Đàn piano mini hoạt động như thế nào?
Mỗi phím của đàn là một mô-đun cảm ứng điện dung. Khi ngón tay chạm vào vùng cảm ứng, mô-đun thay đổi tín hiệu ở chân đầu ra. micro:bit đọc tín hiệu đó và phát nốt nhạc tương ứng.
Dự án dưới đây dùng bốn phím cho các nốt Đô, Rê, Mi và Fa. Chương trình kiểm tra các phím theo thứ tự, vì vậy đàn phát một nốt tại một thời điểm thay vì chơi hợp âm.
Chuẩn bị linh kiện và môi trường lập trình
Chuẩn bị một micro:bit V2 có loa tích hợp, bốn mô-đun phím chạm điện dung dùng được với nguồn 3,3 V, dây nối, một bảng mở rộng chân micro:bit và cáp USB hoặc hộp pin phù hợp. Bảng mở rộng giúp nối các chân P8 và P12, vốn khó kẹp dây trực tiếp hơn các chân lớn.
Dùng trình biên tập Microsoft MakeCode cho micro:bit để lập trình. Trước khi nối dây, xem ký hiệu trên từng mô-đun để xác định chân nguồn VCC, chân đất GND và chân tín hiệu OUT. Hướng dẫn này giả định OUT ở mức 1 khi chạm; một số mô-đun có thể được cấu hình theo cách khác.
Nối bốn phím chạm với micro:bit
Ngắt nguồn micro:bit trước khi lắp mạch. Nối VCC của cả bốn mô-đun với chân 3V trên bảng mở rộng, và nối tất cả chân GND với GND của micro:bit. Chỉ dùng mô-đun hoạt động ở 3,3 V; không đưa tín hiệu 5 V vào các chân của micro:bit.
Nối OUT của phím Đô với P1, phím Rê với P2, phím Mi với P8 và phím Fa với P12. Giữ P0 không dùng cho phím chạm trong dự án này vì micro:bit V2 sử dụng chân đó cho âm thanh. Kiểm tra lại các dây nguồn, đất và tín hiệu trước khi cấp điện.
Lập trình để mỗi phím phát một nốt
Trong MakeCode, tạo khối lặp «mãi mãi». Bên trong, đặt một chuỗi điều kiện «nếu… nếu không nếu…»: đọc giá trị số của P1, P2, P8 rồi P12. Nếu chân đang xét bằng 1, dùng khối phát âm với thời lượng khoảng 120 mili giây.
Gán P1 phát 262 Hz (Đô), P2 phát 294 Hz (Rê), P8 phát 330 Hz (Mi) và P12 phát 349 Hz (Fa). Ở nhánh cuối, khi không phím nào được chạm, thêm khối tạm dừng khoảng 20 mili giây. Tải chương trình xuống micro:bit V2 và chạm lần lượt từng phím để nghe bốn nốt.
Làm mặt đàn dễ chơi hơn
Dán nhãn Đô, Rê, Mi, Fa cạnh các vùng cảm ứng và sắp chúng thành một hàng theo thứ tự từ thấp đến cao. Có thể gắn một miếng băng đồng lên vùng cảm ứng của từng mô-đun để tạo mặt phím rộng hơn, nhưng cần giữ các miếng kim loại tách rời nhau và không để chúng chạm vào VCC hoặc OUT.
Thử chơi lần lượt Đô–Rê–Mi–Fa rồi theo chiều ngược lại. Sau đó đổi thời lượng phát âm trong chương trình để nghe sự khác biệt giữa nốt ngắn và nốt dài. Khi giữ ngón tay trên một phím, chương trình sẽ phát lại nốt đó sau mỗi lần kiểm tra.
Kiểm tra khi đàn không phát đúng nốt
Nếu một phím không phản hồi, hãy kiểm tra VCC, GND và dây OUT của riêng phím đó, rồi đối chiếu chân OUT với chân được đọc trong chương trình. Nếu nốt phát liên tục dù không chạm, hãy kiểm tra mô-đun có đang xuất mức 0 khi chạm hay không; nếu có, đổi điều kiện của phím đó từ «bằng 1» sang «bằng 0».
Nếu nốt sai thứ tự, kiểm tra lại nhãn phím và các kết nối P1, P2, P8, P12. Nếu chạm nhiều phím cùng lúc, chương trình mẫu chỉ phát nốt của phím được kiểm tra trước; đó là kết quả của chuỗi «nếu… nếu không nếu…», không phải lỗi cảm biến.
Mở rộng bài học
Khi bốn phím đã hoạt động, hãy thử thay đổi tần số trong chương trình để tạo một thang âm khác. Ghi lại cặp «chân tín hiệu – nốt nhạc» trước và sau khi chỉnh sửa để thấy rõ cách phần cứng và chương trình phối hợp với nhau.
Một thử thách tiếp theo là dùng màn hình LED của micro:bit hiển thị số từ 1 đến 4 khi chạm từng phím. Nhờ đó, người học có thêm dấu hiệu trực quan để đối chiếu tín hiệu đầu vào với âm thanh đầu ra.
