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.. _1.2.2_py:
1.2.2 パッシブブザー
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はじめに
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このプロジェクトでは、パッシブブザーで音楽を演奏する方法について学びます。
必要な部品
------------------------------
このプロジェクトに必要なコンポーネントは以下の通りです。
.. image:: ../img/list_1.2.2.png
キット全体を購入するのも一つの手です。以下がそのリンクです：
.. list-table::
:widths: 20 20 20
:header-rows: 1
* - 名前
- このキットのアイテム
- リンク
* - Raphael Kit
- 337
- |link_Raphael_kit|
下記のリンクから各コンポーネントを個別に購入することも可能です。
.. list-table::
:widths: 30 20
:header-rows: 1
* - コンポーネントの紹介
- 購入リンク
* - :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|
回路図
-----------------
この実験では、パッシブブザー、PNPトランジスタ、および1kの抵抗を使用しています。
抵抗はトランジスタのベースとGPIOの間に配置され、トランジスタを保護します。
GPIO17に異なる周波数が供給されると、パッシブブザーはそれに応じて異なる音を出します。このようにして、ブザーが音楽を演奏します。
.. image:: ../img/image333.png
実験手順
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**ステップ1**: 回路を組み立てます。（パッシブブザーの背面は緑色の基板です。）
.. image:: ../img/image106.png
**ステップ2**: ディレクトリを変更します。
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/python/
**ステップ3**: 実行します。
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 1.2.2_PassiveBuzzer.py
コードが実行され、ブザーが曲を演奏します。
**コード**
.. note::
以下のコードは **修正/リセット/コピー/実行/停止** することができます。ただし、実行する前に、ソースコードのパス、たとえば ``raphael-kit/python`` に移動する必要があります。コードを修正した後は、その効果を直接確認することができます。
.. raw:: html
.. code-block:: python
import RPi.GPIO as GPIO
import time
Buzzer = 11
CL = [0, 131, 147, 165, 175, 196, 211, 248] # Frequency of Bass tone in C major
CM = [0, 262, 294, 330, 350, 393, 441, 495] # Frequency of Midrange tone in C major
CH = [0, 525, 589, 661, 700, 786, 882, 990] # Frequency of Treble tone in C major
song_1 = [ CM[3], CM[5], CM[6], CM[3], CM[2], CM[3], CM[5], CM[6], # Notes of song1
CH[1], CM[6], CM[5], CM[1], CM[3], CM[2], CM[2], CM[3],
CM[5], CM[2], CM[3], CM[3], CL[6], CL[6], CL[6], CM[1],
CM[2], CM[3], CM[2], CL[7], CL[6], CM[1], CL[5] ]
beat_1 = [ 1, 1, 3, 1, 1, 3, 1, 1, # Beats of song 1, 1 means 1/8 beat
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 ]
song_2 = [ CM[1], CM[1], CM[1], CL[5], CM[3], CM[3], CM[3], CM[1], # Notes of song2
CM[1], CM[3], CM[5], CM[5], CM[4], CM[3], CM[2], CM[2],
CM[3], CM[4], CM[4], CM[3], CM[2], CM[3], CM[1], CM[1],
CM[3], CM[2], CL[5], CL[7], CM[2], CM[1] ]
beat_2 = [ 1, 1, 2, 2, 1, 1, 2, 2, # Beats of song 2, 1 means 1/8 beat
1, 1, 2, 2, 1, 1, 3, 1,
1, 2, 2, 1, 1, 2, 2, 1,
1, 2, 2, 1, 1, 3 ]
def setup():
GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # Numbers GPIOs by physical location
GPIO.setup(Buzzer, GPIO.OUT) # Set pins' mode is output
global Buzz # Assign a global variable to replace GPIO.PWM
Buzz = GPIO.PWM(Buzzer, 440) # 440 is initial frequency.
Buzz.start(50) # Start Buzzer pin with 50% duty cycle
def loop():
while True:
print ('\n Playing song 1...')
for i in range(1, len(song_1)): # Play song 1
Buzz.ChangeFrequency(song_1[i]) # Change the frequency along the song note
time.sleep(beat_1[i] * 0.5) # delay a note for beat * 0.5s
time.sleep(1) # Wait a second for next song.
print ('\n\n Playing song 2...')
for i in range(1, len(song_2)): # Play song 1
Buzz.ChangeFrequency(song_2[i]) # Change the frequency along the song note
time.sleep(beat_2[i] * 0.5) # delay a note for beat * 0.5s
def destory():
Buzz.stop() # Stop the buzzer
GPIO.output(Buzzer, 1) # Set Buzzer pin to High
GPIO.cleanup() # Release resource
if __name__ == '__main__': # Program start from here
setup()
try:
loop()
except KeyboardInterrupt: # When 'Ctrl+C' is pressed, the program destroy() will be executed.
destory()
**コード説明**
.. code-block:: python
CL = [0, 131, 147, 165, 175, 196, 211, 248] # Frequency of Bass tone in C major
CM = [0, 262, 294, 330, 350, 393, 441, 495] # Frequency of Midrange tone in C major
CH = [0, 525, 589, 661, 700, 786, 882, 990] # Frequency of Treble tone in C major
これらは各音の周波数です。最初の0はCL[0]をスキップし、数字の1〜7が音のCDEFGABに対応するようにするためです。
.. code-block:: python
song_1 = [ CM[3], CM[5], CM[6], CM[3], CM[2], CM[3], CM[5], CM[6],
CH[1], CM[6], CM[5], CM[1], CM[3], CM[2], CM[2], CM[3],
CM[5], CM[2], CM[3], CM[3], CL[6], CL[6], CL[6], CM[1],
CM[2], CM[3], CM[2], CL[7], CL[6], CM[1], CL[5] ]
これらの配列は曲の音符です。
.. code-block:: python
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 ]
各音のビート（各数字）は、⅛ビート、つまり0.5秒を表します。
.. code-block:: python
Buzz = GPIO.PWM(Buzzer, 440)
Buzz.start(50)
ブザー ピンを PWM ピンとして定義し、その周波数を 440 に設定し、Buzz.start(50) を使用して PWM を実行します。 さらに、デューティ サイクルを 50% に設定します。
.. code-block:: python
for i in range(1, len(song_1)):
Buzz.ChangeFrequency(song_1[i])
time.sleep(beat_1[i] * 0.5)
for ループを実行すると、ブザーが配列 Song_1[] 内のノートを再生します。
Beat_1[] 配列のビートを使用して、 .
これで、音楽を再生しているパッシブブザーが聞こえるようになります。
現象の画像
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.. image:: ../img/image107.jpeg