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3.2 Eigene Melodien mit einem passiven Summer spielen

In dieser Lektion lernen wir, wie man einen passiven Summer mit dem Raspberry Pi Pico 2 W verwendet, um verschiedene Töne und sogar einfache Melodien zu spielen! Im Gegensatz zu einem aktiven Summer benötigt ein passiver Summer ein sich änderndes elektrisches Signal, um Töne zu erzeugen, was bedeutet, dass wir die Tonhöhe des Sounds durch Ändern der Signalfrequenz steuern können.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name

ARTIKEL IN DIESEM KIT

KAUF-LINK

Pico 2 W Starter Kit

450+

Pico 2 W Kit

Sie können sie auch separat über die untenstehenden Links kaufen.

SN

KOMPONENTENEINFÜHRUNG

MENGE

KAUF-LINK

1

Einführung in den Pico 2 W

1

2

Micro USB-Kabel

1

3

Breadboard

1

KAUFEN

4

Jumper-Kabel

Mehrere

KAUFEN

5

Transistor

1(S8050)

KAUFEN

6

Widerstand

1(1KΩ)

KAUFEN

7

Passive Buzzer

1

KAUFEN

Verständnis des passiven Summers

Ein passiver Summer funktioniert wie ein kleiner Lautsprecher. Er erzeugt keinen Ton von selbst; stattdessen benötigt er ein oszillierendes Signal, um Geräusche zu machen. Indem wir Signale verschiedener Frequenzen bereitstellen, können wir den Summer dazu bringen, unterschiedliche Tonhöhen zu erzeugen, was uns ermöglicht, Noten und Melodien zu spielen.

img_buzzer

Schaltplan

sch_buzzer

In diesem Schaltkreis wird der passive Summer über einen Transistor (S8050 NPN) mit Strom versorgt. Der Transistor verstärkt den Strom, was den Summer lauter klingen lässt, als wäre er direkt mit dem Pico verbunden.

Hier ist, was passiert:

  • GP15 gibt ein hohes Signal aus, um den Transistor zu steuern.

  • Wenn der Transistor aktiviert ist, ermöglicht er den Stromfluss durch den Summer, was ihn piepen lässt.

Ein 1kΩ Widerstand wird verwendet, um den Strom zu begrenzen und den Transistor zu schützen.

Verdrahtung

img_buzzer

Stellen Sie sicher, dass Sie den passiven Summer verwenden. Sie können erkennen, dass es der richtige ist, wenn Sie die freiliegende PCB sehen (im Gegensatz zur versiegelten Rückseite, die ein aktiver Summer ist).

wiring_buzzer

Code schreiben

Bemerkung

  • Sie können die Datei 3.2_custom_tone.ino im Pfad pico-2w-kit-main/arduino/3.2_custom_tone öffnen.

  • Oder kopieren Sie diesen Code in die Arduino IDE.

  • Vergessen Sie nicht, das Board (Raspberry Pi Pico) und den richtigen Port auszuwählen, bevor Sie auf den Upload-Button klicken.

const int buzzerPin = 15;  // GPIO-Pin, der mit der Basis des Transistors verbunden ist

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

void loop() {
  // Spielt einen Ton mit 440 Hz (A4-Note) für 1 Sekunde
  tone(buzzerPin, 440, 1000);
  delay(1000);  // Warte, bis der Ton beendet ist
  // Warte 1 Sekunde, bevor erneut gespielt wird
  delay(1000);
}

Der Code spielt einen Ton von 440 Hz (Standard-A-Note) für 1 Sekunde, wartet 1 Sekunde und wiederholt sich dann.

  • tone(pin, frequency, duration):

    • pin: Der GPIO-Pin, der mit dem Summer verbunden ist (über den Transistor).

    • frequency: Die Frequenz des Tons in Hertz (Hz). Höhere Frequenzen erzeugen höhere Tonhöhen.

    • duration (optional): Die Dauer, in der der Ton in Millisekunden gespielt wird.

Eine Melodie spielen

Erweitern wir den Code, um eine einfache Melodie zu spielen, indem wir die Noten und ihre entsprechenden Frequenzen definieren.

  • Ein Array melody[] hält die Sequenz der zu spielenden Noten.

  • Ein Array noteDurations[] definiert die Dauer jeder Note. Eine Dauer von 4 repräsentiert eine Viertelnote.

  • Die for-Schleife iteriert durch jede Note in der Melodie.

    • Berechnet die Notendauer in Millisekunden.

    • Verwendet tone() zum Spielen jeder Note.

    • Verwendet delay() zum Pausieren zwischen den Noten.

    • Ruft noTone() auf, um den Ton zu stoppen, bevor zur nächsten Note übergegangen wird.

// Definiere den Summer-Pin
const int buzzerPin = 15;

// Definiere Notenfrequenzen
#define NOTE_C4  262
#define NOTE_D4  294
#define NOTE_E4  330
#define NOTE_F4  349
#define NOTE_G4  392
#define NOTE_A4  440
#define NOTE_B4  494
#define NOTE_C5  523

// Melodienoten
int melody[] = {
  NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_E4, NOTE_F4,
  NOTE_G4, NOTE_A4, NOTE_B4, NOTE_C5
};

// Notendauern: 4 = Viertelnote, 8 = Achtelnote usw.
int noteDurations[] = {
  4, 4, 4, 4,
  4, 4, 4, 4
};

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

void loop() {
  // Iteriere über die Noten der Melodie
  for (int thisNote = 0; thisNote < 8; thisNote++) {
    int noteDuration = 1000 / noteDurations[thisNote];
    tone(buzzerPin, melody[thisNote], noteDuration);
    // Pause zwischen den Noten
    int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;
    delay(pauseBetweenNotes);
    // Stoppe den Ton
    noTone(buzzerPin);
  }
  // Füge eine Verzögerung hinzu, bevor die Melodie wiederholt wird
  delay(2000);
}

Nach dem Hochladen des Codes sollten Sie den Summer die Melodie spielen hören. Wenn der Ton zu leise ist, stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen sicher sind. Denken Sie daran, dass passive Summer möglicherweise keine sehr lauten Töne erzeugen.

Mehr erfahren

  • Eigene Melodien erstellen:

    Sie können eigene Melodien erstellen, indem Sie die Arrays melody[] und noteDurations[] ändern.

  • Verwendung der pitches.h-Bibliothek:

    Zur Vereinfachung können Sie eine Bibliotheksdatei pitches.h einschließen, die Definitionen für viele Noten enthält. Erstellen Sie eine Datei namens pitches.h und fügen Sie sie in Ihr Skizzenbuch ein.

    #include "pitches.h"

Weitere Erkundungen

  • Ein Lied komponieren:

    Versuchen Sie, Ihr eigenes Lied zu komponieren, indem Sie eine neue Sequenz von Noten und Dauern definieren.

  • Interaktive Musik:

    Fügen Sie Tasten oder Sensoren hinzu, um die Wiedergabe der Melodie zu steuern.

  • Visuelles Feedback:

    Integrieren Sie LEDs, die im Takt der gespielten Noten leuchten.

Schlussfolgerung

In dieser Lektion haben Sie gelernt, wie man einen passiven Summer mit dem Raspberry Pi Pico verwendet, um unterschiedliche Töne und Melodien zu spielen. Indem Sie die Frequenz des an den Summer gesendeten Signals steuern, können Sie verschiedene Tonhöhen erzeugen und Musik in Ihren Projekten erstellen.