[Nefry BTとGrove接続実験] ブザー

ブザーモジュール

私が購入したGROVEスターターキットV3に入っていたブザーモジュールは、Buzzer V1.2というモジュールです。スイッチサイエンスさんの単体販売ページに掲載されているものと同じです。

Groveブザーモジュール(表)
Groveブザーモジュール(裏)

ブザーモジュールの動作

ブザーモジュールはデジタル出力モジュールです。1(HIGH)を送るとブザーが鳴り、0(LOW)を送るとブザーが止まります。音量の調整はできません。かなり大きな音が出るので、静かな部屋だとびっくりします。

プログラム

1秒間音を鳴らした後1秒間音を止めるという動作を繰り返すプログラムです。

// Nefry BT無印の場合: D2, A0, A2 (注:D0は使えません)
// Nefry BT R2の場合: D0, D2, D5, A1  (注:A0を使うときはA1を記載します。)
#define PIN D2

void setup() {
  pinMode(PIN, OUTPUT);
  Serial.print("PIN = ");
  Serial.println(PIN);
}

void loop() {
  digitalWrite(PIN, HIGH);
  Serial.println(HIGH);
  delay(1000);

  digitalWrite(PIN, LOW);
  Serial.println(LOW);
  delay(1000);
}

setup( )関数内のpinMode(PIN, OUTPUT)で、GPIOピンを出力に設定しています。loop( )関数内では、まずdigitalWrite(PIN, HIGH)でHIGHを出力して音を鳴らし、delay(1000)で1秒間待ちます。次にdigitalWrite(PIN, LOW)でLOWを出力して音を止め、delay(1000)で1秒間待ちます。

メロディーを演奏するプログラム

Seed Studio社のGrove Wikiページにはブザーでメロディーを演奏するプログラムが掲載されています。

下記のリストでは、Nefry BTで動作するように、19行目のBUZZER_PINの設定をコメントアウトし、24行目でBUZZER_PINの値を変更してあります。

/*
  Buzzer
 The example use a buzzer to play melodies. It sends a square wave of the
 appropriate frequency to the buzzer, generating the corresponding tone.

 The circuit:
 * Buzzer attached to pin39 (J14 plug on Grove Base BoosterPack)
 * one side pin (either one) to ground
 * the other side pin to VCC

 * Note:
 This example code is in the public domain.

 http://www.seeedstudio.com/wiki/index.php?title=GROVE_-_Starter_Kit_v1.1b#Grove_-_Buzzer

*/

/* Macro Define */
//#define BUZZER_PIN               39            /* sig pin of the buzzer */

// Nefry BT用にPIN定義を変更する
// Nefry BT無印の場合: D2, A0, A2 (注:D0は使えません)
// Nefry BT R2の場合: D0, D2, D5, A1  (注:A0を使うときはA1を記載します。)
#define BUZZER_PIN D2

int length = 15;         /* the number of notes */
char notes[] = "ccggaagffeeddc ";
int beats[] = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 4 };
int tempo = 300;

void setup()
{
    /* set buzzer pin as output */
    pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
}

void loop()
{
    for(int i = 0; i < length; i++) {
        if(notes[i] == ' ') {
            delay(beats[i] * tempo);
        } else {
            playNote(notes[i], beats[i] * tempo);
        }
        delay(tempo / 2);    /* delay between notes */
    }

}

/* play tone */
void playTone(int tone, int duration) {
    for (long i = 0; i < duration * 1000L; i += tone * 2) {
        digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);
        delayMicroseconds(tone);
        digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);
        delayMicroseconds(tone);
    }
}

void playNote(char note, int duration) {
    char names[] = { 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'a', 'b', 'C' };
    int tones[] = { 1915, 1700, 1519, 1432, 1275, 1136, 1014, 956 };

    // play the tone corresponding to the note name
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        if (names[i] == note) {
            playTone(tones[i], duration);
        }
    }
}

60-70行目のplayNote(char note, int duration )が、指定された高さの音を鳴らす関数です。引数noteはnames[ ]配列に入っている’c’, ‘d’,・・・で音の高さを指定します。’c’は’ド’, ‘d’は’レ’, ・・・です。引数durationはその音を鳴らす時間をmsで指定します。tones[ ]配列は、音の矩形波がHight/LOWになっている時間をmicro second単位で覚えています。

51-58行目のplayTone(int tone, int duration)が実際に音を鳴らしている関数です。digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH)でブザーを鳴らしdelayMicroseconds(tone)でtoneで指定されたmicro secondだけ待ちます。次にdigitalWrite(BUZZER_PIN, LOW)でブザーを止めdelayMicroseconds(tone)でtoneで指定されたmicro secondだけ待ちます。toneで指定されるmicro secondが非常に短い時間なので、このOn/Offの繰り返しで音の高さを調整しています。音を鳴らしている時間の調整は52行目で行なっています。

実行してみると、綺麗な音ではありませんが、一応メロディーに聞こえます。

諸元

名称Buzzer
ブザー
バージョンv1.2
Seeed社 Wikihttp://wiki.seeedstudio.com/Grove-Buzzer/
スイッチサイエンス商品ページhttps://www.switch-science.com/catalog/804/
Nefry BT無印 動作ソケットD2, A0, A2
Nefry BT R2 動作ソケットD0, D2, D5, A0(プログラム上はA1)

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[Nefry BTとGrove接続実験] リレー

注意:Groveリレーモジュールの電子回路は5V用に設計されているようなので、Nefry BTが供給する3.3Vでは回路が壊れる可能性があります。筆者の環境では下記の内容で動作しましたが、壊れないことを保証するものではありません。

リレーモジュール

私が購入したGROVEスターターキットV3に入っていたリレーモジュールは、Relay V1.2というモジュールです。スイッチサイエンスさんの単体販売ページに掲載されているものと同じです。

Groveリレー

右側の黒い箱がリレーです。左にある緑色部分にOn/Offしたい機器のケーブルを接続します。ケーブルの固定は上部のマイナスネジを回して行います。

リレーモジュールの動作

1(HIGH)を送ると回路が接続し、0(LOW)を送ると回路を切断します。接続する回路は、リレー上面に記載されている仕様を満たしていなければなりません。

リレーモジュールには回路の接続/切断状態を表すLEDが取り付けられています。回路が接続状態のときLEDが点灯し、切断状態のときLEDが消灯します。

回路が接続状態のときLEDが点灯

プログラム

// Nefry BT無印の場合: D2, A0, A2 (注:D0は使えません)
// Nefry BT R2の場合: D0, D2, D5, A1  (注:A0を使うときはA1を記載します。)
#define PIN D2

void setup() {
  pinMode(PIN, OUTPUT);
  Serial.print("PIN = ");
  Serial.println(PIN);
}

void loop() {
  digitalWrite(PIN, HIGH);
  Serial.println(HIGH);
  delay(1000);

  digitalWrite(PIN, LOW);
  Serial.println(LOW);
  delay(1000);
}

1秒ごとに回路の接続・切断を繰り返すプログラムです。digitalWrite(ピン, 設定値) を使ってHIGHとLOWを交互に設定しています。

諸元

名称Relay
リレー
バージョンv1.2
Seeed社 Wikihttp://wiki.seeedstudio.com/Grove-Relay/
スイッチサイエンス商品ページhttps://www.switch-science.com/catalog/807/
Nefry BT無印 動作ソケットD2, A0, A2
Nefry BT R2 動作ソケットD0, D2, D5, A0(プログラム上はA1)

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[Nefry BTとGrove接続実験] 音センサ

音センサーモジュール

私が購入したGROVEスターターキットV3に入っていた音センサモジュールは、Sound Sensor V1.6というモジュールです。スイッチサイエンスさんの単体販売ページに掲載されているものと同じです。

黒い丸い部分がマイクで、その下にあるICはアンプです。

Grove音センサ(表)
Grove音センサ(裏)

音センサモジュールの動作

音センサモジュールはアナログモジュールです。音の大きさに応じて出力される電圧が変化します。

プログラム

analogRead( )関数を使って音センサーから読み込んだ値をシリアルモニタに表示するプログラムです。

// Nefry BT無印の場合: A2
// Nefry BT R2の場合: A1 (注:A0を使うときはA1を記載します。)
#define PIN A1

void setup() {
 pinMode(PIN, INPUT);
}

void loop() {
 Serial.println(analogRead(PIN));
 delay(100);
}

このプログラムを動作させると、このように数字列が表示されます。

シリアルモニタ出力例

数値が激しく変化していますね。音の情報なので変化速度や変化量が大きいためだと思われます。100ms周期でデータを取るのは遅すぎるようです。

Seeed社のWikiページに掲載されているプログラムは次のようになっています。

// test code for Grove - Sound Sensor
// loovee @ 2016-8-30

const int pinAdc = A0;

void setup()
{
 Serial.begin(115200);
 //Serial.println("Grove - Sound Sensor Test...");
}

void loop()
{
 long sum = 0;
 for(int i=0; i<32; i++)
 {
 sum += analogRead(pinAdc);
 }

sum >>= 5;

Serial.println(sum);
 delay(10);
}

32回測定してその平均を計測結果にしています。また、計測は10ms周期で行なっています。

これだけ短い周期で結果をシリアルモニタに出力すると、値がどんどん流れて行ってしまい、全体の傾向がどうなっているのかがわかりません。

シリアルプロッタを使うと、結果をわかりやすく表示できます。シリアルプロッタを開く手順は次の通りです。

  1. シリアルモニタが開いている場合は閉じます
  2. ツールメニューのシリアルプロッタを選択します。
ツルーメニューでシリアルプロッタを選択

シリアルプロッタには次のようなグラフが表示されます。

シリアルプロッタ表示例

諸元

名称Sound Sensor
音センサ
バージョンV1.6
Seeed社 Wikihttp://wiki.seeedstudio.com/Grove-Sound_Sensor/
スイッチサイエンス商品ページhttps://www.switch-science.com/catalog/816/
Nefry BT無印 動作ソケットA2
Nefry BT R2 動作ソケットA0(プログラム上はA1)

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