピーして、"Run Current Script"をクリックするか、単にF5キーを押して実行します。
右下隅の"MicroPython（Raspberry Pi Pico）"インタープリターをクリックするのを忘れないでください。
詳細なチュートリアルは、コードを直接開いて実行するを参照してください。

import machine
import utime

buzzer = machine.PWM(machine.Pin(15))

def tone(pin, frequency, duration):
    pin.freq(frequency)
    pin.duty_u16(30000)
    utime.sleep_ms(duration)
    pin.duty_u16(0)

tone(buzzer, 440, 250)
utime.sleep_ms(500)
tone(buzzer, 494, 250)
utime.sleep_ms(500)
tone(buzzer, 523, 250)

動作原理

パッシブブザーにデジタル信号が与えられると、振動板を押し続けるだけで音は発生しません。

したがって、 tone() 関数を使用して、PWM信号を生成し、パッシブブザーに音を出させます。

この関数には3つのパラメーターがあります：

pin 、ブザーを制御するGPIOピン。
frequency 、ブザーの音程は周波数で決まり、周波数が高いほど音程も高くなります。
duration 、音の持続時間。

duty_u16() 関数を使用して、デューティーサイクルを30000（約50%）に設定します。他の数値でも構いませんが、振動させるためには不連続な電気信号を生成する必要があります。

詳細

ピアノの基本周波数に従って特定の音をシミュレートし、完全な楽曲を演奏することができます。

Piano key frequencies - Wikipedia

注釈

kepler-kit-main/micropython のパス下にある 3.2_custom_tone_2.py ファイルを開くか、このコードをThonnyにコピーして、"Run Current Script"をクリックするか、単にF5キーを押して実行します。
右下隅の"MicroPython（Raspberry Pi Pico）"インタープリターをクリックするのを忘れないでください。
詳細なチュートリアルは、コードを直接開いて実行するを参照してください。

import machine
import utime

NOTE_C4 = 262
NOTE_G3 = 196
NOTE_A3 = 220
NOTE_B3 = 247

melody = [NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3, NOTE_B3, NOTE_C4]

buzzer = machine.PWM(machine.Pin(15))

def tone(pin, frequency, duration):
    pin.freq(frequency)
    pin.duty_u16(30000)
    utime.sleep_ms(duration)
    pin.duty_u16(0)

for note in melody:
    tone(buzzer, note, 250)
    utime.sleep_ms(150)