
### O que é um cristal piezo-eléctrico?

Um cristal piezo-eléctrico é um tipo de cristal, natural ou sintético, capaz de gerar electricidade
a partir de uma força mecânica que o deforme e o inverso, isto é, deformar-se ao ser-lhe aplicada
uma corrente eléctrica.

No caso concreto, vamos aplicar corrente ao bicho, obrigando-o a deformar-se. Essa deformação gera
um click muito rápido. Se o conseguirmos colocar a deformar-se várias vezes por segundo,
conseguimos gerar um ruído numa dada frequência, fazendo as nossas notas musicais.

### Como fazer soar a frequência correspondente?

O _e-book_ que contém estas pequenas experiências, fornecido pela EarthShine Electronics, tem
vários erros e explicações (ou falta delas) dúbias; nesta experiência em particular, apesar do
código fornecido funcionar perfeitamente, tem um autêntico peido mental na explicação, e
poder-se-ia tomar o que está lá escrito como certo. Não está. Falta o resto da explicação, além do
erro. A parte relevante diz:

> We then create another array of data type integer and this array stores numbers that correspond
to the frequency of the tones, in Kilohertz, of each of the notes in the `names[]` array.

Os _Arrays_ de que se fala, são os seguintes:

```cpp
char names[] = { 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'a', 'b', 'C' };
int tones[] = { 1915, 1700, 1519, 1432, 1275, 1136, 1014, 956 };
```

Salta à vista de qualquer pessoa que perceba minimamente de música, que algo está errado. Logo no
parágrafo introdutório, nunca notas musicais poderiam ser na ordem destes _Kilohertz_; depois,
olhando para os _arrays_, e como é lógico, a notas mais altas não correspondem frequências mais
baixas.

Começando então do início, que frequências correspondem às notas musicais? Desde o dó médio (c)
até ao dó seguinte (C), as frequências, em _Hertz_ (e não em _Kilohertz_), são as seguintes: 261,
294, 329, 349, 392, 440, 493, 523.

Para gerar a onda quadrada necessária ao nosso piezo, temos que saber uma coisa: qual é a duração
do ciclo ligado-desligado para soar a uma frequência. A isto chama-se o período da onda, e, tal
como aprendemos em Física (ou terá sido em Matemática?), o período é o inverso da frequência. Por
exemplo, o Lá (a) tem 440 Hz, logo 1/440 = 2272 µs (microssegundos). Logo, para que o nosso piezo
toque esta frequência, tem que ser ligado e desligado neste espaço de tempo, estando nos dois
estados por metade do tempo, 1136 µs. Já vimos este número nalgum lado…

Agora que está reposta a explicação correcta, só nos falta…

### O código relevante

```cpp
// passamos o tempo correspondente a metade do periodo da nota
// que queremos tocar e a duracao, em milissegundos
//
// o piezoPin é uma variável global com o número do pino onde
// está ligado o + do piezo (neste caso, era o 9)
void playTone(int meioPeriodo, int duracao)
{
    // multiplicamos por 1000, para ficarmos com microssegundos
    // o L a seguir ao 1000 força a usar o tipo long, de 4 bits
    // o incremento é um periodo de cada vez
    for (long i = 0; i < duracao * 1000L; i += meioPeriodo * 2)
    {
        // ligamos
        digitalWrite(piezoPin, HIGH);
        // agora que está ligado, aguardamos meio período
        delayMicroseconds(meioPeriodo);
        // desligamos
        digitalWrite(piezoPin, LOW);
        // e aguardamos o resto do período que falta
        delayMicroseconds(meioPeriodo);
    }
}
```

O resultado é este som desagradável…

<YouTube video="Gf3gozIPHRA" />



Aqui há uns meses ouvi falar – e pelos vistos, já tem uns anos, desde 2005 – do
[Arduino](https://www.arduino.cc/), que é uma plataforma _open hardware_ com microcontrolador
e respectivo _software_ de programação. A ligação ao computador (para se programar o
microcontrolador, um Atmel AVR) é por USB, o que também dispensa a compra de um programador
dedicado (que é carote).

Devido a estes factores, o potencial de reutilização de projecto para
projecto é ilimitado. Quando quisermos passar um projecto para utilização definitiva, é só comprar
os componentes essenciais (basicamente, o microcontrolador e um cristal, para além dos componentes
mais comezinhos), e montar numa placa independente, continuando com a plataforma disponível para a
prototipagem de novos projectos.

<Picture
  type="blog"
  src="/images/2010/10/20101014_0008.jpg"
  alt="DFRDuino Duemilanove"
  caption="DFRDuino Duemilanove"
/>

Posto isto, a coisa agradou-me, e mandei vir um _kit_ com um
[DFRDuino Duemilanove](https://www.dfrobot.com/product-49.html), que inclui um bom conjunto de
componentes, dos quais se destacam uma _breadboard_, dezenas de resistências de vários valores,
dezenas de LED e perto de uma centena de cabos para _breadboard_. Atirei-me aos vários projectos
de iniciação, seguindo o _e-book_ elaborado de propósito para o _kit_.

A linguagem de programação é relativamente acessível (é `C`), com um conjunto de instruções
específicas relativamente curto. A única limitação que me preocupa é a memória disponível para os
programas, apenas 30 KB, o que, incrivelmente, me faz lembrar o velhinho ZX Spectrum (e esse tinha
32 KB livres) e as voltas que se tinha que dar para encaixar os programas em tão pouca memória.

Fiquem com as pequenas aventuras que já fiz do tal e-book. Peço desculpa por não ter filmado,
o que, nalguns projectos, seria mais interessante do que fotos; mas fica prometido para a próxima.

<Picture
  type="blog"
  src="/images/2010/10/20101011_0019.jpg"
  alt="Pisca-pisca"
  caption="Pisca-pisca"
/>

---

<Picture
  type="blog"
  src="/images/2010/10/20101011_0020.jpg"
  alt="Semáforo"
  caption="Semáforo"
/>

---

<Picture
  type="blog"
  src="/images/2010/10/20101011_0021.jpg"
  alt="Semáforo com peões"
  caption="Semáforo – agora com peões"
/>

---

<Picture
  type="blog"
  src="/images/2010/10/20101011_0022.jpg"
  alt="Knight Industries Two Thousand"
  caption="Knight Industries Two Thousand"
/>

---

<Picture
  type="blog"
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  alt="Mood lamp"
  caption="Mood lamp"
/>

---

<Picture
  type="blog"
  src="/images/2010/10/20101013_0016.jpg"
  alt="Fogo falso"
  caption="Fogo falso"
/>
