Arduino Licht & Geluid Display: VS Volkslied

Onderdelen en Benodigdheden

Benodigde Tools

• Solderbout

Over Dit Project

Dit project speelt twee melodieën met gesynchroniseerde LED-animaties: de US Volkslied (The Star-Spangled Banner) en een Charge-fanfare. Tussen de liedjes door geeft een "twinkle" effect willekeurige lichtflitsen.

De code maakt zwaar gebruik van functies om de noten en LED-sturing modulair te houden. Doel: delen van ontwerp/coderingslessen voor soortgelijke projecten.

Hardware Ontwerp

• LED's: 3 kanalen (Rood/Wit/Blauw), elk met 2 LED's parallel + 330Ω weerstand. Max stroom ~20 mA per kanaal (veilig voor Nano pinnen).
• Knoppen: Start-knop (pin D5), Charge-knop (pin D3, interrupt-capable).
• Buzzer: Pin D9 (PWM).
• Voeding: 9V blokbatterij met kipschakelaar.

Code Structuur

Constanten & Variabelen

Frequenties voor noten (Bb3 tot F5), timing variabelen (n = basisduur), staccato factoren (x=0.92, y=0.08), en knop statussen.

Hoofdfuncties

• Charge() – speelt de korte fanfare met LED-sequentie.
• SingleDWwithNote(hz, pin, duur, staccato) – speelt één toon met bijbehorende LED, optioneel staccato.
• USNationalAnthem() – speelt het complete volkslied (34 measures) met gedetailleerde noten/LED mapping. Inclusief tempo-veranderingen (ritardando) en toonhoogte-verschuiving (+3 halftonen) na afloop.
• Twinkle() – willekeurige LED flitsen tijdens wachten op knopindruk.

Setup & Loop

Pinnen configureren (INPUT_PULLUP voor knoppen, OUTPUT voor LED's/buzzer). In loop() worden knoppen uitgelezen: Start → volkslied, Charge → fanfare, anders → twinkle.

Code (Volledig)

/* Star Spangled Banner met LEDs
   Gemaakt door Ryan Aebi, juni 2018 */
const int ChargeButton = 3;
const int StartButton = 5;
const int BuzzerPin = 9;
const int RedLED = 6;
const int WhiteLED = 7;
const int BlueLED = 8;

int n = 1000;
int DurationOn = n, DurationRest = n;
float x = 0.66, y = 0.34;
int Twinkle_Rate = 250;
int StartButtonState, ChargeButtonState;

// Noten frequenties (Hz)
int Note1 = 233, Note2 = 294, Note3 = 330, Note4 = 349;
int Note5 = 392, Note6 = 440, Note7 = 466, Note8 = 523;
int Note9 = 587, Note10 = 622, Note11 = 698;

void Charge() { /* ... */ }
void SingleDWwithNote(int HZ, int TurnOn, int Duration, int Staccato) { /* ... */ }
void USNationalAnthem() { /* ... 300+ regels noten ... */ }
void Twinkle(int Twinkle_Time) { /* ... */ }

void setup() {
  pinMode(ChargeButton, INPUT_PULLUP);
  pinMode(StartButton, INPUT_PULLUP);
  pinMode(RedLED, OUTPUT);
  pinMode(WhiteLED, OUTPUT);
  pinMode(BlueLED, OUTPUT);
  pinMode(BuzzerPin, OUTPUT);
  digitalWrite(RedLED, LOW);
  digitalWrite(WhiteLED, LOW);
  digitalWrite(BlueLED, LOW);
}

void loop() {
  StartButtonState = digitalRead(StartButton);
  ChargeButtonState = digitalRead(ChargeButton);
  if (StartButtonState == LOW) USNationalAnthem();
  else if (ChargeButtonState == LOW) Charge();
  else Twinkle(Twinkle_Rate);
}

De volledige notensequentie van USNationalAnthem() is in de originele code te vinden.

Schema's

Zie de Fritzing schema's voor breadboard layout, soldering layout, en kostenoverzicht.