Мелодия Марио на Arduino: ноты для зуммера и tone()

Частоты нот: вся музыкальная теория, которая нужна

tone() принимает частоту в герцах, поэтому мелодия начинается с таблицы. Каждая нота — это частота колебания мембраны; октава вверх — частота вдвое больше. Для вступления Марио хватает нот первой-четвёртой октавы: E5 (659 Гц), C5 (523), G4 (392), G5 (784), C5, E5, A5 (880), B5 (988), A5, G5, E5, C5, D5 (587), B4 (494). Пауза — это не нота, а нулевая частота и delay: пишите в массив частот 0 и пропускайте tone(). Пьезомембрана честно играет и ниже 30 Гц, и выше 20 кГц — за границами слышимости ухо просто не услышит, рантайм разницы не заметит.

Скетч: вступление Марио на двух массивах

Схема одна на любой мотив: массив частот, массив длительностей, цикл с tone() и паузой. Тон с третьим аргументом — tone(пин, частота, длительность) — блокирующий: скетч стоит на нём заданное время, как на delay, поэтому темп мелодии честный и не плывёт. Разделительная пауза между нотами — полторы длительности: без неё ноты сливаются в кашу.

const int NOTY[] = { 659, 659, 0, 659, 0, 523, 659, 0, 784, 0, 0, 0, 392 };
const int DLIT[] = { 150, 150, 100, 150, 100, 150, 150, 100, 300, 100, 100, 100, 250 };
const int PIN_PIEZO = 8;
const int VSEGO = 13;                       // длина обоих массивов
 
void setup() {
  pinMode(PIN_PIEZO, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("mario start");
}
 
void loop() {
  for (int i = 0; i < VSEGO; i++) {
    if (NOTY[i] > 0) {
      Serial.print("nota ");
      Serial.println(NOTY[i]);
      tone(PIN_PIEZO, NOTY[i], DLIT[i]);    // блокирует на DLIT[i]
      delay(DLIT[i] / 2);                   // разделяющая пауза
      noTone(PIN_PIEZO);                    // тишина между нотами
    } else {
      delay(DLIT[i]);                       // нулевая частота = пауза
    }
  }
  delay(2000);                              // мотив закончился — тишина
}

Прогон в симуляторе: карточка пьезозуммера мигает нотами — «tone: 659 Гц», «tone: 784 Гц», в эти же моменты Serial печатает частоты; смена нот идёт в темпе длительностей. Звука в браузере нет, это честная граница: частоту и тайминг видно глазами, играют мелодию ушами уже на живой плате — где скетч собирается без единой правки. Хотите другой мотив — меняйте два массива целиком, цикл не трогается.

Грабли: таймеры, активный зуммер и слипшиеся ноты

• Активный зуммер молчит на tone() частотах или пищит ровно: у него генератор внутри, частоту с пина он не читает. Для мелодий — только пассивный KY-006 или голая пьезопластинка.
• tone() и analogWrite() делят таймеры Uno: зуммер на пине 3 или 11 уронит ШИМ на соседних. Разнесите пины или разберите конфликт в лендинге про таймеры.
• Без разделительной паузы ноты одной высоты сливаются в непрерывный писк: между повторами 659-659 обязателен разрыв, у Марио он ритмически важен.
• tone() один на весь скетч: второй вызов на другом пине перехватит таймер и заглушит первую ноту — полифонию одним Uno не сделать.

Частые вопросы