Piano invisible avec arduino

Auteur avatarTess | Dernière modification 15/10/2019 par Pierreb

Piano invisible avec arduino 500px-FritzingPianoInvisiblePotentio.png
Un piano c'est sympa mais ça prend de la place alors pourquoi ne pas en créer un invisible ? Pour se faire on utilisera une carte arduino et un capteur, facile non ?
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Étape 1 - Relier

On relie :

  • Vcc du capteur à 5V
  • GND du capteur et le fil noir du buzzer au GND de la carte
  • le fil rouge du buzzer à la broche 12 de la carte arduino
  • Trig du capteur à la broche 8
  • Echo du capteur à la broche 7



Étape 2 - Le code

int trig = 8; int echo = 7; long lecture_echo; long cm; int sortie_son = 12; int offset = 0; void setup() { pinMode(trig, OUTPUT); digitalWrite(trig, LOW); pinMode(echo, INPUT); pinMode(sortie_son,OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(trig, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(trig, LOW); lecture_echo = pulseIn(echo, HIGH); cm = (lecture_echo / 58) + offset; delay(200); if(cm<=5) { tone(sortie_son,150); } else if((cm>5)&&(cm<=10)) { tone(sortie_son,300); } else if((cm>10)&&(cm<=15)) { tone(sortie_son,500); } else if((cm>15)&&(cm<=20)) { tone(sortie_son,700); } else if((cm>20)&&(cm<=25)) { tone(sortie_son,900); } else if((cm>25)&&(cm<=30)) { tone(sortie_son,1100); } else { noTone(sortie_son); } }

Étape 3 - Variante

On restera sur le principe du piano invisible en ajoutant la possibilité de faire varier les fréquences à l'aide de potentiomètre.

On ajoute au montage précédent les 6 potentiomètres relié sur :

  • une patte sur une des entrées analogiques (A0, A1, A2, ...) celle du milieu
  • une patte sur le 5V (celle de droite)
  • une patte sur le GND (celle de gauche)



Étape 4 - Le code

Le code

int trig = 8; 
int echo = 7; 
long lecture_echo; 
long cm;
int sortie_son = 12;
int offset = 0;
void setup()  { 
  pinMode(trig, OUTPUT); 
  digitalWrite(trig, LOW); 
  pinMode(echo, INPUT); 
  pinMode(sortie_son,OUTPUT);
}
void loop()  { 
  digitalWrite(trig, HIGH); 
  delayMicroseconds(10); 
  digitalWrite(trig, LOW); 
  lecture_echo = pulseIn(echo, HIGH); 
  cm = (lecture_echo / 58) + offset; 
  delay(200);
  if(cm<=5) {
    tone(sortie_son,analogRead(A0));
  }
  else if((cm>5)&&(cm<=10)) {
    tone(sortie_son,analogRead(A1));
  }
  else if((cm>10)&&(cm<=15)) {
    tone(sortie_son,analogRead(A2));
  }
  else if((cm>15)&&(cm<=20)) {
    tone(sortie_son,analogRead(A3));
  }
  else if((cm>20)&&(cm<=25)) {
    tone(sortie_son,analogRead(A4));
  }
  else if((cm>25)&&(cm<=30)) {
    tone(sortie_son,analogRead(A5));
  }
  else {
    noTone(sortie_son);
  }

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

On voit que si on met un obstacle devant le capteur, l'arduino envoie un son au buzzer : selon où on se met par rapport au capteur, le son change.

Pour la variante : Si l'on tourne un des potentiomètre, la fréquence du son varie.

Explications

Le capteur utilisé est un capteur à ultrason : lorsqu'il détecte un obstacle il va renvoyer au programme la distance qui le sépare de l'obstacle. Selon la distance renvoyée, la carte va envoyer une fréquence au buzzer.

Pour modifier la fréquence ou la distance, il faut modifier les dernières lignes du programme :

  • if((cm>20)&&(cm<=25)) signifie "si cm (la distance donc) est comprise entre 20 et 25"
  • tone(sortie_son,1100); signifie "envoyé un son à "sortie_son" de fréquence 1100"
  • noTone(sortie_son); signifie "arrêter l'envoie de son à "sortie_son" "

Il peut arriver qu'il faille réaliser un calibrage du capteur, pour cela on va jouer sur l'offset (la marge d'erreur). Pour cela, on va utiliser la règle afin de voir si les distances correspondent. Dans le cas contraire, on ajoutera ou soustraira l'erreur :

 int offset = 0;

Il suffit de changer ici la valeur et le signe de :

 cm = (lecture_echo / 58) + offset;

Plus d'explications

Pour la variante

Un potentiomètre est une résistance variable : le courant va passer dedans et être atténué permettant de moduler le signal. On peut ainsi aller de 0 à 1023 en règle général. Ce chiffre est récupéré à l'aide la fonction "analogRead", il est ensuite substitué à la fréquence.

On peut lire des sons MP3 sur arduino à l'aide d'un shield spécifique mais est-il possible d'obtenir des sons plus agréables sans ajout d'un shield ?

Applications : dans la vie de tous les jours

Les capteurs à ultrason sont utilisés dans de nombreux dispositifs, l'expérience peut servir d'introduction à la programmation de capteurs (en vu d'un robot par exemple) ou en finalité d'une séance sur la musique.

Éléments pédagogiques

Pistes pour animer l'expérience

Plutôt dans un atelier avec des ordinateurs disposant du logiciel arduino.

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