• Buzzer

Músicas monofonicas¹ são aquelas que só possuem uma única nota tocada por vez, como indicado na partitura a seguir:

ref: wikipidia

A música monofonica tem o som como a seguir:

Esse tipo de música foi muito utilizada nos primeiros videogames, quando a sintetização de músicas ainda estava no começo. Veja como era feito nos Nintendo, aqui já era possível gerar mais de um tom por vez:

Buzzer

Para gerarmos o som é necessário termos algum dispositivo capaz de gerar movimentação no ar, o buzzer é um dispositivo simples que a partir de uma bobina (controlada por um terminal) conseguimos movimentar um disco que por sua vez movimentar o ar. Os buzzers podem ser de duas categorias (piezoelétricos):

• Ativo: basta energizar o terminal que o dispositivo vibra automaticamente em uma determinada frequência, muito usado para alarmes.
• Passivo: Um circuito externo (ou microcontrolador) deve gerar a frequência de vibração, usado para gerar som.

Buzzers são diferentes de altofalantes² em vários aspectos (mecânico, eletromecânico): não necessitam de tensão negativa; possuem um espectro de operação menor; baixa resistência; baixa potência ... .

A conexão do buzzer com um microcontrolador se da por dois pinos: Um conectado no terra (gnd) e outro conectado em um pino que o microcontrolador possui controle, conforme ilustração a seguir:

Gerando som

Podemos fazer com que o buzzer oscile em uma determinada frequência, para isso basta gerarmos um sinal de onda quadrada no terminal positivo do dispositivo, isso irá fazer com que o piezo movimente na mesma frequência, gerando o tom desejado.

Existem diversas maneiras de gerarmos uma onda quadrada em um pino do microcontrolador, a que estamos sugerindo aqui não envolve nenhum periférico específico do microcontrolador, logo iremos fazer tudo por código.

Gerando a frequência

Para gerar uma onda quadrada da nota Dó (261.63 Hz) precisamos calcular seu período e definir o tempo em que a mesma ficará em nível lógico alto e baixo (0 e 1):

T = 1 ÷ 261,63

T = 0,0038s

Na Pico W, programando em C, geralmente utilizamos a função sleep_ms para gerar atraso no código, precisamos então converter esse valor para milissegundos ( dividir por 1000) e também dividr por 2 e gerar os respectivos atrasos nos níveis lógico:

delay = (0,0038 x 1000 ) ÷ 2

delay ≃ 1,9 ms

while(1){
    gpio_put(PIN_BUZZER, 1);
    sleep_ms(1,9);
    gpio_put(PIN_BUZZER, 0);
    sleep_ms(1,9);
}

​
Para o mesmo exemplo com a nota Dó (261.63 Hz), utlizando sleep_us, ficaria:

while(1){
    gpio_put(PIN_BUZZER, 1);
    sleep_us(1900);
    gpio_put(PIN_BUZZER, 0);
    sleep_us(1900);
}

Controlando a duração

Agora que sabemos como gerar a frequência, precisamos entender como controlamos a duração da mesma.

Por exemplo, para tocar a nota Dó (261.63 Hz) por 2 segundos (2.000.000us), sabendo que o período total é de 3800us, precisamos definir quantas vezes é preciso repetir esse ciclo, basta dividir o tempo desejado pela duração de cada ciclo:

2.000.000 ÷ 3800 ≃ 526 vezes

Ou seja, precisamos repetir esse periodo 526 vezes, logo:

for(int i = 0; i < 526 ; i++){
    gpio_put(PIN_BUZZER, 1);
    sleep_us(1900);
    gpio_put(PIN_BUZZER, 0);
    sleep_us(1900);
}

Música

Eu fiz por anos aula de sax alto e meu professor falava que para começar a tocar uma música bastava: tocar a nota certa no momento certo e não tocar quando não for para tocar, para quem tem prática é fácil, mas para mim não era. Trouxe este assunto para explicar um pouco como iremos reproduzir uma música. Cada música será formada por notas (frequências), pela duração da nota e por um silêncio entre notas (que também tem duração ). Toda essa informação está presente na partitura:

ref: https://www.musicnotes.com/now/tips/how-to-read-sheet-music/

Portanto para reproduzirmos uma música teremos que para cada intervalo de tempo:

1. Reproduzir uma nota (gerar a frequência da nota no pino do buzzer) ou não tocar nada (pausa)
2. Manter a nota/pausa pelo tempo determinado
3. Ir para o próximo intervalo de tempo