בפוסט הקודם חיברנו ארדואינו לרמקול, בתיווך פוטנציומטר לשליטה בעוצמת הקול. כתבנו קוד בסיסי ביותר להשמעה של צליל קצר מדי שניה, רק כדי לבדוק שהעסק עובד. בפוסט הנוכחי אציג את הקוד המלא של תוכנה, ש"יושבת" על אותה חומרה בדיוק אך מנגנת את "יונתן הקטן", "London bridge" – ובשינויים קלים, גם מנגינות נוספות.

תו יחיד

ראשית, אנחנו זקוקים לקוד שמסוגל להשמיע תווים. לצורך הפשטות, נתמקד (אם הבנתי נכון את המינוחים) בסולם דו מז'ור באוקטבה הראשונה – או בעברית, חמשת הקלידים שעליהם מנגנים את "יונתן הקטן" והשניים שמימינם.

כזכור, פקודת הארדואינו tone משמיעה צליל בתדר שאנחנו קובעים. חיפוש זריז באינטרנט יעלה את התדרים התואמים לדו, רה, מי ושאר התווים בסולם שלנו. במקום לכתוב אותם כל פעם מחדש בקוד התוכנה, יצרתי מערך שיכיל אותם. התדרים מעוגלים למספר השלם הקרוב ביותר:

int freq[7] = {440, 494, 262, 294, 330, 349, 392};

ההגדרה הזו היא גלובלית לתוכנית, ולכן נמצאת מחוץ לפונקציות setup ו-loop. "אבל רגע," יזעקו מביני עניין, "המספר הראשון תואם לתו 'לה', השני ל'סי', ואילו התדר של 'דו' מופיע שלישי!" ובכן, זה נכון – ועשיתי את זה לצורך תאימות עם הנוטציה הלועזית, שקוראת לדו C, לרה D וכן הלאה. אחרי סול (G) מגיע לה שמסומן כ-A, וסי הוא B. במערך הנוכחי, מסיבה שתובהר בהמשך, העדפתי לשמור על הסדר האלפביתי דווקא.

ועכשיו, הנה קוד לפונקציה שמשמיעה תו. הפונקציה מקבלת כפרמטר תו ASCII יחיד, מפענחת אותו לפי הנוטציה הלועזית שהזכרנו ומשמיעה את התו המוזיקלי המתאים. אם הפרמטר אינו תואם שום תו שהוגדר, הפונקציה משתיקה את הרמקול.

void playNote(char note) {
  if ((note >= 'A') && (note <= 'G'))
   tone(TONE_PIN, freq[note - 65], NOTE_LENGTH_MS);
   else {
     noTone(TONE_PIN);
     delay(NOTE_LENGTH_MS);
  }
}

הקבוע TONE_PIN הוגדר בראש התוכנית ומציין את החיבור אליו מחובר הרמקול. הקבוע NOTE_LENGTH_MS מציין את משך הצליל (או הדממה). החישוב note – 65 הוא זה שממיר את קוד ASCII למיקום במערך התווים: ב-ASCII, הקוד של האות A הוא 65, של B הוא 66 וכן הלאה. עכשיו אתם מבינים למה התחלתי את המערך ההוא ב-A?

רצף תווים

עם הפונקציה הזו, יצירה של מנגינה – רצף תווים – היא פשוטה מאד. ניקח מחרוזת (מערך תווים), נעבור עליה תו אחד כל פעם וננגן אותו, עם הפסקה קבועה בין התווים. הנה מחרוזת לדוגמה, ופונקציית הנגינה:

char LONDON[] = "GAGFEFG DEF EFG GAGFEFG D G EC";

void playMelody(char *c) {
  while (*c != 0) {
    playNote(*c++);
    delay(NOTE_INTERVAL_MS);
  }
}

יש לנו כאן קבוע חדש – NOTE_INTERVAL_MS – ומצביע (c) שמקודם בצעד אחד כל פעם לצורך ניגון התווים. במחרוזת יש פה ושם תווי רווח: בפונקציה הקודמת, כפי שראינו, תו שאינו בין A ל-G אינו מוכר ולכן יושמע כדממה, מה שייתן לנו למעשה הפסקה גדולה יותר בין תווים.

הדבר האחרון שהוספתי לתוכנית הוא קוד שבוחר בכל פעם מחדש, אקראית, איזו מנגינה לנגן. אפשר, אמנם, להשתמש בפונקציה random, אבל בשביל הכיף בחרתי במשהו אקראי באמת – קלט שמגיע מחיבור אנלוגי (בדוגמה זו: A0) שלא מחובר לכלום. הפקודה הבאה מבודדת את הביט הנמוך של הקלט, ובוחרת לפיו בין שתי המנגינות שמוגדרות בקוד:

if (analogRead(A0) & 1) playMelody(YONATAN);
 else playMelody(LONDON);

בסרטון בפוסט הקודם חיברתי ל-A0 חוט חשמל ירקרק, שישמש כ"אנטנה" וייצור קצת יותר רעש ואקראיות בחיבור.

את הקוד המלא של התוכנה אפשר להוריד מכאן. מכיוון שזה הפוסט הראשון שאני מעלה בענייני קוד, אשמח לפידבקים: זה היה ברור? מסובך מדי? פשוט מדי? הערות, שאלות והצעות לשיפורים יתקבלו בברכה בתגובות!