Discovering the Versatile 아두 이노 Tone: A Guide for Beginners

아두이노(Arduino)는 오픈소스 플랫폼으로, 대중적으로 사용되는 마이크로컨트롤러다. 아두이노는 사용하기 쉬운 하드웨어와 소프트웨어를 제공하며, 실제로 많은 사람들이 그들만의 아이디어를 구현하기 위해 아두이노를 사용하고 있다.

이 글에서는 아두이노에서 주파수와 지속 시간을 설정하여 소리를 생성하는 tone 함수에 대해 알아보도록 하자. tone 함수는 아두이노의 기능 중 하나로, 특정한 빈도와 지속 시간에 따라 재생될 소리를 만들 수 있다. tone 함수를 사용해서 버저, 피에조 부저, 스피커 등과 같은 장치들을 구동하여 음악, 멜로디, 효과음 등의 소리를 생성할 수 있다.

#### tone 함수 사용법

다음은 tone 함수를 사용하는 방법이다.
“`
tone(pin, frequency, duration)
“`

– pin: 소리가 출력될 핀 번호를 설정한다.
– frequency: 소리의 빈도를 설정한다. 단위는 Hz이며, 값의 범위는 31~65535Hz이다.
– duration: 소리가 재생되는 지속 시간을 설정한다. 단위는 밀리초(ms)이며, 값의 범위는 1~4294967295ms이다.

예를 들어, 다음은 핀 8에서 440Hz의 소리를 1000ms 동안 재생시키는 코드이다.
“`cpp
void setup() {
pinMode(8, OUTPUT);
}

void loop() {
tone(8, 440, 1000);
}
“`

#### tone 함수 사용 예시

– 버저(Buzzer)
버저는 핀에 전류를 공급하여 진동을 발생시키는 장치로, 단일 주파수를 출력하는 것이 가능하다. 버저를 제어하면 구현하기 쉬운 실제 조작 소리로 아두이노를 활용할 수 있다.

예를 들어, 다음은 핀 8에서 연주되는 아케이드 게임의 효과음을 출력하는 코드이다.

“`cpp
int buzz = 8; // 핀 8번에 버저 연결

void setup() {
pinMode(buzz, OUTPUT);
}

void loop() {
tone(buzz, 660, 200); // 소리 1
delay(120);
noTone(buzz); // 끄기
delay(120);
tone(buzz, 660, 200); // 소리 2
delay(120);
noTone(buzz); // 끄기
delay(120);
tone(buzz, 660, 200); // 소리 3
delay(120);
noTone(buzz); // 끄기
delay(120);
tone(buzz, 510, 200); // 소리 4
delay(120);
noTone(buzz); // 끄기
}
“`

– 피에조 부저(Piezoelectric Buzzer)
피에조 부저는 피에조 세라믹에 전류를 흘려보내면 진동을 발생시키는 작은 부저이며, 지속적인 톤을 만들어 낼 수 있다. 반대로 추가적인 기능인 아두이노의 tone 함수를 통해 소리를 끊어 낼 수 있다.

예를 들어, 다음은 핀 8에서 Cmaj7 코드로 연주되는 멜로디를 출력하는 코드이다.

“`cpp
int buzzer = 8;

void setup() {
pinMode(buzzer, OUTPUT);
}

void loop() {
tone(buzzer, 2093, 200);
delay(200);
tone(buzzer, 2349, 200);
delay(200);
tone(buzzer, 2794, 200);
delay(200);
tone(buzzer, 3520, 200);
delay(200);
noTone(buzzer);
delay(200);
}
“`

#### FAQ

– tone 함수는 어떤 핀에서 작동하나요?
tone 함수는 아두이노의 모든 디지털 핀에서 작동합니다.

– tone 함수로 다중 소리를 출력할 수 있나요?
네, tone 함수로 동시에 여러 개의 소리를 출력할 수 있습니다. 단, 각각의 소리를 출력할 핀을 지정해야 합니다.

– tone 함수를 사용하면 자동으로 끄기가 될까요?
아니요, tone 함수는 지속 시간(duration)이 지나기 전에는 자동으로 끄기가 되지 않습니다. noTone 함수를 사용하여 수동으로 끌 수 있습니다.

– 아두이노에서 tone 함수를 사용할 때 지속 시간(duration)의 최대 값은 얼마인가요?
지속 시간(duration)의 최대 값은 4294967295ms로, 대략 50일이상 재생할 수 있습니다.

아두이노는 전 세계적으로 사랑받는 오픈소스 하드웨어 플랫폼으로, 마이크로컨트롤러를 기반으로한 다양한 프로젝트 개발에 활용됩니다. 이번에는 아두이노의 tone 함수를 이용해 음계를 출력하는 방법에 대해 살펴보겠습니다.

1. Tone 함수란?
– Tone 함수는 아두이노 제공 라이브러리 중 하나로, 피에조 버저 등의 소리 출력 장치를 이용하여 지정된 주파수의 음을 출력하는 기능을 수행합니다.
– Tone 함수를 사용하면, 단일한 주파수 뿐 아니라 멜로디, 배경음악 등 다양한 소리를 생성할 수 있습니다.

2. Tone 함수의 문법
– tone(핀번호, 주파수, 지속시간): 핀번호는 tone 함수가 출력될 핀 번호를 나타내며, 주파수는 출력할 음계의 주파수를 나타냅니다. 지속시간은 출력할 소리가 몇 초간 지속될지를 나타냅니다.
– noTone(핀번호): 해당 핀에서 소리 출력을 중지합니다.

3. 음계와 주파수
– 음계는 소리의 높이와 낮이를 나타내는 값으로, 도, 레, 미, 파, 솔, 라, 시 등으로 구성됩니다.
– 주파수는 음계의 높낮이를 나타내는 수치로, 단위는 헤르츠(Hz)입니다. 예를 들어, 도의 주파수는 261.63 Hz입니다.

4. 음계와 주파수의 변환
– 음계와 주파수는 일대일 대응되는 값이 아니므로, 이를 변환해주는 공식이 필요합니다.
– 음계와 주파수 변환 공식은 다음과 같습니다. 주파수 = 440 × 2(음계 번호 – 49) / 12
– 예를 들어, 도의 경우 주파수는 261.63 Hz이고, 미의 경우 주파수는 329.63 Hz입니다.

5. Tone 함수를 이용한 음계 출력 예제
– 다음은, 아두이노에서 tone 함수를 이용해 도, 레, 미, 파, 솔, 라, 시 음계를 출력하는 예제입니다.

int buzzer = 8; // 피에조 버저가 연결된 핀
int melody[] = {261, 294, 330, 349, 392, 440, 493}; // 도, 레, 미, 파, 솔, 라, 시 음계
int duration = 1000; // 출력시간 1초

void setup() {
pinMode(buzzer, OUTPUT);
}

void loop() {
for (int i = 0; i < 7; i++) { tone(buzzer, melody[i], duration); delay(500); noTone(buzzer); delay(500); } } - 위 예제에서, buzzer 변수는 피에조 버저가 연결된 핀을 나타내고, melody 배열은 출력할 음계의 주파수를 저장합니다. - loop 함수에서는 7개의 음계를 순차적으로 출력합니다. tone 함수로 음계를 출력하고, 0.5초간 대기한 후, noTone 함수로 소리를 중지합니다. - 이처럼 Tone 함수로 다양한 멜로디를 출력할 수 있습니다. FAQ Q1. Tone 함수를 이용해 소리를 출력할 때, 음의 높낮이를 정확히 맞추는 방법이 있나요? - Tone 함수에서는 주파수를 이용해 음계를 출력합니다. 따라서, 음의 높낮이를 정확히 맞추려면 주파수를 계산해서 입력해야 합니다. 예를 들어, 도5(5옥타브 도)의 주파수는 523.25Hz입니다. Q2. Tone 함수를 이용해 멜로디를 출력하는 방법이 궁금합니다. - 멜로디를 출력할 때도 Tone 함수를 이용할 수 있습니다. 멜로디는 해당 곡의 음계와 박자를 순서대로 나열한 것이므로, 해당 음계와 박자에 따라 Tone 함수를 연속으로 사용하면 됩니다. Q3. Tone 함수를 이용해 출력된 소리의 크기를 조절할 수 있나요? - Tone 함수에서는 소리의 크기를 조절하는 기능이 제공되지 않습니다. 따라서, 피에조 버저 등의 소리 출력 장치의 볼륨을 조절해야 합니다. 이를 위해, 피에조 버저의 저항을 조절하거나, 아날로그 출력 핀을 이용해 별도의 음량 조절 회로를 구성해야 합니다.

아두이노 톤 (Arduino Tone)은 아두이노 보드에서 소리를 생성하기 위한 기능입니다. 이 기능은 일련의 주파수를 생성하여 소리를 만듭니다. 아두이노 톤에는 tone() 함수와 noTone() 함수가 있습니다. tone() 함수는 톤 주파수와 길이를 설정하고 noTone() 함수는 소리를 끄는데 사용됩니다. 이 글에서는 아두이노 톤에 대해 자세히 알아보겠습니다.

1. 아두이노 톤 함수

아두이노 톤 기능은 tone() 함수와 noTone() 함수 두 가지로 구성됩니다. tone() 함수는 다음 매개변수를 사용하여 톤을 생성합니다.

tone(pin, frequency, duration)

– pin : 톤을 출력할 디지털 핀의 번호입니다. (int 값)
– frequency : 생성 할 톤의 주파수입니다. (int값)
– duration : 톤을 유지할 시간입니다. (int값)

위와 같은 구성으로 톤을 생성하는 함수입니다. tone() 함수의 예는 다음과 같습니다.

#include

void setup() {
// 톤 출력핀
toneAC.begin(9);
}

void loop() {
// 440Hz 주파수의 톤을 0.1 초간 출력
toneAC.play(440, 100);
delay(200);
// 880Hz 주파수의 톤을 0.2 초간 출력
toneAC.play(880, 200);
delay(400);
}

2. 아두이노 noTone 함수

noTone() 함수는 tone() 함수로 생성된 소리를 끌 때 사용됩니다. 아래는 noTone() 함수의 형식입니다.

noTone(pin)

– pin : 소리를 끌 디지털 핀 번호입니다. (int 값)

3. 아두이노 톤 예제

아래는 ‘아두이노 스타터 키트’에서 제공하는 톤 예제입니다. 디지털 8번 핀에 피에조 부저를 연결하면서, 피에조 부저를 이용해서 7개의 음계를 출력하는 예제입니다.

int melody[] = {
NOTE_C4, NOTE_G3,NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3,0, NOTE_B3, NOTE_C4};
int noteDurations[] = {
4, 8, 8, 4,4,4,4,4 };

void setup() {
// 출력 피에조 부저 핀 설정
pinMode(8, OUTPUT);
}

void loop() {
for (int thisNote = 0; thisNote < 8; thisNote++) { int noteDuration = 1000 / noteDurations[thisNote]; tone(8, melody[thisNote], noteDuration); int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30; delay(pauseBetweenNotes); noTone(8); } } 4. FAQ 섹션 4.1 아두이노 톤 기능이 작동하지 않습니다. 톤이 작동하지 않는 경우 다음을 확인하십시오. - 특정 핀이 제대로 연결되어 있지 않은지 확인하세요. - 입력 전압과 출력 전압의 차이 때문에 폭발하거나 연결이 제대로 되지 않도록 하는 것처럼, 보드에서 마지막으로 작동하는 것을 기억하십시오. - 시계 오르거나 시계 반대 방향으로 일정한 주파수 및 길이를 갖는 톤을 생성할 수있는지 확인하십시오. - 초기화 함수를 똑바로 설정 해보세요. 4.2 아두이노 톤 기능 너무 크게 소리를 내고 있습니다. 음을 만드는 다른 칩에 비해 아두이노 칩에서 제공하는 톤이 매우 크게 소리를 낼 수 있습니다. 피에조 부저가 연결된 핀이 강한 전류에 있지 않았는지 확인하십시오. 피에조 부저에서 수신한 방류는 그보다 높은 값 일 수 있습니다. 이것은 피에조 부저에 문제가 있을 수 있음을 나타냅니다. 4.3 tone() 함수로 생성한 소리를 모두 중지할 수는 없나요? noTone() 함수는 tone() 함수로 생성한 소리를 중지하는 데 사용됩니다. 그러나 tone() 함수로 생성한 소리 모두를 중지하지는 않습니다. 이유는 arduino가 멀티 작업 시스템과 더불어 일하며 시간이 지남에 따라 작업 부하가 계속 증가하여 더 낮은 우선 순위의 작업이 중단 될 수 있습니다. 따라서 예기치 않은 결과가 발생할 수 있습니다. 4.4 아두이노 tone() 함수가 음악을 어떻게 재생하는지 이해하지 못했습니다. tone() 함수는 쉬운 음악 생성, 고음 저음과 같은 모든 종류의 음을 만들 수 있습니다. tone() 함수의 첫 번째 변수는 톤이 출력되는 핀 입니다. 따라서 피에조 부저와 모터 같은 모든 종류의 펄스 기반 외부 장치에 톤을 출력 할 수 있습니다. 두 번째 변수는 생성 할 주파수를 결정하는 데 사용됩니다. 마지막으로, 제 3 변수는 duration를 설정합니다. 이러한 변수의 조합으로 원하는 노래를 만들 수 있습니다. 👉 추천도서 : 아두이노 스타터 키트 이것은 "THE ARDUINO STARTER KIT"에서 가져온 예제입니다. 이 책은 아두이노를 처음 접하는 사람들에게 적합합니다. 초보자부터 실력을 쌓으려는 사람까지, 이 책에서는 다양한 아두이노 프로젝트를 다루고 있습니다. 게다가 원하는 모든 부품이 포함되어 있으므로 쉽게 따라서 제작할 수 있습니다. 이 책을 보면 프로그래밍과 전자 회로 디자인등에 대한 기초지식을 습득할 수 있습니다.