注釈

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3.1 ブザーを鳴らそう！

このレッスンでは、Raspberry Pi Pico 2 を使用して ブザー を鳴らす方法を学びます。ブザーは LED と同様にデジタル出力デバイスであり、制御が非常に簡単です。今回は、 アクティブブザー を使用します。このブザーは信号を受け取るだけで音を発するため、複雑な周波数制御が不要です。

アクティブブザーとは？

アクティブブザー は内部に発振回路を持っており、信号を送るだけで音を鳴らせます。一方で パッシブブザー は、外部からの信号（周波数制御）が必要となります。

必要なもの

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。

すべて揃ったキットを購入すると便利です。リンクはこちら：

名称	キットに含まれるアイテム	リンク
Newton Lab Kit	450点以上	Newton Lab Kit

個別に購入する場合は、以下のリンクからどうぞ。

SN	コンポーネント	数量	リンク
1	Raspberry Pi Pico 2	1	購入
2	Micro USB ケーブル	1
3	ブレッドボード	1	購入
4	ジャンパーワイヤー	数本	購入
5	トランジスタ	1 (S8050)	購入
6	抵抗器	1 (1KΩ)	購入
7	アクティブブザー	1

回路図

sch_buzzer

この回路では、ブザーは S8050 NPN トランジスタを介して駆動されます。トランジスタは電流を増幅するため、Pico に直接接続するよりも大きな音を出すことができます。

動作の仕組み：

GP15 が HIGH を出力すると、トランジスタが ON になり、ブザーに電流が流れて音が鳴る。
1kΩ 抵抗 はトランジスタの保護のために使用。

配線図

必ず アクティブブザー を使用してください。アクティブブザーは底面が密閉されているのに対し、パッシブブザーは基板が露出しています。

コードの記述

注釈

3.1_beep.ino を newton-lab-kit/arduino/3.1_beep から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。
Raspberry Pi Pico 2 ボードを選択し、適切なポートを設定して「Upload」をクリックしてください。

const int buzzerPin = 15;  // トランジスタのベースに接続する GPIO ピン

void setup() {
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(buzzerPin, HIGH);  // ブザーを ON
  delay(1000);                    // 1秒間待機
  digitalWrite(buzzerPin, LOW);   // ブザーを OFF
  delay(1000);                    // 1秒間待機
}

コードをアップロードすると：

ブザーが 1 秒間鳴り、その後 1 秒間無音を繰り返します。
ブザーが鳴らない場合は、配線を確認し、アクティブブザーを使用していることを確認してください。

コードの解説

ブザーピンの定義

GPIO 15 を buzzerPin として定義し、トランジスタを介してブザーを制御します。
```
const int buzzerPin = 15;  // GPIO 15 をブザー制御ピンとして設定
```
ピンモードの設定

buzzerPin を出力モードに設定。
```
void setup() {
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
}
```
ブザーの制御 loop() 関数が繰り返し実行され、ブザーを 1 秒ごとに ON/OFF します。
- digitalWrite(buzzerPin, HIGH) → トランジスタを ON にし、ブザーが鳴る
- delay(1000) → 1 秒間待機
- digitalWrite(buzzerPin, LOW) → トランジスタを OFF にし、ブザーが止まる
```
void loop() {
  digitalWrite(buzzerPin, HIGH);  // ブザーを ON
  delay(1000);                    // 1秒間待機
  digitalWrite(buzzerPin, LOW);   // ブザーを OFF
  delay(1000);                    // 1秒間待機
}
```

さらなる応用

ビープ音の長さを変える
- delay() の値を変更することで、ブザーの ON/OFF の時間を調整可能。
- 短くしたり長くしたりして、さまざまな音のパターンを試してみましょう。
パターンを作成する
- loop() 関数内のタイミングを調整し、より複雑な音のパターンを作成。
- 例えば、モールス信号の SOS (・・・---・・・) を再現することもできます。
パッシブブザーを使用する
- パッシブブザーを使用し、 tone() 関数で異なる周波数の音を生成可能。
- ただし、パッシブブザーの場合は配線とコードの記述方法が異なる点に注意してください。

まとめ

このレッスンでは、 Raspberry Pi Pico とトランジスタを使用してアクティブブザーを鳴らす方法 を学びました。 GPIO ピンでトランジスタを制御することで、安全にブザーを ON/OFF でき、Pico の GPIO ピンに過負荷をかけることなく動作させることが可能です。この基本的な仕組みを応用すれば、より複雑なサウンドを作成したり、アラームや通知音、インタラクティブなプロジェクトに活用できます。