.. note:: こんにちは、FacebookのSunFounder Raspberry Pi & Arduino & ESP32愛好者コミュニティへようこそ！Raspberry Pi、Arduino、ESP32について、他の愛好者と一緒にさらに深く学びましょう。 **参加する理由** - **専門家のサポート**: 購入後の問題や技術的な課題を、コミュニティやチームのサポートを受けて解決できます。 - **学び・共有**: ヒントやチュートリアルを交換して、スキルを向上させましょう。 - **限定プレビュー**: 新製品の発表や先行公開情報をいち早く手に入れましょう。 - **特別割引**: 新製品に対する特別割引を楽しめます。 - **祝祭キャンペーンやプレゼント**: プレゼントキャンペーンやシーズンプロモーションに参加できます。 👉 一緒に探求し、創造的な活動をしてみませんか？[|link_sf_facebook|]をクリックして、今すぐ参加しましょう！ .. _py_music_player: 7.8 RFIDミュージックプレイヤーの構築 ======================================================== このプロジェクトでは、Raspberry Pi Pico 2、MFRC522 RFIDリーダー、パッシブバザー、WS2812 RGB LEDを使用して **RFIDミュージックプレイヤー** を作成します。RFIDタグに音符を記録し、それを読み取って、Picoが対応するメロディを再生し、カラフルなLED効果を表示します。このプロジェクトは、RFID技術と音楽生成を組み合わせており、RFIDカードやキーフォブにメロディを保存して共有できるようにします。 **必要なもの** このプロジェクトでは、以下の部品が必要です。 キットを購入するのが便利です。こちらのリンクからご覧いただけます： .. list-table:: :widths: 20 20 20 :header-rows: 1 * - 名前 - キット内の部品 - リンク * - Newton Lab Kit - 450+ - |link_newton_lab_kit| 以下のリンクから個別に購入することもできます。 .. list-table:: :widths: 5 20 5 20 :header-rows: 1 * - 番号 - 部品 - 数量 - リンク * - 1 - :ref:`cpn_pico_2` - 1 - |link_pico2_buy| * - 2 - Micro USBケーブル - 1 - * - 3 - :ref:`cpn_breadboard` - 1 - |link_breadboard_buy| * - 4 - :ref:`cpn_wire` - 複数 - |link_wires_buy| * - 5 - :ref:`cpn_transistor` - 1(S8050) - |link_transistor_buy| * - 6 - :ref:`cpn_resistor` - 1(1KΩ) - |link_resistor_buy| * - 7 - パッシブ :ref:`cpn_buzzer` - 1 - |link_passive_buzzer_buy| * - 8 - :ref:`cpn_mfrc522` - 1 - |link_rfid_buy| * - 9 - :ref:`cpn_ws2812` - 1 - |link_ws2812_buy| **部品の理解** * **MFRC522 RFIDリーダーモジュール**: SPIで通信する低コストのRFIDリーダー。13.56 MHzで動作するRFIDタグにデータの読み書きができます。 * **RFIDタグ/キーフォブ**: 小さなデータを保存できるパッシブデバイス。これらのタグに音符を記録します。 * **パッシブバザー**: PWM信号を駆動すると音を発生させる電子部品。音符を再生するために使用します。 * **WS2812 RGB LED**: NeoPixelとしても知られ、広範囲の色を表示でき、単一のデータラインで個別に制御できます。 **回路図** |sch_music_player| **配線図** |wiring_rfid_music_player| **コード作成** 2つのスクリプトを作成します： * ``6.5_rfid_write.py``: RFIDタグに音符を保存するためのスクリプト。 * ``7.8_rfid_music_player.py``: 保存された音符を読み取り、メロディを再生するスクリプト。 .. note:: この時、 ``mfrc522`` フォルダ内のライブラリを使用する必要があります。Picoにアップロードされているか確認し、詳細なチュートリアルは :ref:`add_libraries_py` を参照してください。 #. ``6.5_rfid_write.py`` ファイルを ``newton-lab-kit/micropython`` から開くか、このコードをThonnyにコピーして、「実行」ボタンをクリックするか、F5キーを押して実行します。 .. code-block:: python from mfrc522 import SimpleMFRC522 from machine import Pin, SPI # RFIDリーダーの初期化 reader = SimpleMFRC522(spi_id=0, sck=18, mosi=19, miso=16, cs=17, rst=9) def write_to_tag(): try: data = input("Enter data to write to the tag: ") print("Place your tag near the reader...") reader.write(data) print("Data written successfully!") finally: pass write_to_tag() #. 実行後、シェルに ``EEFGGFEDCCDEEDD EEFGGFEDCCDEDCC`` と入力し、RFIDタグをリーダーに近づけて「歓喜の歌」の楽譜を保存します。確認メッセージ「データが正常に書き込まれました！」が表示されます。 #. ``7.8_rfid_music_player.py`` ファイルを ``newton-lab-kit/micropython`` から開くか、このコードをThonnyにコピーして、「実行」ボタンをクリックするか、F5キーを押して実行します。 .. code-block:: python from mfrc522 import SimpleMFRC522 import machine import time from ws2812 import WS2812 import urandom # WS2812 LEDの設定 # ピン0に8個のWS2812 LEDストリップを初期化 ws = WS2812(machine.Pin(0), 8) # MFRC522 RFIDリーダーの設定 # 特定のピンでSPIを使ってRFIDリーダーを初期化 reader = SimpleMFRC522(spi_id=0, sck=18, miso=16, mosi=19, cs=17, rst=9) # バザー音符周波数（ヘルツ） NOTE_C4 = 262 NOTE_D4 = 294 NOTE_E4 = 330 NOTE_F4 = 349 NOTE_G4 = 392 NOTE_A4 = 440 NOTE_B4 = 494 NOTE_C5 = 523 # ピン15にバザー用PWMを初期化 buzzer = machine.PWM(machine.Pin(15)) # 音符周波数に対応する音符のリスト note = [NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_A4, NOTE_B4, NOTE_C5] # 指定された周波数と継続時間でバザーにトーンを再生する関数 def tone(pin, frequency, duration): pin.freq(frequency) # バザーの周波数を設定 pin.duty_u16(30000) # デューティサイクルを50%に設定 time.sleep_ms(duration) # 指定された継続時間だけ音を鳴らす pin.duty_u16(0) # デューティサイクルを0にして音を止める # 指定されたインデックスでWS2812 LEDをランダムな色で点灯させる関数 def lumi(index): for i in range(8): ws[i] = 0x000000 # すべてのLEDを消す ws[index] = int(urandom.uniform(0, 0xFFFFFF)) # 指定されたインデックスのLEDにランダムな色を設定 ws.write() # WS2812 LEDsに色データを書き込む # 音符テキストをインデックスにエンコードして、対応する音符を再生する関数 words = ["C", "D", "E", "F", "G", "A", "B", "N"] # 音符をテキスト文字にマッピング def take_text(text): string = text.replace(' ', '').upper() # 空白を削除し、テキストを大文字に変換 while len(string) > 0: index = words.index(string[0]) # テキスト内の最初の音符を検索 tone(buzzer, note[index], 250) # バザーで対応する音符を250ms再生 lumi(index) # 対応する音符のLEDを点灯 string = string[1:] # 次の文字に進む # RFIDカードから読み取って保存された楽譜を再生する関数 def read(): print("Reading...Please place the card...") id, text = reader.read() # RFIDカードからIDと保存されたテキストを読み取る print("ID: %s\nText: %s" % (id, text)) # IDとテキストを表示 take_text(text) # カードに保存されたテキストから楽譜を再生 # RFIDカードから読み取り、対応する楽譜を再生 read() #. 実行後、コンソールに「タグをリーダーの近くに置いてください...」と表示されます。 RFIDタグをリーダーに近づけると： * Picoがタグのデータを読み取ります。 * コンソールにタグのIDとテキストが表示されます。 * バザーがタグに保存された音符に対応するメロディを再生します。 * WS2812 LEDが音楽に合わせたエフェクトで点灯します。 **コードの理解** * RFIDとのインタラクション： * ``SimpleMFRC522`` クラスはRFIDタグへの読み書きを簡素化します。 * **データの書き込み**: ``write_to_tag()`` でユーザー入力がタグに書き込まれます。 * **データの読み取り**: ``read_and_play()`` で、タグがリーダーに近づけられた時にデータが読み取られます。 * 音楽の再生： * **音符辞書**: ``note`` 文字が周波数にマッピングされます。 * **音符の解析**: RFIDタグからのテキストはクリーンアップされ、1文字ずつ繰り返し処理されます。 * **音符の再生**: 各文字に対応する周波数がバザーで再生されます。 * LEDエフェクト： * **WS2812制御**: ``ws`` オブジェクトはRGB LEDを制御します。 * **LEDを点灯させる**: 音符ごとに、対応するLEDがランダムな色で点灯します。 * タイミング： * **音符の継続時間**: 各音符は300ミリ秒間再生されます。 * **音符間の間隔**: 音符の間には100ミリ秒の短い間隔があります。 **さらに実験する** * 自分のメロディを作成： * RFIDタグに異なる音符を記録します。 * 音符C、D、E、F、G、A、B、N（休符）を使いましょう。 * 自分の音楽RFIDタグを友達と共有できます。 * 音符の範囲を広げる： * 追加の周波数を定義して、さらに多くのオクターブを追加します。 * 音符辞書を適宜更新します。 * 視覚的な改善： * light_led関数を変更して、さまざまなLEDパターンを作成します。 * 音楽とLEDエフェクトをより密接に同期させます。 * 複数のタグで異なる曲を再生： * 複数のRFIDタグに異なるメロディをプログラムします。 * シンプルなRFIDベースの音楽ライブラリを作成します。 **制限事項の理解** * RFIDタグのデータ保存： * RFIDタグには保存容量が限られています（MFRC522の場合、通常は最大48文字まで）。 * 音楽のシーケンスは簡潔に保ちましょう。 * 音質： * パッシブバザーは単純な音しか再生できません。 * より良い音質を求めるなら、アクティブスピーカーを使い、DAC出力を使用してください。 * RFIDタグの互換性： MFRC522リーダーと互換性のあるRFIDタグを使用してください。 **結論** あなたは、Raspberry Pi Pico 2を使ってRFIDミュージックプレイヤーを作成しました！このプロジェクトは、RFID技術、音楽生成、LED制御を組み合わせ、インタラクティブで楽しい体験を提供します。RFIDタグにメロディを保存することで、さまざまな曲を簡単に共有し、再生できるようになります。