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1.2.2 受動ブザー

はじめに

このプロジェクトでは、受動ブザーで音楽を再生する方法を学びます。

必要な部品

このプロジェクトでは、以下の部品が必要です。

../_images/list_1.2.2.png

全体のキットを購入するのは非常に便利です。以下がリンクです：

名前

このキットのアイテム

リンク

Raphael Kit

337

Raphael Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

コンポーネントの紹介

購入リンク

GPIO拡張ボード

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ブレッドボード

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ジャンパーワイヤー

購入

抵抗器

購入

ブザー

購入

トランジスタ

購入

回路図

この実験では、受動ブザー、PNPトランジスタ、トランジスタのベースとGPIO間の1kの抵抗が使用されます。トランジスタを保護するためのものです。

GPIO17に異なる周波数が与えられると、受動ブザーは異なる音を出します。この方法で、ブザーは音楽を再生します。

../_images/image333.png

実験手順

ステップ1: 回路を組み立てます。（背面が緑の基板の受動ブザーを使用します。）

../_images/image106.png

ステップ2: ディレクトリを変更します。

cd ~/raphael-kit/c/1.2.2/

ステップ3: コードをコンパイルします。

gcc 1.2.2_PassiveBuzzer.c -lwiringPi

ステップ4: 実行します。

sudo ./a.out

コードが実行されると、ブザーは音楽の一部を再生します。

注釈

実行後に動作しないか、エラーメッセージ「wiringPi.h: No such file or directory」が表示される場合、 WiringPiのインストールと確認 を参照してください。

コード

#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;
}

コード説明

#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

各音符の周波数は以下の通りです。CLは低音を、CMは中音を、CHは高音を示し、1-7はそれぞれの音符C、D、E、F、G、A、Bに対応します。

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};

song_1[] 配列は、曲の楽譜を格納し、 beat_1[] は曲の各音符の拍子を示します（各拍子は0.5秒です）。

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

これはソフトウェアで制御される音のピンを作成します。任意のGPIOピンを使用でき、ピン番号は使用した wiringPiSetup() 関数のものになります。戻り値が0なら成功です。それ以外の場合、何が間違っているかを調べるためにグローバルなerrnovariableをチェックする必要があります。

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

for文を使用してsong_1を再生します。

判定条件の i<sizeof(song_1)/4 では、「4で割る」は song_1[] が整数型のデータタイプの配列であり、各要素が4バイトを占有しているため使用されます。

song_1 の要素数（音楽ノートの数）は、 sizeof(song_1) を4で割ることで得られます。

各音符を拍子 * 500msで再生するために、関数 delay(beat_1[i] * 500) が呼び出されます。

softToneWrite(BuzPin, song_1[i]) のプロトタイプは：

void softToneWrite (int pin, int freq);

これは指定されたピンの音の周波数値を更新します。周波数を0に設定するまで音は再生を停止しません。

現象の画像

../_images/image107.jpeg