Création d'un haut-parleur pour votre Raspberry Pi à l'aide d'un élément piézo

Ajouter du son à un projet Raspberry Pi consiste simplement à brancher un moniteur HDMI avec haut-parleurs intégrés ou à connecter des haut-parleurs amplifiés au port audio. Cependant, aucune solution n'est très légère ou portable. Les projets nécessitant une faible empreinte énergétique et économe en énergie n'ont pas la place pour de gros haut-parleurs amplifiés. Cependant, pour les sons simples, le Pi peut générer des fréquences sur ses broches GPIO qui pilotent un élément piézo pour produire des sons.

Ce tutoriel vous montrera comment connecter un élément piézo-électrique bon marché à votre Pi pour produire des sons simples..


Comment ça marche

Les éléments piézoélectriques fonctionnent sur le principe que certains matériaux, tels que les cristaux, produisent de l’électricité lorsqu’ils sont soumis à des contraintes, qu’ils sont pliés ou soumis à des vibrations. Certaines utilisations d'un élément piézo incluent la détection de vibrations telles que des coups ou des sons.

Les composants piézoélectriques fonctionnent également en sens inverse: si un courant est appliqué à l'élément, il se pliera ou fléchira. En utilisant cette méthode et en appliquant un signal oscillant, l’élément vibre à la même fréquence que le signal.


Rassembler les composants et les outils

  • Raspberry Pi - Modèle A ou B avec bloc d'alimentation et carte SD
  • Élément électrique piézo
  • Fil de raccordement à noyau solide (noir et rouge)
  • Câble de raccordement femelle à femelle
  • Plastique mince pour membrane vibrante. Un morceau d'emballage en plastique a travaillé dans mon exemple
  • Super colle
  • Fer à souder et soudure
  • Troisième main outil
  • Coupe-fil / strip-teaseuse

Assemblez et raccordez l’élément piézo

Pour connecter l’élément piézo-électrique, vous devez souder les fils toronnés à un élément pouvant être connecté aux broches Pi. Si vous êtes prêt à engager des câbles de connexion dans le projet, coupez et dénudez une extrémité du câble et soudez comme ci-dessous. Les instructions ci-dessous utilisent un peu de fil de connexion pour éviter de couper les fils de liaison.

  • Fixez le fil rouge de l’élément piézo dans votre pince de troisième main et étamez le fil exposé en chauffant le fil et en le recouvrant de soudure.
  • Couper deux pouces de fil de raccordement rouge
  • Dénudez les deux extrémités du fil à l'aide de votre pince à dénuder
  • Fixez le fil de raccordement rouge dans l'autre pince de la troisième main afin qu'il chevauche le fil de l'élément piézo
  • Souder le fil rouge de l’élément piézo au fil de raccordement rouge. Vous pouvez éventuellement couvrir ce joint avec un fil thermorétractable
  • Insérez l’autre extrémité du fil de raccordement rouge dans une extrémité du fil de liaison rouge
  • Répétez les étapes ci-dessus pour le fil noir, le fil de raccordement noir et le fil de liaison noir
  • Couper un grand cercle dans le plastique pour créer une membrane vibrante pour l'élément.
  • Mettez une goutte de colle dans le centre de la membrane en plastique et poussez l’élément côté cuivre vers le bas dans la colle, en le maintenant jusqu’à ce qu’il soit bien pris. La membrane en plastique aidera à rendre le son plus fort et plus cohérent.

  • Élément sonore assemblé
  • Connectez le cavalier rouge à votre broche Pi GPIO 22 ou à la huitième broche en bas à gauche lorsque la carte SD est sur le dessus. Utilisez ce schéma de brochage pour vous aider
  • Connectez le cavalier noir à une broche de terre sur votre Pi. Troisième broche à droite devrait faire.
  • Sauteurs câblés aux broches Pi

Après ces étapes, vous devriez avoir un élément piézo assemblé sur une membrane qui amplifiera le bourdonnement de l’élément attaché à votre Pi. Cela devrait ressembler à l'image ci-dessous.

Pi assemblé et élément

Configurer le Raspberry Pi

Il existe plusieurs guides pour l’achat et l’installation d’un système d’exploitation sur votre Raspberry Pi. Suivez votre choix d'achat et d'installation. Une fois votre Raspberry Pi démarré et configuré, passez à l'étape suivante..


Installer le câblage Pi

Maintenant que l'électronique est connectée, le logiciel pour exécuter les ports GPIO est nécessaire. Le projet câblagePi permet un contrôle précis des broches GPIO à partir de la ligne de commande et du point C. Il existe également des wrappers en python et autres pour le câblage. Dans cet exemple, vous allez installer le câblage et modifier un programme exemple en C pour produire du son..

  • Assurez-vous que git est installé sur votre Pi avec la commande suivante
    sudo apt-get install git
  • Téléchargez le projet câblagePi avec Git
    git clone git: //git.drogon.net/wiringPi
  • Compiler et installer le projet câblagePi
     cd câblage

Faire de la musique avec votre Pi

Dans le répertoire des exemples du référentiel câblagePi se trouve un fichier nommé softTone.c. Ce fichier illustre l'utilisation de la fonction softToneWrite qui fait osciller la broche sélectionnée à une fréquence donnée. L'exemple de programme fait jouer une échelle à l'élément piézo. Pour vérifier que tout est correctement construit et câblé, compilez l'exemple et exécutez-le en tant que root..

 exemples de cd font softTone sudo ./softTone

Vous devriez maintenant entendre une gamme jouer à plusieurs reprises sur l'élément piézo. Utilisation CTRL C arrêter le programme. Ensuite, vous aurez un peu plus de créativité avec la musique. Suivez les instructions ci-dessous pour modifier le softTone.c programme pour jouer quelque chose d'un peu plus intéressant. Parce que le tableau échelle C’est juste une liste de fréquences, vous pouvez substituer les nombres et la taille du tableau avec ce que vous voulez. Remplacer le fichier softTone.c avec le contenu ci-dessous. En réalité, il n’ya que quelques modifications mineures à l’original. Le résultat jouera une seule ligne de mélodie et arrêtera.

 #comprendre  #comprendre  #comprendre  #comprendre  #comprendre  #define PIN 3 int scale [23] = 659, 659, 0, 659, 0, 523, 659, 0, 784, 0,0,0, 392, 0,0,0, 523, 0,0, 392 0,0330; int main () int i; câblagePiSetup (); softToneCreate (PIN); pour (i = 0; i < 23 ; ++i)  printf ("%3d\n", i) ; softToneWrite (PIN, scale [i]) ; delay (200) ;  

Faire et exécuter le ton doux programme à nouveau:

 faire softTone sudo ./softTone

Si vous écoutez attentivement, vous reconnaîtrez peut-être ce petit air. En modifiant simplement le échelle tableau et la taille de celui-ci sur la déclaration et la boucle pour vous pouvez faire la mélodie aussi courte ou longue que vous le souhaitez.


Résumé

Pour les projets qui nécessitent uniquement des sons simples et non un sous-système audio amplifié complet, un petit élément piézo peut constituer la solution idéale. Dans ce didacticiel, vous avez appris à attacher un élément piézo à votre Raspberry Pi, à installer le câblage et à utiliser un exemple tiré du package câblagePi pour lire de la musique sur l'élément..

La modification des programmes C peut ne pas convenir à tout le monde, il existe donc des wrappers de câblagePi pour python et d’autres langages. Consultez le site Web du projet câblagePi pour connaître un langage plus familier. Maintenant, vous devriez pouvoir utiliser la langue avec laquelle vous êtes à l'aise pour créer vos propres sons et mélodies..