Arduino控制蜂鸣器播放音乐设计说明书.docx

Arduino控制蜂鸣器播放音乐设计说明书目录一、新媒体装置艺术1、 作品原理介绍 12、 作品设计的意义 13、 作品的主要内容 14、 制作方法和流程 15、 成果 96、 价值和影响 9 7、创新点 10二、结论8、 技术方面 109、 艺术方面 1010、 不足及展望 1111 、 谢辞 11设计说明书一、 作品原理介绍：能感应到物体靠近而且低于 50CM时，蜂鸣器发出音乐，而且小灯泡随着音乐节奏变化二、 作品设计意义：将它应用到图书馆或者购物的地方，当人们靠近的时间 能只能朗读出这一栏或者这一块区域有什么东西，能够更加让人 们更快速的找到白己需要的东西，很大程度上节约的时间 ！也能够应用到车上，当开车的人快要和前面或者后面的物体撞上的时 候，会发出声音来提醒你，从而给生命和财产加上保护套三、 作品主要内容：1、 Arduino控制蜂鸣器播放音乐、小灯泡2、 小灯泡跟随蜂鸣器的音乐节奏变化3、 当物体离超声波低于 50CM时发出指令，控制蜂鸣 器、小灯泡四、 制作方法和流程：adruino uno 一块（其它 Arduino 板子也可，注意引脚就行），面保线若干条，蜂鸣器或小喇叭一个。

原理：首先讲下简单的乐理知识，知道音乐是怎么演奏出来的白然就能 够经过代码来进行编排了1. 演奏单音符的原理一首音乐由若干音符组成，每一个音符唯一对应一个频率如果 我们知道了音符相对应的频率，再让 Arduino 按照这个频率输出到蜂鸣器或喇叭，蜂鸣器或喇叭就会发出相应频率下的声音Arduino官方网站给出了不同音符对应的不同频率的头文件，具 体请见下文介绍2. 音符演奏的持续时间每个音符都会播放一定的时间，这样才能构成一首优美的曲子， 而不是每个音符都播放一样长的时间如何确定每个音符演奏的单位时间呢？我们知道，音符节奏分为 1拍、1/2拍、1/4拍、1/8拍等等，我们规定一拍音符的时间为 1;半拍为0.5 ; 1/4拍为0.25 ; 1/8拍为0.125……，因此我们能够为每个音符赋予这 样的拍子播放出来，音乐就成了制作过程： 所需硬件：Arduino板子一块，小型扬声器/蜂鸣器 一个，导线两根如果扬声器声音太大，也可适当配置 220欧姆电 阻 一 个 与 扬 声 器 串 联我们将扬声器一端串联电阻后接到数字 6接口，另一端接地（GND数字接口能够白己选择，只是在代码中要对应修改一 下。

函数的参数说明：pin:你要接扬声器的接口，是整数（int型）frequency:频率，是一个整数（int 型）duration: 音符持续的时间，是毫秒值，无符号长整型(unsigned long型）返我们还注意到上面代码中调用了头文件“ pitches.h ”这个文件是什么呢？这个头文件正式上面提到的不同音符对应的不同频率的头文件该pitches.h 文件内容作为附件放在下面打开该文件后能够看到，这是一张类似表格的东西，里面是定义的大量的宏，即用宏名代替了频率名，对应到键盘的各个按键上可是，不懂音乐的我们如何能够取出我们所要的音符对应的宏 名 呢？首先看看钢琴大谱表与钢琴琴键的对照表：从上图我们能够将各音符的音名直观的看出来，可是，我又只会 简谱，如何看呢？为了方便我白己，也希望能方便大家，我将其 制作为了直观的表格，见下图如果有谁能用到，那我的整理就 没有白费啦以直接把上面的两个函 数覆盖官方的例子，写 入Arduino就行了，能 够灵活的修改修改接 口，不过，为了更好看 起见，我还添加了 5个 彩色白闪LED灯，一闪 一闪的很好看，温馨感 一下就出来了，因此，在后面稍微添加了几行代码第二步制作arduino超声波控制蜂鸣器、小灯。

夏普GP2D1坦外测距传感器的测量范围是 10cm到80cm,因此对于更远的距离，超声波测距传感器将会更适用，还有一点就 是不受周围环境光源干扰，在机器人对抗的比赛中，也是不可忽 视的重要因素今天以机器人基地的超声波传感器为例简地单学 习一下超声波测距原理，再在 Arduino上做个超声波传感器应用的实验首先我们准备一下所需要的实验工具，包括 arduino板子和超声波模块和杜邦线四根，我们来认识一下这个模块，这个模块 工作电压是 5v,有四个引脚接线，分别是 VCC Gnd、Trig、 Echo,我们用杜邦线将超声波模块连接到板子上， Vcc接5v,Gnd接Gnd,Trig接端口 8, Echo接端口 9,它的工作原理就像声纳一 样，经过发送器发出超声波信号，遇到物体反射回来传到接收 器，然后计算反射回来所用的时间信号反射时间越长，则目标 越远 科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹（Hz）我们人类耳朵能听到的声波频率为 20Hz〜0Hz当声波的振动频率小于 20Hz或大于0Hz时，我们便听不见了 因此，我们把频率高于 0赫兹的声波称为“超声波”由于超声 波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超 声 波 经 常 见 于 距 离 的 测 量。

超声波测距原理：超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射 时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就 立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时超声波 在空气中的传播速度为 340m/s,根据计时器记录的时间 t,就能够计算出发射点距障碍物的距离 （s），即：s=340t/2 这就是所谓 的 时 间 差 测 距 法 超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测 量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的 时间差计算出发射点到障碍物的实际距离由此可见，超声波测 距原理与雷达原理是一样的今天我来编一个简单的测距程序，我在 13接口接一个小灯，使其当测得距离大于50厘米时亮起下面是代码：> st i “g m**，.p-.iM . i u- >；.f #■ iiup..TrlEh- titruir * Rit p-itP lhj ■； i I ■仃 JLJ. i . “I fa . s AUEipilE F-J J_D% F4L wrftl-xr-vr^-i -Fiirlr >E ■.4 r ■ B I ■ , f M ppiil Hl 1）；JvL n 11J >_■ ml.r a "ju II I LO.* ；i ■>* fli・*fe・L・■ n^l m j ii i in.FW?iiKiJU LE *iuu" ill,d.I AxMr/2D : F • s-i i ll ■4.1 —

下面是接线图：最后感谢胡鹏老师对我们班的教导和包容！六、价值和影响：1.作品从价值方面来讲——能应用到商场上，当人们靠 近一个区域时，会提醒消费者这个区主要是买的什么，能节约时 间也能够应用到地铁、公路上，当人们在红灯时，当身体 很靠近公路，会提醒人们注意距离，保护行人的安全同样也能够应用到车上，当开车的人快要和前面或者后 面的物体撞上的时候，会发出声音来提醒你，从而给生命和财产 加上保护套2.作品从影响来讲一一能够给交通、消费带来保护和方便， 是一种无形的保险措施，很大程度上保护人们的出行安全，给生 活一定的影响七、创新点：第一将超声波、和蜂鸣器以及小灯泡结合起来，制作出更加 具有附加值的作品，能生活、交通管理上带来方便和保护第二将以超声波为主要的照片应用到生活中，帮助人们解决 生活上的问题第三在中国每年因交通事故而丧失生命的事故有很多，而我 的作品能在这方面带来一定的改进，紧贴生活实际问题八、 技术成面：1. Arduino 软件是需要写代码，代码上面临的问题是最大 的，英文一直不是我擅长的，因此在这过程中我逼着白己去学英 语，慢慢尝试去改代码、去写代码：2. Arduino 板子是需要白己去接线，因此在这问题上，对于 文科艺术生的我，要去尝试一些不同的课程，去好好研究一些东 西。

九、 艺术方面：艺术方面是指在包装上的问题，包装上我采用的是简单、实 用的外观带点小活跃的元素在制作过程中必须要格外细心和耐 心，作为一个大男生的我在这过程显得非常烦，需要剪纸上我都 没有很好的处理好在包装上我个人认为能简单的就不要复杂 化，能实用的不要华而不实十、不足及展望：不足的地方是缺少零件，没能很好的应用带生活中去, 让作品的实际作用得到最大化，只能在有限的条件下做出有限的 照片，只是我觉得最大的遗憾和不足希望白己在将来能真的做出改变生活给人们生活带来方便的 作品，希望这方面的技术能越来越好，越来越贴近生活带来实际 作用。