PWMの理解ーーその２：ブザーで音楽

■周波数

PWMとは、Pulse Width Modulationの略で、波長のような制御を行います。

細かい部分で見ると、ONとOFFを一定間隔で繰り返しているだけです。

ここで周波数といった名前が登場しますが、ONの長さの事を指します。

ブザーにとっての周波数とは、ドレミの音階を指定することができることになります。

ESP32では、PWM制御の関数が用意されております。（ledcSetup、ledcAttachPin、ledcWriteTone）

■音階

音階は、「音を高低の順番に並べたもの」あり、音の高低は周波数で表します。

音は、周波数が半分になると１オクターブ低くなり、周波数が倍になると１オクターブ高くなります。

１オクターブには１２の音があり（①ド、②ド＃（レ♭）、③レ、④レ＃（ミ♭）、⑤ミ、⑥ファ、⑦ファ＃（ソ♭）、⑧ソ、⑨ソ＃（ラ♭）、⑩ラ、⑪ラ＃（シ♭）、⑫シ）、

その１２の音は、隣り合う半音間での周波数の比率が同じです。（音階に対して等比数列的に増える）

音階と周波数の関係は下記サイトをご参照ください。

音階の周波数

■配線図

■プログラム

#define BUZZER_PIN 2              // ブザーのピン番号

#define BUZZER_CHANEL 0       // ブザーのチャネル番号

#define BEAT 250                 　 // 音の長さ（0.25秒間隔）

#define G3 196 // ソ3

#define C4 261.6 // ド4       1

#define D4 293.665 // レ4     2

#define E4 329.63 // ミ4      3

#define F4 349.228 // ファ4   4

#define G4 391.995 // ソ4     5

#define A4 440 // ラ4         6

#define B4 493.883 // シ4     7

#define C5 523.251 // ド5     i

void playTone(double tone, int num) {

  ledcWriteTone(BUZZER_CHANEL, tone);

  delay(BEAT * num);

}

void playTone(long tone) {

  playTone(tone, 2);

}

void playMusic() {

  // 1 2 3 1 | 1 2 3 1 | 3 4 5 - | 3 4 5 - |

  // 56543 1 | 56543 1 | 3 5 1 - | 3 5 1 -

  playTone(C4);

  playTone(D4);

  playTone(E4);

  playTone(C4);

  playTone(C4);

  playTone(D4);

  playTone(E4);

  playTone(C4);

  playTone(E4);

  playTone(F4);

  playTone(G4, 4);

  playTone(E4);

  playTone(F4);

  playTone(G4, 4);

  playTone(G4, 1);

  playTone(A4, 1);

  playTone(G4, 1);

  playTone(F4, 1);

  playTone(E4);

  playTone(C4);

  playTone(G4, 1);

  playTone(A4, 1);

  playTone(G4, 1);

  playTone(F4, 1);

  playTone(E4);

  playTone(C4);

  playTone(E4);

  playTone(G3);

  playTone(C4, 4);

  playTone(E4);

  playTone(G3);

  playTone(C4, 4);

}

void setup() {

  ledcSetup(BUZZER_CHANEL, 12000, 8);

  ledcAttachPin(BUZZER_PIN, BUZZER_CHANEL);

}

void loop() {

  playMusic();

  delay(1000);

}