아두이노 나노로 만드는 빛과 소리 디스플레이: 미국 국가 연주

부품 및 소모품

필요한 도구

• 납땜 인두

프로젝트 개요

크리스마스 조명·음악 프로젝트 연습 중 만든 부작입니다. 아두이노 나노로 두 곡(차지 사운드, 미국 국가)을 버튼으로 선택 재생하며, LED가 음표에 맞춰 점멸합니다. 버튼을 누르지 않을 때는 랜덤한 '반짝임' 효과로 대기합니다.

데모 영상 보기

설계 포인트

• 함수 중심으로 코드를 모듈화해 음표·박자·LED 매핑을 쉽게 수정 가능
• 스타카토(스타카토) 표현을 위해 음 길이와 쉼 비율(x=0.92, y=0.08) 조절
• 곡이 진행될수록 음정이 조금씩 올라가도록 구현 (매 연주마다 1.06^3 배 상승)
• 인터럽트 핀(D3)을 차지 버튼에 연결해 즉시 반응

회로 구성

브레드보드 테스트

브레드보드에서 회로와 코드를 검증한 후 납땜했습니다.

전원 회로

9V 배터리 케이스에 스위치를 내장했으나, 별도 로커 스위치를 추가로 장착했습니다.

최종 납땜

상단 커버만 먼저 납땜하고 나중에 측면 패널을 조립하는 방식을 추천합니다.

전체 코드 (USA_ANTHEM_Updated.ino)

/* Star Spangled Banner with LEDs
   Created by Ryan Aebi, June 2018 */

// 핀 정의
const int ChargeButton = 3;  // 인터럽트 핀
const int StartButton = 5;
const int BuzzerPin = 9;
const int RedLED = 6;
const int WhiteLED = 7;
const int BlueLED = 8;

// 타이밍 변수
int n = 1000;
int DurationOn = n;
int DurationRest = n;
float x = 0.66, y = 0.34;  // 스타카토 비율 (x+y=1)
int Twinkle_Rate = 250;    // 대기 중 반짝임 주기

// 버튼 상태
int StartButtonState, ChargeButtonState;

// 음계 주파수 (Hz)
int Note1 = 233;  // Bb3
int Note2 = 294;  // D4
int Note3 = 330;  // E4
int Note4 = 349;  // F4
int Note5 = 392;  // G4
int Note6 = 440;  // A4
int Note7 = 466;  // Bb4
int Note8 = 523;  // C5
int Note9 = 587;  // D5
int Note10 = 622; // Eb5
int Note11 = 698; // F5

void Charge() { ... }           // 차지 사운드 연주 함수
void SingleDWwithNote(...) { ... } // 단일 음표+LED 재생 함수
void USNationalAnthem() { ... } // 미국 국가 전체 연주 함수
void Twinkle(int time) { ... }  // 대기 중 랜덤 LED 반짝임

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);
  }
}

배선도 및 비용 내역

프리칭(Fritzing) 회로도, 브레드보드 배선 사진, 실물 배선 사진, 부품별 구매처·가격표가 포함되어 있습니다.