פיצוח קוד גלי הקול — זמזם, תווים ותדרים

מנעול, פתק, ושתי שורות של מספרים

הגעתם לספרייה. אחרי חיפוש בין המדפים מוצא המפקח לומי מנעול צירוף מאחורי ספר מוזיקה, ובתוך הספר — פתק ועליו שתי שורות:

262 262 392 392 440 440 392 —
349 349 330 330 294 294 262 —

לומי מנסה להקליד את המספרים במנעול. כלום. "מה המספרים האלה אומרים?" הוא שואל.

אתם מסתכלים על הספר שבתוכו נמצא הפתק ושואלים: "אולי המספרים קשורים למוזיקה?"

עיניו של לומי נדלקות. "בדיוק. אלה תדרי רטט של תווים. שתי השורות האלה הן מנגינה. בוא נשמיע אותה ונראה איזה שיר זה."

הידע שצריך

מה זה זמזם

זמזם (Buzzer) הוא רכיב שממיר אות חשמלי לצליל. יש שני סוגים — אקטיבי ופסיבי. ב-micro:bit מובנה זמזם פסיבי, שיודע להוציא צלילים בתדרים שונים, ולכן יודע לנגן מנגינות ולא רק לצפצף.

איך זה עובד: כשמזרימים אות חשמלי מתחלף, הקרמיקה הפיאזואלקטרית שבתוך הזמזם רוטטת בתדר של האות. התדר קובע את גובה הצליל. שליטה בתדר ובמשך = מנגינה.

שלוש תכונות של הזמזם ב-micro:bit:

• עוצמה מתכווננת — אפשר לשלוט בקול מהתוכנית
• מגוון צלילים — תדרים שונים מייצרים תווים שונים
• טווח תדרים — מעשרות הרץ ועד עשרות אלפי הרץ, שמכסה את כל התווים הנפוצים

תווים ותדרים

כל תו הוא צליל בתדר מסוים. אם מכריחים את הזמזם לרטוט בתדר קבוע — יוצא התו המתאים.

עכשיו תסתכלו שוב על הפתק. 262 הוא דו (C4). 392 הוא סול (G4). 440 הוא לה (A4). המספרים בפתק הם בדיוק תדרים מהטבלה הזו.

קצב — BPM

מנגינה היא לא רק תווים, אלא גם קצב. את הקצב מודדים ב-BPM (פעימות לדקה). אם ה-BPM הוא N, כל פעימה נמשכת 60/N שניות. ב-120 BPM כל פעימה היא חצי שנייה.

בכתב התווים המקוצר:

• תו רגיל = פעימה אחת
• תו עם קו מתחתיו = חצי פעימה
• תו עם נקודה = פעימה וחצי
• תו עם מקף = שתי פעימות

משימה: לנגן את המנגינה

הפיענוח: לנגן את שתי השורות מהפתק ב-120 BPM.

262 262 392 392 440 440 392 —
349 349 330 330 294 294 262 —

אבני הקוד

כל האבנים האלה נמצאות בקטגוריית Music (מוזיקה):

play tone ... for ... beat — מנגנת תו. ברירת המחדל היא דו מרכזי (Middle C) לפעימה אחת.

set tempo to (bpm) — קובעת את קצב המנגינה. 120 פירושו 120 פעימות בדקה.

rest for 1 beat — שתיקה באורך פעימה.

לנגן לפי תדר במקום לפי שם

כשלוחצים על שדה התו באבן play tone, נפתחת פסנתר וירטואלית — ושם אפשר להקליד ישירות את התדר במקום לבחור תו. בדיוק מה שצריך כדי להזין את המספרים מהפתק.

התוכנית

שימו לב למבנה: set tempo נמצא ב-on start — הוא רץ פעם אחת בהתחלה. רצף התווים נמצא ב-forever — ולכן המנגינה חוזרת בלולאה.

מריצים

התעלומה מתקדמת

המנגינה מתנגנת, ושמה מתגלה: Twinkle Twinkle Little Star — כוכב קטן.

לומי מקליד את האות הראשונה של שם השיר במנעול. קליק. המדף נפתח לאט וחושף מעבר סודי.

לומי מנמיך את קולו: "תיזהרו. הרמז המרכזי לפתרון התעלומה כנראה מחכה בסוף המעבר. בואו נלך לראות."

נסו בעצמכם

• החליפו את set tempo ל-60 ואז ל-200. מה קורה למנגינה?
• נסו להזין את התדרים מהפתק ישירות (262, 392, 440…) במקום לבחור תווים בשם. יוצא אותו דבר?
• הוסיפו rest for 1 beat בין שתי השורות. איך זה נשמע?
• נגנו מנגינה שאתם מכירים. חפשו את התדרים שלה בטבלה ובנו אותה תו אחר תו.