Arduino. Как сделать мелодию для двух и более пьезоизлучателей?

Question

[intTosha]

Доброго времени суток. Хочу написать простенькую мелодию для платы arduino. Так сказать вливаюсь в музыкальную сферу со стороны программирования). Но так как любое музыкальное произведение не может существовать без гармонии, мне не достаточно одного пьезоизлучателя. Встает вопрос о использовании нескольких зуммеров. Опять встает "но".. Оператор tone() может воспроизводить только один источник звука, второй зуммер просто ничего не играет. В данном случае, например, будет воспроизведен только звук с выходом на 3 pin, стоящий раньше в коде, на частоте 500 Герц, второй же звук на 7 pin, воспроизведен не будет.

tone(3,500,150);
tone(7,300,500);
delay(700);

Прошу вашей помощи, ибо сам разобраться не в состоянии.

Answer 1

[Александр Гусев]

"Воспроизводиться одновременно может только один сигнал. Если сигнал уже воспроизводится на одном порту, то вызов Tone() с номером другого порта в качестве параметра ни к чему не приведет, если же Tone() будет вызвана с тем же номером порта, то будет установлена новая частота сигнала."

Походу средствами Arduino никак.

"Генерирует на порту вход/выхода сигнал — прямоугольную "волну", заданной частоты и с 50% рабочим циклом. Длительность может быть задана параметром, в противном случае сигнал генерируется пока не будет вызвана функция noTone(). К порту вход/выхода может быть подключен к пьезо или другой динамик для воспроизведения сигнала.
Использование функции Tone() помешает использовать ШИМ на портах вход/выхода 3 и 11 (кроме платы Arduino Mega)."

Из этого следует, что реализован он на таймере.
А таймеров на Уне 3шт, на меге 4шт, если не ошибаюсь. Нулевой затронет задержку (delay), его лучше не трогать.

Так что вам надо идти к тем, кто программирует Atmel'ы, а не ардуины и спросить, как сделать меандр на x Герц на Си/Ассемблере на несколько пинов с разной частотой.

Либо если функционал минимален, попробовать просто включать выключать порт с задержками в миллисекунды, впихнуть в это функцию и радоваться жизни. Но это будет сильно нагружать МК, если делать в лоб.

Ну или найти что-то, что будет генерировать меандр заданной частоты и управляться от МК.

Comments

[intTosha]

Либо если функционал минимален, попробовать просто включать выключать порт с задержками в миллисекунды, впихнуть в это функцию и радоваться жизни. Но это будет сильно нагружать МК, если делать в лоб.

Как это? как выключить порт с задержками в миллисекунды? Дело в том что я новичок, и многих вещей еще не понимаю. Понял, в какой то мере, о чем вы, но не понял как мне это реализовать.

Еще... Есть не один пример на ютубе где ардуино программируют аж на 6 флоппи дисков. Я так понимаю что без использования оператора tone(). Так неужели для пьезозуммера или динамика нельзя сделать что то подобное? То есть подавать разное напряжение на зуммер?
Я может вызову своим вопросом человека крайне неосведомленного, но все же :)

[intTosha]

Например сделать что то вроде этого:

analogWrite(6,50);
delay(1);
analogWrite(6,0);
delay(2);

Изменяя параметры delay() получаются разные тона. Но это по моему как лезть рукой в унитаз, очень нудная и грязная работа.

Звук ужасный конечно от этого способа. Все в общем то было бы нормально, если бы в delay() можно было бы устанавливать не целые числа: 0.001 например..

[Александр Гусев]

1. попробуй настроить пин на цифровой вывод;
2. переведи пин в высокий уровень;
3. делаешь задержку:
delay() - в миллисек
или
delayMicroseconds() - в микросек;
4. переведи пин в низкий уровень;
5. такая же задержка;

Изменяя задержку, изменишь и частоту, следовательно и звук.

[Александр Гусев]

intTosha: по поводу флопиков, например: geektimes.ru/post/257418
Из подобных статей можете выявить, как оно устроено.)

[Александр Гусев]

intTosha: во первых аналогврайт это ШИМ ардуины, который работает жестко на одной частоте (около 490 Гц, для всех ШИМ выводов, кроме тех, которые на нулевом таймере)

[Александр Гусев]

intTosha: а во вторых 50% заполнение будет равно 255/2, ну 127, грубо, но это на одной частоте!

[intTosha]

Александр Гусев: думал что аналоговрайт можно добиться разного тона. В общем просто провел эксперимент, так как не электрик, не знал что уровнем напряжения нельзя управлять частотой звука :) Изучив характер волны от пьезоизлучателя, а именно прямоугольная волна, понял что нужного тона можно добиться изменяя длину высокого и низкого уровня сигналов. Потом еще раз убедился в этом, благодаря вам. Благодарю за наставления, мне кажется должно получится :)

[intTosha]

Александр Гусев: Попробовал. подключил один пьезозуммер, сделал мелодию, хоть и бился долго. Получился примерно такой код для одной ноты:

for(int i = 0;i <= 100;i){
digitalWrite(6,1);
delayMicroseconds(732);
digitalWrite(6,0);
delayMicroseconds(732);
  i+=1;
  }

Когда прописываю вторую ноту получается вот что:

for(int i = 0;i <= 100;i){
digitalWrite(6,1);
delayMicroseconds(732);
digitalWrite(9,1);
delayMicroseconds(1329);
digitalWrite(6,0);
delayMicroseconds(732);
digitalWrite(9,0);
delayMicroseconds(1329);
  i+=1;
  }

Может что то не так делаю.. Но при добавлении второй ноты, тон первой ноты существенно изменяется.
Наверно поэтому tone() не работает для двух пьезоизлучателей)

[Александр Гусев]

intTosha: да, программа выполняется последовательно.
Один пин включили, ожидание, второй пин включили, опять ожидание.
в итоге шестой выключится через 732+1329мкс.

Если несколько пинов.
можно попробовать через if'ы сделать
функцией millis() или micros() получать значение времени
а в цикле проверять их и управлять пинами.

for(........)
{
//если остаток от деления мкс более 500 включить пин, иначе вырубить
if((micros() % 1000) >500) digitalWrite(6,1);
else digitalWrite(6,0);
if((micros() % 700) >350) digitalWrite(9,1);
else digitalWrite(9,0);
}
и в том же духе.
Можно такой блок с ifом запихнуть функцию для удобства.
micros() переполняется примерно через 70 мин, но т.к. мы используем остаток от деления, то вообще пофиг)

[Александр Гусев]

соответственно то, на что делим после знака % задаст частоту переключения

[Александр Гусев]

intTosha: для более низких частот millis()

[Александр Гусев]

Александр Гусев: по хорошему это надо реализовать на таймерах с прерываниями, и не надо будет крутить ничего в циклах.

[intTosha]

Александр Гусев:
Вроде бы что то получилось, но звук как от флоппи диска :D Может опять что то не так сделал))

Но работают оба пьезоизлучателя на нужной частоте, вы гений! :))

[intTosha]

Александр Гусев: У меня ощущение что я изнасиловал свой Arduino, когда я слышу этот звук :D Но по сути все работает))

[Александр Гусев]

intTosha: На звук влияет частота. попробуйте millis() впихивать.
По хорошему надо подрубить осцилограф/логический анализатор и смотреть выходы.
Причем для более прямоугольного варианта
if((millis() % 4) >2)
где второе число (2) в два раза меньше того, с чем сравниваем.
как вариант сделать функцию
void ms_tone(int value, int pin_numb)
{
if((millis() % value) >(value/2))
digitalWrite(pin_numb,1);
else digitalWrite(pin_numb,0);
}

и

void us_tone(int value, int pin_numb)
{
if((micros() % value) >(value/2))
digitalWrite(pin_numb,1);
else digitalWrite(pin_numb,0);
}

и вызывать в цикле в виде us_tone(500,5);
т.е. в диапазоне 500мкс будет генерировать меандр (менее 250 один уровень, иначе другой). Это, наверное будет около 2кГц (1/период)+погрешности быстродействия дуньки.
При желании переделать так, что бы оно задавалось уже в Герцах :)

[Александр Гусев]

intTosha: Ради интереса сравните этот вариант с тем, что выдаст tone на этой частоте.

[intTosha]

Александр Гусев: Да, все получилось. И стало намного удобнее Но звук всеравно скрипучий.us_tone(500,6) играет на частоте 2000 Гц. Но не понимаю почему так хрипит пьезозуммер.

[intTosha]

Александр Гусев: Сейчас попробую сделать чтобы можно было задавать в Гц

[Александр Гусев]

intTosha: а на более низких частотах и сравните с тем, что от ф-ции tone
Допустим 2000 для этой ф-ции (500Гц) и сравнить с tone(500....)

[intTosha]

void us_tone(int value, int pin_numb)
{
int FX;
int GX;
GX = 1000/value;
FX = 1000*GX;
if((micros() % FX) >(FX/1.1))
digitalWrite(pin_numb,1);
else digitalWrite(pin_numb,0);
}

в итоге, когда пишу:

for(int i = 0;i<=4000;i++){
us_tone(500,6);
}

то из шестого пина идет звук частотой 500 Гц. Как если бы я использовал функцию tone(). Так же это работает с частотами 250, 1000, 125 и вообще со всеми частотами у которых нет остатка при делении :1000/value
.
Но есть одна проблема: если я напишу us_tone(180,6); то на выходе будет ненужная мне часта. Видимо это из за того что в переменной FX число получается не целое.

[intTosha]

Александр Гусев:

"а на более низких частотах и сравните с тем, что от ф-ции tone
Допустим 2000 для этой ф-ции (500Гц) и сравнить с tone(500....)"

Все равно немного скрипит, но в общем то, это не страшно

[Александр Гусев]

там целочисленное деление, вопрос почему делите на 1,1, а не на 2? О_о

И на очень быстром переключении ардуина может не успеть обработать команду и пойдет следующий цикл времени.

[intTosha]

Александр Гусев:
"вопрос почему делите на 1,1, а не на 2? О_о"
Методом научного тыка, выяснил что скрипа становится меньше? либо мне показалось... Сейчас верну обратно :)

А есть операторы для деления с остатком? Простите, я наверное уже надоел)

[Александр Гусев]

intTosha: для деления с остатком в одном из операндов должна быть точка и результат должен быть возможен в вещественном типе.
например 100/2.0 это вещественное, а 100/2 целочисленное :)

И да, это существенно затормозит работу МК

[Александр Гусев]

intTosha: А скрип, насколько я помню зависит от частот.
Если запустить tone от 0 и в плюс, то можно заметить, как на некоторых просто противный писк, а не некоторых частотах хрип.

[intTosha]

Александр Гусев: Не получилось, если прописать в us_tone(180.0, 9); то звук не изменится.

Нет, все же скрип остался, на любой частоте. Функция tone() воспроизводит меандр чище. Но это не так важно, скрип не существенный)

[Александр Гусев]

intTosha: там скорее всего просто далеко не меандр, но главное хоть как-то работает. :)
и советую вообще забыть про операции с точкой на ардуине)))))

[intTosha]

Александр Гусев: Да, наверное)) Вообще, спасибо, многое узнал.
Да, работает, это радует)) Благодарю за ценные советы)

[intTosha]

Александр Гусев: А что если попробовать использовать функцию tone() со сдвиговым регистром? Или не получится на разные ножки отвести разную частоту имитации звука?

[Александр Гусев]

intTosha: можно поэкспериментировать, но врядли выйдет.
Хотя можно сделать так
отправлять на регистр очередности символов в цикле таким образом делать прямоугольник, но я не знаю какие при этом ожидать частоты)))

[intTosha]

Александр Гусев: Не уверен что у меня получится, никогда не работал со сдвиговым регистром, но я попробую, интересно разобраться)

Answer 2

[vanyamba-electronics]

Чтобы с помощью Arduino управлять генерацией сигналов, потребуется изучить генерацию сигналов в режиме быстрого ШИМ (широтно-умпульсная модуляция). Я думаю, данная статья о генерации сигналов с помощью Arduino окажется не бесполезной.
Arduino. Генератор сигналов

Comments

[intTosha]

Спасибо, я обязательно прочту. На сайте это не единственная полезная статья, благодарю))