Tecnologia vestible

Ús de l'altaveu de les plaques Circuit Playground

En la placa Circuit Playground podem emprar la sortida A0 per generar sons de qualitat i reproduir-los a l'altaveu de la placa o en un altaveu extern.

Atès que només podem indicar valors enters de la freqüència, caldrà fer una aproximació. La taula següent indica els valors de freqüència per obtenir les notes de l'escala central del piano:

Tenim dues maneres de generar sons. Per a tons senzills podem generar ones de la freqüència desitjada. L'altra opció és reproduir el so d'un fitxer WAV.

Generació de tons

El programa següent mostra com crear un so d'una sola nota.

import audiocore
import array
import math
import time
import audioio
import board
import digitalio

Freq = 440    # Frequencia que volem fer sonar (La3)
Mostreig = 8000    # 8000 mostres/segon, valor recomanat
NumValors = Mostreig//Freq    # Nombre de valors diferents per cicle
    # Creem una estructura array per guardar l'ona
ona = array.array("H", [0] * NumValors)
    # La "H" indica que seran valors enters ocupant dos bytes cada un
    # Definint-ho aixi estalviem memoria
    # Aquest array s'omplira amb NumValors elements [0]
    #
    # Anem a calcular els valors
for k in range(NumValors):
    ona[k] = int((1 + math.sin(2 * math.pi * k / NumValors)) * 32767)
        # La funcio sin dona valors entre -1 i 1
        # Li sumem 1 per tenir un valor entre 0 i 2
        # Multipliquem per 32768 per tenir un valor entre 0 i 65535
        # 
    # Anem a activar l'altaveu de la placa
altaveu = digitalio.DigitalInOut(board.SPEAKER_ENABLE)
altaveu.direction = digitalio.Direction.OUTPUT
altaveu.value = True    # Si posessim False l'altaveu estaria desactivat
sons = audioio.AudioOut(board.SPEAKER)
sinusoide = audiocore.RawSample(ona)
sons.play(sinusoide, loop=True)  # Fem sonar l'array repetidament
time.sleep(1)    # durant un segon
sons.stop()    # i el parem
sons.deinit()    # Alliberem l'objecte
                 # per si hi ha un altre so posterior

Podem afegir un control de volum afegint un paràmetre en el càlcul de l'ona:

    ona[k] = int((1 + math.sin(2 * math.pi * k / NumValors)) * 32767 * Vol)

on el paràmetre Vol ha d'estar entre 0 i 1.

En CircuitPython la biblioteca audio_lib.py ens permet fer sonar una nota determinada durant un temps concret i amb un volum que podem escollir. Per descarregar-la heu de picar amb el botó dret del ratolí. Aquí tenim un exemple en el que es fa sonar un Mi i un Sol durant mig segon cada un:

import audio_lib
import board
import digitalio
import time
import audioio

altaveu = digitalio.DigitalInOut(board.SPEAKER_ENABLE)
altaveu.direction = digitalio.Direction.OUTPUT
altaveu.value = True
sons = audioio.AudioOut(board.SPEAKER)
while True:
    sinusoide = audio_lib.nota(330, 1) # Mi
    # El segon parametre es el volum, entre 0 i 1
    sons.play(sinusoide, loop=True)
    time.sleep(0.5)
    sinusoide = audio_lib.nota(392, 1) # Sol
    sons.play(sinusoide, loop=True)
    time.sleep(0.5)
    sons.stop()
    time.sleep(2)

Podríem connectar un altaveu extern o uns auriculars i desactivar l'altaveu de la placa. La connexió de l'altaveu la podem fer com mostra la fotografia segúent. El cable verd el conectaríem a la sortida A0 i el negre a la pota GND.

No és imprescindible que l'ona de so sigui sinusoïdal. En aquest exemple es compara com sona la mateixa nota segons si l'ona és sinusoïdal, triangular o quadrada. Podeu trobar l'explicació del programa a partir de la pàgina 74 del número 26 de la revista HackSpace magazine.

Reproducció de fitxers de so

Una alternativa que pot ser útil en molts casos és reproduir un fitxer de so. Cal que el fitxer estigui gravat al disc CIRCUITPY en format wav monoaural (no estereofònic) amb una freqüència de mostreig més petita o igual de 22 kHz amb format 16 bit PCM.

Nota: El que s'explica en aquest apartat només funciona amb les darreres versions de CircuitPython. Si no teniu una versió recent cal que la instal·leu seguint les instruccions d'aquesta pàgina.

El programa següent reprodueix el fitxer de so ring.wav cada cop que es prem un dels dos polsadors de la placa.

import audiocore
import audioio
import board
import digitalio

# Configura l'altaveu
altaveu = digitalio.DigitalInOut(board.SPEAKER_ENABLE)
altaveu.direction = digitalio.Direction.OUTPUT
altaveu.value = True
# Configura els dos polsadors
polsadorA = digitalio.DigitalInOut(board.BUTTON_A)
polsadorA.direction = digitalio.Direction.INPUT
polsadorA.pull = digitalio.Pull.DOWN
polsadorB = digitalio.DigitalInOut(board.BUTTON_B)
polsadorB.direction = digitalio.Direction.INPUT
polsadorB.pull = digitalio.Pull.DOWN

# Funcio per reproduir el fitxer de so
def play_file(nom_fitxer):
    print("Inici del so")
    fitxer = open(nom_fitxer, "rb")
    with audiocore.WaveFile(fitxer) as wave:
        with audioio.AudioOut(board.A0) as audio:
            audio.play(wave)
            while audio.playing:
                pass
    print("Fi del so")

while True:
    if polsadorA.value:
        play_file("ring.wav")
    if polsadorB.value:
        play_file("ring.wav")

En aquest web, les fotografies marcades amb [AF] són del web d'Adafruit, les marcades amb [SF] del web d'Sparkfun i les marcades amb [AU] del web d'Arduino.

Aquesta obra d'Oriol Boix està llicenciada sota una llicència no importada Reconeixement-NoComercial-SenseObraDerivada 3.0.