Jukebox mit Klingeltönen – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Inhalt

7 Minuten

RTTTL Klingeltöne

RTTTL (Ring Tone Text Transfer Language) sind Klingeltöne, die ursprünglich von Nokia für ihre Mobiltelefone entwickelt wurden. Ein Klingelton muss drei Bestandteile haben:

den Namen des Klingeltons
die Standardvorgaben: die Dauer der Noten und die verwendete Oktave
die durch Kommata getrennten Noten (internationale Notenbezeichnung c, d, e, f, g, a, b) alle Teile sind durch einen Doppelpunkt getrennt

Beispiel Te Deum:

TeDeum:d=4,o=5,b=63:8c,8f,16f,16g,8a

d=4: Standardnotenlänge Viertelnote

o=5: Angabe der Oktave

b=63: Abspielgeschwindigkeit 63 Schläge pro Minute

8c: Note C als Achtelnote gespielt

Klingeltöne zum Download bei 🔗PICAXE

Jukebox im Seriellen Monitor

Das Programm verwendet im ersten Schritt den Seriellen Monitor um verschiedene Melodien abzuspielen.

So sieht es aus:

Verwendete Hardware

Der Lautsprecher wird mit dem Signalpin (gelbes Kabel) an den Pin 7 des Arduinos angeschlossen, das schwarze Kabel führt zu GND am Arduino. Der Widerstand dient nur dazu die Lautstärke zu reduzieren.

Benötigte Bibliothek installieren

Klicke auf das Symbol Bibliothek und suche im nächsten Dialog nach der Bibliothek PlayRtttl.

Definition der Variablen und Einbinden der Bibliothek

Die Klingeltöne müssen für den Befehl zum Abspielen als char-Array definiert werden. Die eckigen Klammern zeigen, dass es sich um ein Array handelt.

Titel und Interpret sollen aus dem Array extrahiert werden. Der erste Doppelpunkt markiert den Beginn der Noten.
Der / dient als Trennung zwischen Interpret und Titel.

Leerzeichen sind in Variablen nicht erlaubt.
Bei Titel, die ein Leerzeichen enthalten, wird es zunächst mit einem Unterstrich „maskiert“. Der Unterstrich wird später durch ein Leerzeichen ersetzt.

#include "PlayRtttl.hpp"

#define Lautsprecher 7

// Interpret und Titel als String
String TitelSong;

char TeDeum[] =
"Charpentier/Te_Deum:d=4,o=5,b=63:8c,8f,16f,16g,8a,8f,c6,8a,8a,8a#,16c6,16a#,16a,16a#,8c6,16g,16f,16g,16a,8g,8c,8f,16f,16g,8a,8f,c6,8a,8a,16a#,16c6,16a,16a#,g,16f,2f";

char FuerElise[] =
"Beethoven/Für_Elise:d=8,o=5,b=125:32p,e6,d#6,e6,d#6,e6,b,d6,c6,4a.,32p,c,e,a,4b.,32p,e,g#,b,4c.6,32p,e,e6,d#6,e6,d#6,e6,b,d6,c6,4a.,32p,c,e,a,4b.,32p,d,c6,b,2a";

char OdeandieFreude[] =
"Beethoven/Ode_an_die_Freude:d=4,o=6,b=100:a5,a5,a_5,c,c,a_5,a5,g5,f5,f5,g5,a5,a.5,8g5,2g5,";

char Bolero[] =
"Ravel/Bolero:d=4,o=5,b=80:c6,8c6,16b,16c6,16d6,16c6,16b,16a,8c6,16c6,16a,c6,8c6,16b,16c6,16a,16g,16e,16f,2g,16g,16f,16e,16d,16e,16f,16g,16a,g,g,";

#include "PlayRtttl.hpp"

#define Lautsprecher 7

// Interpret und Titel als String

String TitelSong;

char TeDeum[] =

"Charpentier/Te_Deum:d=4,o=5,b=63:8c,8f,16f,16g,8a,8f,c6,8a,8a,8a#,16c6,16a#,16a,16a#,8c6,16g,16f,16g,16a,8g,8c,8f,16f,16g,8a,8f,c6,8a,8a,16a#,16c6,16a,16a#,g,16f,2f";

char FuerElise[] =

"Beethoven/Für_Elise:d=8,o=5,b=125:32p,e6,d#6,e6,d#6,e6,b,d6,c6,4a.,32p,c,e,a,4b.,32p,e,g#,b,4c.6,32p,e,e6,d#6,e6,d#6,e6,b,d6,c6,4a.,32p,c,e,a,4b.,32p,d,c6,b,2a";

char OdeandieFreude[] =

"Beethoven/Ode_an_die_Freude:d=4,o=6,b=100:a5,a5,a_5,c,c,a_5,a5,g5,f5,f5,g5,a5,a.5,8g5,2g5,";

char Bolero[] =

"Ravel/Bolero:d=4,o=5,b=80:c6,8c6,16b,16c6,16d6,16c6,16b,16a,8c6,16c6,16a,c6,8c6,16b,16c6,16a,16g,16e,16f,2g,16g,16f,16e,16d,16e,16f,16g,16a,g,g,";

Der setup-Teil

Hier wird der Serielle Monitor gestartet und das Menü angezeigt.

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);

  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial) { ; }
  delay(500);

  // Menü im Seriellen Monitor
  Serial.println("1: Te Deum");
  Serial.println("2: Für Elise");
  Serial.println("3: Ode an die Freude");
  Serial.println("4: Bolero");
  Serial.println("5: Titel anzeigen");
  Serial.println("--------------------");
}

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// auf serielle Verbindung warten

while (!Serial) { ; }

delay(500);

// Menü im Seriellen Monitor

Serial.println("1: Te Deum");

Serial.println("2: Für Elise");

Serial.println("3: Ode an die Freude");

Serial.println("4: Bolero");

Serial.println("5: Titel anzeigen");

Serial.println("--------------------");

}

Der loop-Teil

Erläuterungen der Anweisungen:

while (Serial.available();

1	while (Serial.available();

Die nächsten Anweisungen werden nur dann ausgeführt, wenn im Seriellen Monitor etwas eingegeben wird

char Zeichen = Serial.read();

1	char Zeichen = Serial.read();

Vom Seriellen Monitor wird ein Zeichen gelesen

if (Zeichen == '1')

1	if (Zeichen == '1')

Wenn 1 eingegeben wurde, werden die Anweisungen in den geschweiften Klammern ausgeführt

Entsprechende Anweisungen gelten für die übrigen Ziffern

TitelSong = String(TeDeum);

1	TitelSong = String(TeDeum);

Für die „Weiterverarbeitung“ muss das char-Array in einen String umgewandelt werden

ZeigeTitel();

1	ZeigeTitel();

Aufruf der Funktion Zeigetitel (Erläuterung im nächsten Abschnitt)

playRtttlBlocking(Lautsprecher, TeDeum);

1	playRtttlBlocking(Lautsprecher, TeDeum);

Alternativ:

startPlayRtttl(Lautsprecher, TeDeum);
while (updatePlayRtttl()) 
{
  delay(1);
}

startPlayRtttl(Lautsprecher, TeDeum);

while (updatePlayRtttl())

{

delay(1);

}

Titel auf dem Pin des Lautsprechers abspielen

void loop() 
{ 
  // auf serielle Eingabe warten 
  while (Serial.available() > 0) 
  { 
    // Eingabe im Seriellen Monitor lesen 
    char Zeichen = Serial.read(); 

    if (Zeichen == '1') 
    { 
      // char-Array des Titels in String umwandeln 
      TitelSong = String(TeDeum); 

      // Funktion aufrufen, Interpret/Titel extrahieren 
      ZeigeTitel(); 

      // Titel spielen 
      playRtttlBlocking(Lautsprecher, TeDeum); 
    } 

    if (Zeichen == '2') 
    { 
      TitelSong = String(FuerElise); 
      ZeigeTitel(); 
      playRtttlBlocking(Lautsprecher, FuerElise); 
    } 
    
    if (Zeichen == '3') 
    { 
      TitelSong = String(OdeandieFreude); 
      ZeigeTitel(); 
      playRtttlBlocking(Lautsprecher, OdeandieFreude); 
    } 

    if (Zeichen == '4') 
    { 
      TitelSong = String(Bolero); 
      ZeigeTitel(); 
      playRtttlBlocking(Lautsprecher, Bolero); 
    } 

    if (Zeichen == '5') 
    { 
      Serial.println("1: Te Deum"); 
      Serial.println("2: Für Elise"); 
      Serial.println("3: Ode an die Freude"); 
      Serial.println("4: Bolero"); 
      Serial.println("5: Titel anzeigen"); 
      Serial.println("--------------------");      
    } 
  } 
}

void loop()

{

// auf serielle Eingabe warten

while (Serial.available() > 0)

{

// Eingabe im Seriellen Monitor lesen

char Zeichen = Serial.read();

if (Zeichen == '1')

{

// char-Array des Titels in String umwandeln

TitelSong = String(TeDeum);

// Funktion aufrufen, Interpret/Titel extrahieren

ZeigeTitel();

// Titel spielen

playRtttlBlocking(Lautsprecher, TeDeum);

}

if (Zeichen == '2')

{

TitelSong = String(FuerElise);

ZeigeTitel();

playRtttlBlocking(Lautsprecher, FuerElise);

}

if (Zeichen == '3')

{

TitelSong = String(OdeandieFreude);

ZeigeTitel();

playRtttlBlocking(Lautsprecher, OdeandieFreude);

}

if (Zeichen == '4')

{

TitelSong = String(Bolero);

ZeigeTitel();

playRtttlBlocking(Lautsprecher, Bolero);

}

if (Zeichen == '5')

{

Serial.println("1: Te Deum");

Serial.println("2: Für Elise");

Serial.println("3: Ode an die Freude");

Serial.println("4: Bolero");

Serial.println("5: Titel anzeigen");

Serial.println("--------------------");

}

Die Funktion ZeigeTitel

Der loop-Teil ruft die Funktion ZeigeTitel auf. Der String Titelsong muss jetzt nach Namen des Interpreten und Namen des Titels getrennt werden.

⇒Funktionen

Nach dem ersten Doppelpunkt suchen (indexOf) und mit substring den ersten Teil vom ersten Buchstaben (0) bis zum : extrahieren

TitelSong = TitelSong.substring(0, TitelSong.indexOf(":"));

1	TitelSong = TitelSong.substring(0, TitelSong.indexOf(":"));

Alle _ durch Leerzeichen ersetzen

TitelSong.replace("_", " ");

1	TitelSong.replace("_", " ");

Die Buchstaben im String TitelSong von 0 bis zum / enthalten den Interpreten

String Interpret = TitelSong.substring(0, TitelSong.indexOf("/"));

1	String Interpret = TitelSong.substring(0, TitelSong.indexOf("/"));

Der zweite Teil des Strings TitelSong enthält den Titel. Er beginnt mit dem Zeichen hinter dem / (+1) und endet mit der Länge des Strings (length)

String Titel = TitelSong.substring(TitelSong.indexOf("/") + 1, TitelSong.length());

1	String Titel = TitelSong.substring(TitelSong.indexOf("/") + 1, TitelSong.length());

void ZeigeTitel() 
{ 
  // Teil des Strings bis zum # kürzen, enthält die Informationen zu Interpret und Titel
  TitelSong = TitelSong.substring(0, TitelSong.indexOf(":")); 

  // _ durch leerzeichen ersetzen 
  TitelSong.replace("_", " "); 

  // erster Teil des Strings bis zum / -> Name des Interpreten 
  String Interpret = TitelSong.substring(0, TitelSong.indexOf("/")); 

  // zweiter Teil des Strings vom / + 1 bis zum Ende des Strings -> Name des Titels 
  String Titel = TitelSong.substring(TitelSong.indexOf("/") + 1, TitelSong.length()); 

  Serial.println("Spiele:"); 

  // Interpret anzeigen 
  Serial.print(Interpret + " "); 

  // Titel anzeigen 
  Serial.println(Titel); 
  Serial.println("---------------------------"); 
}

void ZeigeTitel()

{

// Teil des Strings bis zum # kürzen, enthält die Informationen zu Interpret und Titel

TitelSong = TitelSong.substring(0, TitelSong.indexOf(":"));

// _ durch leerzeichen ersetzen

TitelSong.replace("_", " ");

// erster Teil des Strings bis zum / -> Name des Interpreten

String Interpret = TitelSong.substring(0, TitelSong.indexOf("/"));

// zweiter Teil des Strings vom / + 1 bis zum Ende des Strings -> Name des Titels

String Titel = TitelSong.substring(TitelSong.indexOf("/") + 1, TitelSong.length());

Serial.println("Spiele:");

// Interpret anzeigen

Serial.print(Interpret + " ");

// Titel anzeigen

Serial.println(Titel);

Serial.println("---------------------------");

}

Jukebox mit Tastenpad und LCD

Die Tasten eines Tastenpads sollen jetzt die Titel auswählen.

So sieht es aus:

Benötigte Bauteile:

Lautsprecher
Tastenpad
4-zeiliges LCD mit I²C-Schnittstelle
Leitungsdrähte

Der Schaltplan

(Fahre mit der Maus über das Bild, um die Bezeichnungen der Bauteile zu sehen)

Zusätzlich benötigte Bibliothek installieren

Klicke auf das Symbol Bibliothek und suche im nächsten Dialog nach der Bibliothek LiquidCrystal I2C.

Definition der Variablen und Einbinden der Bibliotheken

#include "PlayRtttl.hpp"
#include "LiquidCrystal_I2C.h"

// Name des LCDs (lcd) festlegen
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

#define Lautsprecher  7

// Variable für die gedrückte Taste des Tastenpads
int GedrueckteTaste;

String TitelSong;

char TeDeum[] =
"Charpentier/Te_Deum:d=4,o=5,b=63:8c,8f,16f,16g,8a,8f,c6,8a,8a,8a#,16c6,16a#,16a,16a#,8c6,16g,16f,16g,16a,8g,8c,8f,16f,16g,8a,8f,c6,8a,8a,16a#,16c6,16a,16a#,g,16f,2f";

char FuerElise[] =
"Beethoven/Für_Elise:d=8,o=5,b=125:32p,e6,d#6,e6,d#6,e6,b,d6,c6,4a.,32p,c,e,a,4b.,32p,e,g#,b,4c.6,32p,e,e6,d#6,e6,d#6,e6,b,d6,c6,4a.,32p,c,e,a,4b.,32p,d,c6,b,2a";

char OdeandieFreude[] =
"Beethoven/Ode_an_die_Freude:d=4,o=6,b=100:a5,a5,a_5,c,c,a_5,a5,g5,f5,f5,g5,a5,a.5,8g5,2g5,";

char Bolero[] =
"Ravel/Bolero:d=4,o=5,b=80:c6,8c6,16b,16c6,16d6,16c6,16b,16a,8c6,16c6,16a,c6,8c6,16b,16c6,16a,16g,16e,16f,2g,16g,16f,16e,16d,16e,16f,16g,16a,g,g,";

#include "PlayRtttl.hpp"

#include "LiquidCrystal_I2C.h"

// Name des LCDs (lcd) festlegen

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

#define Lautsprecher 7

// Variable für die gedrückte Taste des Tastenpads

int GedrueckteTaste;

String TitelSong;

char TeDeum[] =

"Charpentier/Te_Deum:d=4,o=5,b=63:8c,8f,16f,16g,8a,8f,c6,8a,8a,8a#,16c6,16a#,16a,16a#,8c6,16g,16f,16g,16a,8g,8c,8f,16f,16g,8a,8f,c6,8a,8a,16a#,16c6,16a,16a#,g,16f,2f";

char FuerElise[] =

"Beethoven/Für_Elise:d=8,o=5,b=125:32p,e6,d#6,e6,d#6,e6,b,d6,c6,4a.,32p,c,e,a,4b.,32p,e,g#,b,4c.6,32p,e,e6,d#6,e6,d#6,e6,b,d6,c6,4a.,32p,c,e,a,4b.,32p,d,c6,b,2a";

char OdeandieFreude[] =

"Beethoven/Ode_an_die_Freude:d=4,o=6,b=100:a5,a5,a_5,c,c,a_5,a5,g5,f5,f5,g5,a5,a.5,8g5,2g5,";

char Bolero[] =

"Ravel/Bolero:d=4,o=5,b=80:c6,8c6,16b,16c6,16d6,16c6,16b,16a,8c6,16c6,16a,c6,8c6,16b,16c6,16a,16g,16e,16f,2g,16g,16f,16e,16d,16e,16f,16g,16a,g,g,";

Der setup-Teil

Im setup-Teil wird das LCD gestartet.

Der loop-Teil

Das gedrückte Taste des Tastenpads wird mit analogRead am Eingang A0 abgefragt:

int Analogwert = analogRead(A0);

Die Analogen Eingänge liefern Werte zwischen 0 und 1023. Je nach gedrückter Taste ergeben sich diese Werte:

Eine switch case Abfrage weist je nach Wert die entsprechende Aktion zu.

Beispiel Abfrage der linken Taste:

int Analogwert = analogRead(A0);

switch (Analogwert)
{
  case 0 ... 20:
      // char-Array des Titels in String umwandeln
      TitelSong = String(TeDeum);

      // Funktion aufrufen, Interpret/Titel extrahieren
      ZeigeTitel(TitelSong);

      // Titel spielen
      playRtttlBlocking(Lautsprecher, TeDeum);
      break;

int Analogwert = analogRead(A0);

switch (Analogwert)

{

case 0 ... 20:

// char-Array des Titels in String umwandeln

TitelSong = String(TeDeum);

// Funktion aufrufen, Interpret/Titel extrahieren

ZeigeTitel(TitelSong);

// Titel spielen

playRtttlBlocking(Lautsprecher, TeDeum);

break;

case 0 … 20 fragt den Wertebereich zwischen 0 und 20 ab. Die übrigen Wertebereiche werden entsprechend zugewiesen.

Beachte das Leerzeichen vor und hinter den drei Punkten!

Der vollständige loop-Teil:

void loop() 
{ 
  // Tastenpad am Eingang A0 abfragen 
  int Analogwert = analogRead(A0); 
  
  // linke Taste; 
  switch (Analogwert) 
  { 
    case 0 ... 20: 
      // char-Array des Titels in String umwandeln 
      TitelSong = String(TeDeum); 

      // Funktion aufrufen, Interpret/Titel extrahieren 
      ZeigeTitel(); 

      // Titel spielen 
      playRtttlBlocking(Lautsprecher, TeDeum); 
      break; 

    // obere Taste 
    case 30 ... 60: 
      TitelSong = String(FuerElise); 
      ZeigeTitel(); 
      playRtttlBlocking(Lautsprecher, FuerElise); 
      break; 

    // rechte Taste 
    case 70 ... 120: 
      TitelSong = String(OdeandieFreude); 
      ZeigeTitel(); 
      playRtttlBlocking(Lautsprecher, OdeandieFreude); 
      break; 

    // untere Taste 
    case 150 ... 200: 
      TitelSong = String(Bolero); 
      ZeigeTitel(); 
      playRtttlBlocking(Lautsprecher, Bolero); 
      break; 

    // rechte äußere Taste 
    case 300 ... 400: 
      lcd.clear(); 
      lcd.setCursor(0, 0); 
      lcd.print("1: Te Deum"); 
      lcd.setCursor(0, 1); 
      lcd.print("2: F\365r Elise"); 
      lcd.setCursor(0, 2); 
      lcd.print("3: Ode an die Freude"); 
      lcd.setCursor(0, 3); 
      lcd.print("4: Bolero"); 
      break; 
  } 
}

void loop()

{

// Tastenpad am Eingang A0 abfragen

int Analogwert = analogRead(A0);

// linke Taste;

switch (Analogwert)

{

case 0 ... 20:

// char-Array des Titels in String umwandeln

TitelSong = String(TeDeum);

// Funktion aufrufen, Interpret/Titel extrahieren

ZeigeTitel();

// Titel spielen

playRtttlBlocking(Lautsprecher, TeDeum);

break;

// obere Taste

case 30 ... 60:

TitelSong = String(FuerElise);

ZeigeTitel();

playRtttlBlocking(Lautsprecher, FuerElise);

break;

// rechte Taste

case 70 ... 120:

TitelSong = String(OdeandieFreude);

ZeigeTitel();

playRtttlBlocking(Lautsprecher, OdeandieFreude);

break;

// untere Taste

case 150 ... 200:

TitelSong = String(Bolero);

ZeigeTitel();

playRtttlBlocking(Lautsprecher, Bolero);

break;

// rechte äußere Taste

case 300 ... 400:

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("1: Te Deum");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("2: F\365r Elise");

lcd.setCursor(0, 2);

lcd.print("3: Ode an die Freude");

lcd.setCursor(0, 3);

lcd.print("4: Bolero");

break;

}

Die Funktion ZeigeTitel

Die Funktion ZeigeTitel zeigt Interpret und Titel auf dem LCD an.

void ZeigeTitel() 
{ 
  // Teil des Strings bis zum ersten Doppelpunkt kürzen, enthält die Informationen zu Interpret und Titel
  TitelSong = TitelSong.substring(0, TitelSong.indexOf(":")); 

  // _ durch leerzeichen ersetzen 
  TitelSong.replace("_", " "); 

  // erster Teil des Strings bis zum / -> Name des Interpreten 
  String Interpret = TitelSong.substring(0, TitelSong.indexOf("/")); 

  // zweiter Teil des Strings vom / + 1 bis zum Ende des Strings -> Name des Titels 
  String Titel = TitelSong.substring(TitelSong.indexOf("/") + 1, TitelSong.length()); 

   // Titel auf dem LCD anzeigen 
  lcd.clear(); 
  lcd.setCursor(0, 0); 
  lcd.print("Spiele:"); 
  lcd.setCursor(0, 1); 
  lcd.print(Interpret); 
  lcd.setCursor(0, 2); 
  lcd.print(Titel); 
}

void ZeigeTitel()

{

// Teil des Strings bis zum ersten Doppelpunkt kürzen, enthält die Informationen zu Interpret und Titel

TitelSong = TitelSong.substring(0, TitelSong.indexOf(":"));

// _ durch leerzeichen ersetzen

TitelSong.replace("_", " ");

// erster Teil des Strings bis zum / -> Name des Interpreten

String Interpret = TitelSong.substring(0, TitelSong.indexOf("/"));

// zweiter Teil des Strings vom / + 1 bis zum Ende des Strings -> Name des Titels

String Titel = TitelSong.substring(TitelSong.indexOf("/") + 1, TitelSong.length());

// Titel auf dem LCD anzeigen

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Spiele:");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(Interpret);

lcd.setCursor(0, 2);

lcd.print(Titel);

}

RTTTL Klingeltöne

Jukebox im Seriellen Monitor

Verwendete Hardware

Benötigte Bibliothek installieren

Definition der Variablen und Einbinden der Bibliothek

Der setup-Teil

Der loop-Teil

Die Funktion ZeigeTitel

Jukebox mit Tastenpad und LCD

Benötigte Bauteile:

Der Schaltplan

Zusätzlich benötigte Bibliothek installieren

Definition der Variablen und Einbinden der Bibliotheken

Der setup-Teil

Der loop-Teil

Die Funktion ZeigeTitel

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