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.. _1.2.2_c_pi5:

1.2.2 Passiver Summer
==========================

Einführung
------------

In diesem Projekt werden wir lernen, wie man einen passiven Summer Musik spielen lässt.

Benötigte Komponenten
------------------------------

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten. 

.. image:: ../img/list_1.2.2.png

Es ist definitiv praktisch, ein gesamtes Set zu kaufen, hier ist der Link: 

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - Name
        - KOMPONENTEN IN DIESEM KIT
        - LINK
    *   - Raphael Kit
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Sie können diese auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - KOMPONENTENBESCHREIBUNG
        - KAUF-LINK

    *   - :ref:`cpn_gpio_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_Buzzer`
        - |link_passive_buzzer_buy|
    *   - :ref:`cpn_transistor`
        - |link_transistor_buy|

Schaltplan
-----------------

In diesem Experiment wird ein passiver Summer, ein PNP-Transistor und ein 1k-Widerstand verwendet. Der Widerstand liegt zwischen der Basis des Transistors und GPIO, um den Transistor zu schützen.

Wenn GPIO17 verschiedene Frequenzen zugewiesen bekommt, gibt der passive Summer unterschiedliche Töne aus; auf diese Weise spielt der Summer Musik.

.. image:: ../img/image333.png

Experimentelle Verfahren
----------------------------

**Schritt 1**: Schaltkreis aufbauen. (Der passive Summer hat eine grüne Platine auf der Rückseite.)

.. image:: ../img/image106.png

**Schritt 2**: Verzeichnis wechseln.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/c/1.2.2/

**Schritt 3**: Kompilieren.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 1.2.2_PassiveBuzzer.c -lwiringPi

**Schritt 4**: Ausführen.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Wenn der Code ausgeführt wird, spielt der Summer ein Musikstück.

.. note::

    Wenn es nach dem Ausführen nicht funktioniert oder die Fehlermeldung "wiringPi.h: No such file or directory" angezeigt wird, beachten Sie bitte :ref:`install_wiringpi_pi5`.

**Code**

.. code-block:: c

    #include <wiringPi.h>
    #include <softTone.h>
    #include <stdio.h>

    #define BuzPin    0

    #define  CL1  131
    #define  CL2  147
    #define  CL3  165
    #define  CL4  175
    #define  CL5  196
    #define  CL6  221
    #define  CL7  248

    #define  CM1  262
    #define  CM2  294
    #define  CM3  330
    #define  CM4  350
    #define  CM5  393
    #define  CM6  441
    #define  CM7  495

    #define  CH1  525
    #define  CH2  589
    #define  CH3  661
    #define  CH4  700
    #define  CH5  786
    #define  CH6  882
    #define  CH7  990

    int song_1[] = {CM3,CM5,CM6,CM3,CM2,CM3,CM5,CM6,CH1,CM6,CM5,CM1,CM3,CM2,
                    CM2,CM3,CM5,CM2,CM3,CM3,CL6,CL6,CL6,CM1,CM2,CM3,CM2,CL7,
                    CL6,CM1,CL5};

    int beat_1[] = {1,1,3,1,1,3,1,1,1,1,1,1,1,1,3,1,1,3,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,
                    1,1,1,1,1,1,3};


    int song_2[] = {CM1,CM1,CM1,CL5,CM3,CM3,CM3,CM1,CM1,CM3,CM5,CM5,CM4,CM3,CM2,
                    CM2,CM3,CM4,CM4,CM3,CM2,CM3,CM1,CM1,CM3,CM2,CL5,CL7,CM2,CM1
                    };

    int beat_2[] = {1,1,1,3,1,1,1,3,1,1,1,1,1,1,3,1,1,1,2,1,1,1,3,1,1,1,3,3,2,3};

    int main(void)
    {
        int i, j;
        if(wiringPiSetup() == -1){ //when initialize wiring failed,print message to screen
            printf("setup wiringPi failed !");
            return 1;
        }

        if(softToneCreate(BuzPin) == -1){
            printf("setup softTone failed !");
            return 1;
        }

        while(1){
            printf("music is being played...\n");

            for(i=0;i<sizeof(song_1)/4;i++){
                softToneWrite(BuzPin, song_1[i]);   
                delay(beat_1[i] * 500);
            }

            for(i=0;i<sizeof(song_2)/4;i++){
                softToneWrite(BuzPin, song_2[i]);   
                delay(beat_2[i] * 500);
            }   
        }

        return 0;
    }

**Code-Erklärung**

.. code-block:: c

    #define  CL1  131
    #define  CL2  147
    #define  CL3  165
    #define  CL4  175
    #define  CL5  196
    #define  CL6  221
    #define  CL7  248

    #define  CM1  262
    #define  CM2  294


Die Frequenzen jeder Note sind wie folgt dargestellt. CL steht für tiefe Noten, 
CM für mittlere Noten, CH für hohe Noten, 1-7 entsprechen den Noten C, D, E, F, G, A, B.

.. code-block:: c

    int song_1[] = {CM3,CM5,CM6,CM3,CM2,CM3,CM5,CM6,CH1,CM6,CM5,CM1,CM3,CM2,
                    CM2,CM3,CM5,CM2,CM3,CM3,CL6,CL6,CL6,CM1,CM2,CM3,CM2,CL7,
                    CL6,CM1,CL5};
    int beat_1[] = {1,1,3,1,1,3,1,1,1,1,1,1,1,1,3,1,1,3,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,
                    1,1,1,1,1,1,3};

Das Array ``song_1[]`` speichert eine Notenfolge eines Liedes, in dem ``beat_1[]`` 
den Takt jeder Note im Lied bezeichnet (0.5s für jeden Takt).

.. code-block:: c

    if(softToneCreate(BuzPin) == -1){
            printf("setup softTone failed !");
            return 1;
    }

Dies erstellt einen softwaregesteuerten Ton-Pin. Sie können jeden GPIO-Pin verwenden,
und die Pin-Nummerierung ist diejenige der ``wiringPiSetup()``-Funktion, die Sie 
verwendet haben. Der Rückgabewert ist 0 bei Erfolg. Alles andere und Sie sollten 
die globale errnovariable überprüfen, um herauszufinden, was schief gelaufen ist.

.. code-block:: c

    for(i=0;i<sizeof(song_1)/4;i++){
        softToneWrite(BuzPin, song_1[i]);   
        delay(beat_1[i] * 500);
    }

Verwenden Sie eine for-Anweisung, um song_1 abzuspielen.

In der Bedingung **i<sizeof(song_1)/4**\ ，wird „durch 4 teilen“ verwendet,
da das Array ``song_1[]`` ein Array des Datentyps Integer ist und jedes Element 
vier Bytes belegt.

Die Anzahl der Elemente in ``song_1`` (die Anzahl der Musiknoten) wird erhalten,
indem ``sizeof(song_1)`` durch 4 geteilt wird.

Um jede Note für beat \* 500ms abspielen zu lassen, wird die Funktion
``delay(beat_1[i] \* 500)`` aufgerufen.

Der Prototyp von ``softToneWrite(BuzPin, song_1[i])`` lautet:

.. code-block:: c

    void softToneWrite (int pin, int freq);

Dies aktualisiert den Tonfrequenzwert am gegebenen Pin. Der Ton 
hört nicht auf zu spielen, bis Sie die Frequenz auf 0 setzen.

Phänomen-Bild
------------------

.. image:: ../img/image107.jpeg