模組介紹 : faya 雙聲道喇叭模組

學習目標 : 認識雙聲道喇叭模組的功能及使用方式

學習時間 : 40 mins
示範模組 : (1) UNO
                   (2) 雙聲道喇叭模組
工具 : (1) 樂高底板(相容)
           (2) 音源線

====================通能介紹====================
fayalab的雙聲道喇叭模組使用了一顆雙聲道音頻功率放大IC，配合可變電阻與開關的切換，也可將單聲道的音源讓左右喇叭同時撥放，或者讓雙聲道音源各別在左右喇叭撥放，獨立控制左右聲道的音量，。

• 可變電阻 : 兩顆音量旋鈕分別控制左右聲道音量，使用前記得轉到最左邊(最小聲)
• 音源座 : 可透過音源線輸入音源訊號
• 2x1排母座 : 可透過單心線輸入音源訊號
• 切換開關 - MONO: 可將雙聲道音源獨立讓兩個喇叭各別撥放 
• 切換開關 - STEREO : 可將單聲道音源讓到兩個喇叭同時撥放

====================補充原理====================

faya雙聲道喇叭模組所使用的核心IC為 TDA2822M，具有低交越失真和低靜態電流的特點，可工作於雙聲道立體聲或單聲道橋式放大模式，有興趣的人可以參考DataSheet 

模組電路圖如下，利用TDA2822推動兩顆喇叭，電阻電容則根據datasheet建議，稍作調整後接到周邊電路。輸入部分，分為左右聲道，分別透過兩個10K歐姆的可變電阻改變阻值，控制輸入音量的大小。切換開關SW1，當切換到MONO時，左右聲道的音源各自於左右喇叭撥出，當切換到STEREO時，左右聲道會混單聲道，單聲道音源會同時於左右喇叭撥出。

====================範例實作(一)====================
目標:
(1) 利用faya雙聲道喇叭模組播放手機音樂

接線:
(1) 電源線連接如下圖所示，紅色線接到VCC，黑色線接到GND，詳細連接的說明請看這篇文章 或簡易版

(2) 利用音源線，將模組與手機的耳機孔相連，並利用手機撥放音樂

範例結果:
我們首先撥放周杰倫的告白氣球的MV測試:

(1) 當SWITCH切換到MONO時，我們能夠用左邊的旋鈕控制左邊喇叭的聲音，右邊的旋鈕控制右邊喇叭的聲音

(2)當SWITCH切換到STEREO時，左右聲道的音源混在一起了，因此無論調整左邊或右邊旋鈕都能控制喇叭音量。

註: 由於只用一個麥克風收音，錄出來的影片無法辨識是由哪個喇叭發出的聲音，影片只能示意並配和文字解釋。

接著我們撥放左右聲道測試的音源:

(1) 當SWITCH切換到MONO時，當音源來自左聲道時，我們只能用左邊的旋鈕控制左邊喇叭的音量，右邊的旋鈕是無作用的，同樣的音源來自右聲道時，我們只能用右邊的旋鈕控制右邊喇叭的音量。

(2) 當SWITCH切換到STEREO時，左右聲道的音源混在一起了，因此無論調整左邊或右邊旋鈕皆能控制喇叭音量。

====================範例實作(二)====================
目標:
(1) 利用faya雙聲道喇叭模組播放Arduino產生的和弦音樂，樂譜如下

接線:

(1) 電源線連接放式和範例實作(一)相同

(2) 訊號線連接
Arduino_D2 ===> 雙聲道喇叭_L
Arduino_D3 ===> 雙聲道喇叭_R
注意到喇叭的G不需要連接

範例程式:

	// 2018/02/23
	// Faya-Nugget 範例程式 (twinkle_dual.ino)
	// 單元: 模組介紹-faya雙聲道喇叭模組
	// 網址: https://fayalab.blogspot.com/2018/02/stereospeaker.html
	// 目標 :(1) 利用Aruino撥放小星星(左聲道)及其和弦(右聲道)
	// (2) 於faya雙聲道喇叭模組撥放
	// 接線: Arduino ==> faya模組
	// D2 ==> R (雙聲道喇叭模組)
	// D3 ==> L (雙聲道喇叭模組)
	#include "pitches.h"
	#include <Tone.h>
	Tone toneLeft;
	Tone toneRight;
	//小星星的音階 (左聲道)
	int starLeft[]={NOTE_C4,NOTE_C4,NOTE_G4,NOTE_G4,NOTE_A4,NOTE_A4,NOTE_G4, \
	NOTE_F4,NOTE_F4,NOTE_E4,NOTE_E4,NOTE_D4,NOTE_D4,NOTE_C4, \
	NOTE_G4,NOTE_G4,NOTE_F4,NOTE_F4,NOTE_E4,NOTE_E4,NOTE_D4, \
	NOTE_G4,NOTE_G4,NOTE_F4,NOTE_F4,NOTE_E4,NOTE_E4,NOTE_F4,NOTE_E4,NOTE_D4, \
	NOTE_C4,NOTE_C4,NOTE_G4,NOTE_G4,NOTE_A4,NOTE_A4,NOTE_G4, \
	NOTE_F4,NOTE_F4,NOTE_E4,NOTE_E4,NOTE_D4,NOTE_D4,NOTE_E4,NOTE_C4};
	//每個音階的長度 (左聲道)
	int beatLeft[]={4,4,4,4, 4,4,2, \
	4,4,4,4, 4,4,2, \
	4,4,4,4, 4,4,2, \
	4,4,4,4, 4,8,8,4,4, \
	4,4,4,4, 4,4,2, \
	4,4,4,4, 4,8,8,2};
	//小星星的音階 (右聲道)
	int starRight[]={NOTE_C3,NOTE_C3,NOTE_E3,NOTE_E3,NOTE_F3,NOTE_F3,NOTE_E3, \
	NOTE_D3,NOTE_D3,NOTE_C3,NOTE_C3,NOTE_F3,NOTE_G3,NOTE_E3, \
	NOTE_E3,NOTE_E3,NOTE_D3,NOTE_D3,NOTE_C3,NOTE_C3,NOTE_B2, \
	NOTE_E3,NOTE_E3,NOTE_D3,NOTE_D3,NOTE_C3,NOTE_C3,NOTE_C3,NOTE_C3,NOTE_B2, \
	NOTE_C3,NOTE_C3,NOTE_E3,NOTE_E3,NOTE_F3,NOTE_F3,NOTE_E3, \
	NOTE_D3,NOTE_D3,NOTE_C3,NOTE_C3,NOTE_F3,NOTE_G3,NOTE_G3,NOTE_E3};
	//每個音階的長度
	int beatRight[]={4,4,4,4, 4,4,2, \
	4,4,4,4, 4,4,2, \
	4,4,4,4, 4,4,2, \
	4,4,4,4, 4,8,8,4,4, \
	4,4,4,4, 4,4,2, \
	4,4,4,4, 4,8,8,2};
	void setup()
	{
	toneLeft.begin(3);
	toneRight.begin(2);
	}
	void loop() {
	for(int i=0; i<=44; i++)
	{
	int durationLeft = 1000/beatLeft[i]; //左聲道每個音的撥放時間
	int durationRight = 1000/beatRight[i]; //右聲道每個音的撥放時間
	toneLeft.play(starLeft[i], durationLeft); //撥放左聲道
	toneRight.play(starRight[i],durationRight); //撥放右聲道
	int pauseBetweenNote=durationLeft * 1.15; //設定每個音中間的間隔
	delay(pauseBetweenNote);
	}
	delay(3000); //三秒後重複撥放
	}

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備註:
- 本程式需要用到Tone函式庫，請在下載後自行解壓縮到libraries資料夾
- 本程式需要用到pitches.h標頭檔，請在下載後放到和本程式同一個專案資料夾
- 程式中撥放音樂的原理和之前的文章[模組介紹:faya蜂鳴器模組]類似，大家可以參考。
- 為了讓左聲道和右聲道的音樂在同一個Loop中撥放，我們修改了一 點點樂譜，讓左聲道和右聲道讀取的音符數量相同 (同樣45個音符)。

範例結果:

討論: 

Arduino 內建的Tone()函式，由於功能的限制(Timer數量)，只能一次對一個接腳輸出一個音階，無法同時讓兩個接腳發聲，因此我們借用外來的函式庫解決此問題，在UNO上最多可以同時發出三個音階，有興趣的人可以參考函式作者網站上的解釋。我們剛好藉此機會示範此函式庫的使用方式，並且將結果展示在faya雙聲道喇叭模組上。

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