Músicas para Arduino

Um dos posts mais populares no Dragão é o post com a marcha imperial, música tema de Darth Vader, em estilo 8 bits  para Arduino. Esse é um projeto bem simples e só precisa de um buzzer piezo. É difícil encontrar algumas músicas para Arduino, então resolvi uma coleção de músicas para Arduino em uma mesmo lugar.

Recentemente tenho me interessado bastante em música, e por isso comecei a aprender a ler partituras. Portanto, pensei que seria um bom exercício adaptar algumas partituras para Arduino. Escrevi os códigos com alguns detalhes em mente.

• Códigos compatíveis com todas ou quase todas as placas Arduino;
• Sem necessidade de instalação de bibliotecas;
• De fácil modificação e entendimento.

Para isso utilizei apenas a função tone(), que faz parte da linguagem.  A função tone() é capaz de gerar apenas um tom em apenas um pino por vez. Bibliotecas como a Tone library permitem gerar mais formas de ondas, mas utilizam timers específicos de alguns microcontroladores, o que causa incompatibilidade com muitas placas. Isso implica que os códigos aqui são monofônicos, isto é, apenas uma nota pode ser tocada de cada vez.

Update: Para saber como programo os sketches a partir das partituras, veja o outro post a respeito.

Músicas

Até o momento foram programadas as seguintes músicas:

Filmes / TV

• Cantina Band de Star Wars
• Marcha Imperial de Star Wars
• Hedwig’s theme de Harry Potter
• Tema principal de Star Wars
• Pulo da gaita de O Auto da Compadecida
• Abertura Star Trek
• Game of Thrones
• O Poderoso Chefão

Jogos

• Bloody Tears de Castlevania II
• Vampire Killer de Castlevania
• Green Hill Zone de Sonic the Hedgehog
• Mii channel
• Tema do Professor Layton de Professor Layton and the Curious Village
• Song of stomrs de The Legend of Zelda Ocarina of time
• Super Mario Bros
• Tetris  (Korobeiniki)
• Zelda’s Lullaby de The Legend of Zelda Ocarina of time
• The Legend of Zelda para o NES
• DOOM
• Canção da Jigglypuff (Pokemon)

Clássicas

• Cannon in D – Pachelbel
• Greensleeves
• Ode to Joy –  Sinfonia No. 9 de Beethoven
• Principe Igor – Borodin
• Minuet in G – Christian Petzold
• Brahms Lullaby
• Fur Elise – Beethoven

Outras

• Asa Branca – Luiz Gonzaga
• Pantera cor de rosa
• Take on me A-ha
• The lick
• The Lion sleeps tonight (A-uima-uê A-uima-uê )
• Keyboard cat
• Passo do elefantinho
• Parabéns pra você
• Feliz Natal
• Never Gonna Give you Up (Rickroll)
• Noite Feliz

Exemplo

Como exemplo vamos utilizar a música do jogo Tetris.  Basta copiar o código na IDE do Arduino e conectar um buzzer ao pino 11 da sua placa arduino, ou então conectar em qualquer pino e editar o valor da variável buzzer de acordo.

Estando o piezo conectado a placa, basta adicionar o código com a música desejada na IDE e gravar no Arduino. A variável tempo pode ser mudada para fazer a música tocar mais rápido ou mais devagar, enquanto a variável buzzer contém o número do pino a qual o piezo é conectado. O vetor melody contém cada nota da música seguida da duração da mesma.

/* 
  Tetris theme - (Korobeiniki) 
  Connect a piezo buzzer or speaker to pin 11 or select a new pin.
  More songs available at https://github.com/robsoncouto/arduino-songs                                            
                                              
                                              Robson Couto, 2019
*/

#define NOTE_B0  31
#define NOTE_C1  33
#define NOTE_CS1 35
#define NOTE_D1  37
#define NOTE_DS1 39
#define NOTE_E1  41
#define NOTE_F1  44
#define NOTE_FS1 46
#define NOTE_G1  49
#define NOTE_GS1 52
#define NOTE_A1  55
#define NOTE_AS1 58
#define NOTE_B1  62
#define NOTE_C2  65
#define NOTE_CS2 69
#define NOTE_D2  73
#define NOTE_DS2 78
#define NOTE_E2  82
#define NOTE_F2  87
#define NOTE_FS2 93
#define NOTE_G2  98
#define NOTE_GS2 104
#define NOTE_A2  110
#define NOTE_AS2 117
#define NOTE_B2  123
#define NOTE_C3  131
#define NOTE_CS3 139
#define NOTE_D3  147
#define NOTE_DS3 156
#define NOTE_E3  165
#define NOTE_F3  175
#define NOTE_FS3 185
#define NOTE_G3  196
#define NOTE_GS3 208
#define NOTE_A3  220
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_B3  247
#define NOTE_C4  262
#define NOTE_CS4 277
#define NOTE_D4  294
#define NOTE_DS4 311
#define NOTE_E4  330
#define NOTE_F4  349
#define NOTE_FS4 370
#define NOTE_G4  392
#define NOTE_GS4 415
#define NOTE_A4  440
#define NOTE_AS4 466
#define NOTE_B4  494
#define NOTE_C5  523
#define NOTE_CS5 554
#define NOTE_D5  587
#define NOTE_DS5 622
#define NOTE_E5  659
#define NOTE_F5  698
#define NOTE_FS5 740
#define NOTE_G5  784
#define NOTE_GS5 831
#define NOTE_A5  880
#define NOTE_AS5 932
#define NOTE_B5  988
#define NOTE_C6  1047
#define NOTE_CS6 1109
#define NOTE_D6  1175
#define NOTE_DS6 1245
#define NOTE_E6  1319
#define NOTE_F6  1397
#define NOTE_FS6 1480
#define NOTE_G6  1568
#define NOTE_GS6 1661
#define NOTE_A6  1760
#define NOTE_AS6 1865
#define NOTE_B6  1976
#define NOTE_C7  2093
#define NOTE_CS7 2217
#define NOTE_D7  2349
#define NOTE_DS7 2489
#define NOTE_E7  2637
#define NOTE_F7  2794
#define NOTE_FS7 2960
#define NOTE_G7  3136
#define NOTE_GS7 3322
#define NOTE_A7  3520
#define NOTE_AS7 3729
#define NOTE_B7  3951
#define NOTE_C8  4186
#define NOTE_CS8 4435
#define NOTE_D8  4699
#define NOTE_DS8 4978
#define PAUSE 0

// change this to make the song slower or faster
int tempo=144; 

// change this to whichever pin you want to use
int buzzer = 11;

// notes of the moledy followed by the duration.
// a 4 means a quarter note, 8 an eighteenth , 16 sixteenth, so on
// !!negative numbers are used to represent dotted notes,
// so -4 means a dotted quarter note, that is, a quarter plus an eighteenth!!
int melody[] = {

  //Based on the arrangement at https://www.flutetunes.com/tunes.php?id=192
  
  NOTE_E5, 4,  NOTE_B4,8,  NOTE_C5,8,  NOTE_D5,4,  NOTE_C5,8,  NOTE_B4,8,
  NOTE_A4, 4,  NOTE_A4,8,  NOTE_C5,8,  NOTE_E5,4,  NOTE_D5,8,  NOTE_C5,8,
  NOTE_B4, -4,  NOTE_C5,8,  NOTE_D5,4,  NOTE_E5,4,
  NOTE_C5, 4,  NOTE_A4,4,  NOTE_A4,8,  NOTE_A4,4,  NOTE_B4,8,  NOTE_C5,8,

  NOTE_D5, -4,  NOTE_F5,8,  NOTE_A5,4,  NOTE_G5,8,  NOTE_F5,8,
  NOTE_E5, -4,  NOTE_C5,8,  NOTE_E5,4,  NOTE_D5,8,  NOTE_C5,8,
  NOTE_B4, 4,  NOTE_B4,8,  NOTE_C5,8,  NOTE_D5,4,  NOTE_E5,4,
  NOTE_C5, 4,  NOTE_A4,4,  NOTE_A4,4, PAUSE, 4,

  NOTE_E5, 4,  NOTE_B4,8,  NOTE_C5,8,  NOTE_D5,4,  NOTE_C5,8,  NOTE_B4,8,
  NOTE_A4, 4,  NOTE_A4,8,  NOTE_C5,8,  NOTE_E5,4,  NOTE_D5,8,  NOTE_C5,8,
  NOTE_B4, -4,  NOTE_C5,8,  NOTE_D5,4,  NOTE_E5,4,
  NOTE_C5, 4,  NOTE_A4,4,  NOTE_A4,8,  NOTE_A4,4,  NOTE_B4,8,  NOTE_C5,8,

  NOTE_D5, -4,  NOTE_F5,8,  NOTE_A5,4,  NOTE_G5,8,  NOTE_F5,8,
  NOTE_E5, -4,  NOTE_C5,8,  NOTE_E5,4,  NOTE_D5,8,  NOTE_C5,8,
  NOTE_B4, 4,  NOTE_B4,8,  NOTE_C5,8,  NOTE_D5,4,  NOTE_E5,4,
  NOTE_C5, 4,  NOTE_A4,4,  NOTE_A4,4, PAUSE, 4,
  
  NOTE_E5,2,  NOTE_C5,2,
  NOTE_D5,2,   NOTE_B4,2,
  NOTE_C5,2,   NOTE_A4,2,
  NOTE_GS4,2,  NOTE_B4,4,  PAUSE,8, 
  NOTE_E5,2,   NOTE_C5,2,
  NOTE_D5,2,   NOTE_B4,2,
  NOTE_C5,4,   NOTE_E5,4,  NOTE_A5,2,
  NOTE_GS5,2,

};

// sizeof gives the number of bytes, each int value is composed of two bytes (16 bits)
// there are two values per note (pitch and duration), so for each note there are four bytes
int notes=sizeof(melody)/2/2; 

// this calculates the duration of a whole note in ms (60s/tempo)*4 beats
int wholenote = (60000 * 4) / tempo;

int divider = 0, noteDuration = 0;

void setup() {
  // iterate over the notes of the melody. 
  // Remember, the array is twice the number of notes (notes + durations)
  for (int thisNote = 0; thisNote < notes * 2; thisNote = thisNote + 2) {

    // calculates the duration of each note
    divider = melody[thisNote + 1];
    if (divider > 0) {
      // regular note, just proceed
      noteDuration = (wholenote) / divider;
    } else if (divider < 0) {
      // dotted notes are represented with negative durations!!
      noteDuration = (wholenote) / abs(divider);
      noteDuration *= 1.5; // increases the duration in half for dotted notes
    }

    // we only play the note for 90% of the duration, leaving 10% as a pause
    tone(buzzer, melody[thisNote], noteDuration*0.9);

    // Wait for the specief duration before playing the next note.
    delay(noteDuration);
    
    // stop the waveform generation before the next note.
    noTone(buzzer);
  }
}

void loop() {
  // no need to repeat the melody.
}

Depois de gravado o sketch, o arduino irá tocar a musica. O código do setup() pode ser tranferido para o loop() caso queira-se que a música se repita.

Por enquanto é isso. Tenho em mente de fazer um post sobre o processo que uso para “converter” as músicas da partitura para o arduino, mas isso fica para depois :). Edit: Link do post com o tutorial.

Obrigado pela leitura e até o próximo post o/