Пианино Arduino в этом проекте мы будем использовать несколько мгновенных кнопок и пьезодинамик для создания простого пианино. Необходимые части

В этом проекте мы будем использовать несколько мгновенных кнопок и пьезодинамик для создания простого пианино.

• 
  Arduino Uno
  
• 
  Макетная плата
  
• 
  Соединительные провода
  
• 
  Пьезоизлучатель
  
• 
  8 кнопок
  
• 
  8 1кОм резисторов
  

Каждая кнопка в нашем проекте (рис. 5-1) подключена к контакту Arduino, и при нажатии кнопки пьезоизлучатель издаст одну из восьми нот.

При нажатии кнопка замыкает цепь, включая ее. Как только кнопка будет отпущена, соединение отскочит и разорвет эту цепь, отключив ее. Кнопочный переключатель также известен как мгновенный или нормально разомкнутый переключатель и используется, например, в компьютерных клавиатурах. Это отличается от тумблера, который остается либо включенным, либо выключенным, пока вы не переключите его в другое положение, например, выключатель света.

В пианино Arduino используется пьезоизлучатель, показанный на рис. 5-3, для создания частот, напоминающих узнаваемые ноты. Пьезозвуковые оповещатели, или просто пьезоэлементы для краткости, — это недорогие зуммеры, часто используемые в маленьких игрушках. Пьезоэлемент без пластикового корпуса выглядит как золотой металлический диск с подключенными положительным (обычно красным) и отрицательным (обычно черным) проводами. Пьезо способен только издавать щелкающий звук, который мы создаем, подавая напряжение.

Мы можем делать узнаваемые ноты, заставляя пьезоэлемент щелкать сотни раз в секунду на определенной частоте, поэтому сначала нам нужно знать частоту различных тонов, которые нам нужны. В Таблице 5-1 показаны ноты и соответствующие им частоты. Период — это продолжительность цикла в микросекундах, при которой создается частота. Например, чтобы получить ноту C (261 Гц), нам нужно, чтобы пьезоэлектрический процессор работал с периодом 3,830 микросекунд. Мы уменьшаем период вдвое, чтобы получить значение timeHigh, которое используется в коде для создания заметки. (Тон вызван тем, что пьезоэлемент включается и выключается очень быстро, поэтому время, в течение которого пьезоэлемент включен или HIGH, составляет половину периода.)

Таблица 5-1: Музыкальные ноты и частоты, используемые в коде

1. 
   Вставьте кнопки в макетную плату так, чтобы штифты располагались по центру разлома макетной платы.
   
2. 
   Глядя на лицевую сторону макетной платы, пронумеруйте кнопки 1-8 слева направо. Подключите верхний левый вывод (A) кнопки 1 к выводу 2 Arduino с помощью соединительного провода. Подключите верхние левые контакты других кнопок к Arduino, как показано ниже.
   

3. 
   Вставьте резистор 1 кОм в макетную плату на одной линии с верхним левым выводом первой кнопки, как показано на рисунке 5-4, и подсоедините другую сторону резистора к шине GND макетной платы. Повторите это для других кнопок. Резистор переводит переключатель в положение GND, когда кнопка не нажата, чтобы сообщить Arduino, что он не находится в положительном состоянии; когда кнопка нажата, при положительном питании звучит соответствующая нота.
   

4. 
   Подсоедините верхний правый вывод (B) каждой из кнопок к положительной шине питания макетной платы с помощью соединительного провода..
   
5. 
   Подсоедините красный провод пьезоэлемента к контакту 13 Arduino, а его черный провод - к шине GND макетной платы, затем подсоедините шину питания к GND и +5V на Arduino..
   
6. 
   Убедитесь, что ваша настройка соответствует принципиальной схеме на рисунке 5-5, а затем загрузите эскиз.
   

Сначала на скетче определяется вывод, к которому подключается пьезозвук, и выводы для кнопок. Для каждой кнопки определяется значение, и в соответствии с этим значением присваивается звуковой сигнал. Кнопки задаются в качестве входных сигналов, а пьезозвук - в качестве выходного. Цикл loop проверяет каждую кнопку, воспроизводя соответствующий звуковой сигнал до тех пор, пока кнопка удерживается нажатой. Одновременно можно воспроизводить только одну ноту, потому что для каждой ноты требуется повторение цикла, поэтому, когда кнопка отпущена, пьезозвук прекращает воспроизведение сигнала и цикл начинается заново.

int speakerPin = 13; // Piezo defined as pin 13

Код компилируется, но некоторые или все кнопки не выдают звуковой сигнал:

• 
  Если пьезоанализатор вообще не издает шума, проверьте, что красный провод пьезоанализатора подключен к контакту 13, а его черный провод - к GND на макетной плате. Убедитесь, что вы подключили GND на Arduino к правильной шине питания макетной платы и что к Arduino подключено питание.
  
• 
  Если звук издают только некоторые кнопки, перепроверьте проводку на предмет бесшумных кнопок. Легко сместить соединительные провода на макетной плате так, чтобы они фактически не выстраивались в ряд с выводами кнопок.
  
• 
  Если у вас все еще есть проблема, попробуйте заменить неисправную кнопку на ту, которая, как вы знаете, работает; если это решит вашу проблему, возможно, ваша оригинальная кнопка была неисправна.