PinLab Docs

Если в прошлом эксперименте ты попробовал выполнить дополнительное задание и записать мелодию, то, вероятно, понял, что это не просто, учитывая, что нужно описывать и ноты и их длительности и паузы между ними. А если после написания такой мелодии потребуется изменить ее темп, то придется пересчитывать все паузы. Должен быть другой, более удобный способ записывать мелодии.

Для этого запишем мелодию, последовательность ее нот, в массив, а длительности этих нот в другой. С помощью оператора цикла будем получать эти данные и исполнять. Для записи темпа заведем отдельную переменную, которая будет учитываться в расчете длительностей.

Схему эксперимента оставим прежней, займемся программой.

Рисунок 1. Электрическая принципиальная схема эксперимента

Рисунок 2. Монтажная схема эксперимента

Exp23.ino

#define SPEAKER_PIN 15
 
int tones[8] = {262, 294, 330, 349, 392, 440, 494, 523};
 
enum Note {c, d, e, f, g, a, b, C};
 
struct Sound {
  int note;
  int length;
}; 
 
const int tempo = 2000; 
 
Sound melody[8] = {{a, 8}, {b, 2}, {c, 1}, {d, 8}, {e, 3}, {f, 4}, {g, 6}, {C, 8}};
 
void setup() {
  pinMode(SPEAKER_PIN, OUTPUT); 
  analogWriteRange(1024);;
}
 
void loop() {
  for (int i = 0; i < 8; i++){
    analogWrite(SPEAKER_PIN, 512);
    analogWriteFreq(tones[melody[i].note]);
    delay(tempo / melody[i].length);
    analogWrite(SPEAKER_PIN, 0);
    delay(tempo / melody[i].length / 4);
  }
}

Для того, чтобы записать ноту и ее длительность в одну переменную воспользуемся типом ««struct»», который представляет набор переменных разного типа, объединённых одним именем, в нашем случае — ««Sound»» Количество переменных внутри ««struct»» в принципе не ограничено нам будет достаточно двух «note» и «length»:

struct Sound {
  int note;
  int length;
}; 

Мелодию мы записали строкой abcdefgC, а ритм массивом [8, 2, 1, 8, 3, 4, 6, 8]. С помощью цикла for и оператора in проходим по всем элементам мелодии. Для этого мы использовали оператор zip. Он нужен для одновременного перебора сразу двух массивов и получения их элементов в переменные tone и length. Так на первой итерации в переменной tone окажется a, а в length — 8. На второй итерации b и 2 соответственно.

Здесь внимательный читатель заметит, что melody не является массивом, а является строкой. Почему же мы говорим о ней как о массиве и работаем как с массивом. Оказывается в Python любую строку можно представить как массив символов и обращаться к ним по индексу, что мы и делаем.

Получив ноту и ее длительность настраиваем частоту и скважность. Нота начинает звучать:

    speaker.duty(512)
    speaker.freq(tones[tone])

Нота звучит, пока мы ждем время, равное ее длительности. В расчете учитывается темп:

    time.sleep(tempo/length)

Чтобы ноты не сливались, мы делаем между ними маленькие паузы. Паузы между нотами также зависят от темпа и длительности ноты, но в 4 раза короче.

    speaker.duty(0)
    time.sleep(tempo/length/4)