Adquira estes componentes na Loja do Lab de Garagem

Utilizamos o arduino para tocar o Hino dos principais times de futebol de são paulo e demonstraremos como vocês garagistas podem fazer isto utilizando a função tone.

Lista de materiais:

1 x Arduino Uno R3 original

1 x Protoboard

1 x Alto-Falante 8 Ω / 0,25 W

1 x Potenciômetro de 10 KΩ

1 x Capacitor de 100μF / 25 V

Alguns jumpers

Todos os itens podem ser adquiridos na loja do Lab. de Garagem.

Funcionamento:

A Sintaxe da função tone é a seguinte:

tone (pino, frequência, duração);

Onde:

pino -  Pino a frequência será gerada para o alto-falante.

frequência - A frequência em Hertz da nota.

duração - Duração em milissegundos da Nota(este é opcional).

Para geramos as notas musicais temos que entender um pouco sobre música.

Cada nota musical nada mais é do que uma frequência que esta dentro da faixa audível do ouvido da maioria de nós  que é entre 20Hz a 20.000Hz. Estes valores variam de pessoa para pessoa e com o passar dos anos os tons mais agudos (Frequência próximas ao 20kHz) deixam de ser ouvidas.

A partir disto, temos por padrão que a nota de referência para afinarmos instrumentos musicais é o 1º Lá (ou ainda o Lá da 4ª oitava (ou "A4")), após o Dó central do piano (nota chamada de "C4"),  e este tem sua frequência definida para 440Hz.

Na figura 1 abaixo vemos uma partitura com as Claves de Sol e com a Clave de Fá.

FIgura 1 - Duas Claves de Sol(acima) e de Fá(Abaixo). Nota C4 que é o Dó central do Piano (sua frequência é ≈ 261 Hz).

As demais notas variam de acordo com a tabela abaixo:

Fonte: Wikipedia

Baseados nesta tabela, arquivo pitches.h foi criado para o exemplo contido no Arduino chamado Melody,  que nada mais é que os valores aproximados das frequências das notas convertido para um nome mais fácil de lembrar.

Por exemplo a frequência 440 é a nota NOTE_A4 é será assim que ela vai ser chamada na matriz melodia[].

A linha abaixo é definida no começo do sketch para ajudar a fazer as pausas durante as músicas.

#define NO_SOUND 0

Como vimos na Figura 1 o que identifica a nota é a altura em que ela se encontra na partitura, já a duração depende do símbolo com o qual a nota é desenhada assim como mostra a figura 2 

Figura 2 - Duração das Notas (Pentagrama superior) e Duração das Pausas(Pentagrama inferior) e nome dos símbolos(Parte inferior).

A duração de tempo vai ser representada no programa pelos valores colocados dentro da matriz tempoNotas[]. 

Esta matriz deve receber valores conforme o símbolo contido na partitura conforme mostra a tabela abaixo.

As duas matrizes trabalham em conjunto e devem receber a mesma quantidade de posição, pois para cada nota ou pausa deve haver seu respectivo tempo de duração e ambos devem ser colocados consecutivamente.

O potenciômetro serve para ajustar o volume e o capacitor servirá para fazer o acoplamento entre o arduino e o alto-falante.

Montagem:

Na figura 3 vocês podem ver a montagem proposta para funcionamento do circuito:

Figura 3 - Montagem proposta.

Os Sketchs

Você necessitará ter o arquivo pitches.h na mesma pasta do sketch que for utilizar.

A estrutura básica do sketch de todas as músicas será igual e ele está todo comentado para ajudar no entendimento.

No código de exemplo abaixo fizemos a tradução da partitura a cima (estando ela na Clave de Sol).

#include "pitches.h"
#define NO_SOUND 0

// Notas que devem ser tocadas ordenadamente;

int melodia[] ={
  NOTE_C4,NOTE_D4,NOTE_E4,NOTE_F4,NOTE_G4,NOTE_A4,NOTE_B4
};
// Duração das Notas: Colcheia:8; Semínima: 4; Mínima:2; Semibreve:1
int tempoNotas[] ={
   8,8,8,8,8,8,8
};

const int compasso = 1450; // Altera o compasso da música
void setup(){
  for (int Nota = 0; Nota <7; Nota++){//o número 7 indica quantas notas tem a nossa matriz.
    int tempo = compasso/tempoNotas[Nota]; //Tempo = compasso dividido pela indicação da matriz tempoNotas.
    tone(8, melodia[Nota],tempo); //Toca a nota indicada pela matriz melodia durante o tempo.
    // Para distinguir as notas adicionamos um tempo entre elas (tempo da nota + 20%).
    delay(tempo*1.2);
  }
}
void loop(){
  //Não é necessária a repetição pois a mesma será feita pelo botão Reset.
}
//Fim de Programa

Agora o que todos esperavam!!! Os hinos dos times estão zipados e com o arquivo pitches.h na mesma pasta:

Hino do Corinthians

Hino do Palmeira

Hino do Santos

Hino do São Paulo 

Então é isto garagistas esperamos que gostem e o resultado vocês podem ver no vídeo do inicio deste post. Você pode colocar outras músicas, mas fique atento para os tempos de duração mais complexos e efeitos que não podem ser reproduzidos pelo software. Para mais sobre como ler partituras acesse este site.

Referências

http://en.wikipedia.org/wiki/Pitch_(music)#Pitch_and_frequency

http://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_pitch_notation

http://www.cifraclub.com.br

http://www.sotutorial.com/index.php/tutoriais-teorial-musical/

http://pt.wikipedia.org/wiki/Som