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Fabriquez votre piano clémentine

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Difficulté:

Vous avez envie de fabriquer un objet qui étonnera la famille ou les amis et amusera petits et grands pendant l'apéro ou le réveillon ?

Alors je vous propose de construire un instrument qui vous permettra de jouer de la musique avec des clémentines...

Les différents composants sont peu couteux et peuvent être facilement réutilisés plus tard pour un autre projet et bien sûr rien ne vous empêche de manger les touches du piano (clémentines) après le concert. Vous pouvez facilement baisser le coût de votre piano en utilisant des éléments de récupérations (haut parleur, fils...).

Retrouvez en bas du tutoriel, les liens où vous pouvez trouver et acheter le matériel nécessaire à la fabrication du piano.

Matériel :

Budget : 1€

Etape 1 : Branchement des éléments

Reproduisez l'un des 3 schémas :

- Le 1er utilise un Buzzer (passif). Il est légèrement plus simple mais le son n'est pas très harmonieux.

- Le 2ème utilise un petit haut parleur et un transistor à la place du buzzer. Le résultat est bien meilleur.

- Le 3ème est presque identique au précédent. Mais il comporte en plus un petit potentiomètre qui permet de baisser un peu le volume.

A part cela, les 3 schémas sont identiques. Par convention on utilise généralement des fils rouges pour la borne + (5V) et des fils noirs pour la borne - (masse). La couleur des autres fils n'a pas d'importance.
Sur les schémas le fil bleu est relié à la sortie n°12 de l'Arduino (avec une résistance de 100 Ω en série), afin de transmettre les notes au buzzer ou au haut parleur. Les fils jaunes (avec connecteurs Dupont mâle/mâle) sont reliés aux entrées N°2 à 9 de l'Arduino et à la breadboard. Les fils oranges sont reliés à la breadboard par un connecteur Dupont mâle et à la tige d'une clémentine par une pince crocodile. Et chacune des 8 résistances de 22 Ω est en contact avec la borne + et l'un des fils jaunes et oranges. La masse est constituée d'un objet métallique relié à la masse de l'Arduino. Elle peut être placée à droite ou à gauche des clémentines (suivant si vous êtes droitier ou gaucher).

Ne mélangez pas vos clémentines car elles constituent les touches de votre clavier. Veillez à les positionner dans le même ordre que sur le schéma. La 1ère clémentine (reliée à l'entrée n°2 de l'Arduino) doit à gauche, la 2ème (reliée à l'entrée n°3) est à sa droite et ainsi de suite jusqu'à la dernière (reliée à l'entrée n°9).

Attention, les clémentines (et les feuilles) doivent être suffisamment espacées pour ne pas se toucher. Si ça vous arrive quand même, ne vous inquiétez pas, il n'y a aucun danger (à part celui de faire quelques fausses notes).

Évidemment, si vous déplacez le piano, il faudra à chaque fois tout replacer dans l'ordre. Je vous conseille donc d'utiliser des fils de couleurs différentes afin de vous faciliter la tâche.

Etape 2 : Programmation de l'Arduino

- Télécharger l'IDE Arduino sur le site officiel
- Installez le sur votre ordinateur
- Reliez l'Arduino à l'ordinateur (prise USB)
- Lancez l'IDE Arduino et collez le code suivant :

// Piano_Banane_8_touches
int note[] = {262, 294, 330, 349, 392, 440, 494, 523}; // de DO à DO
const int BUZZER =12;
void setup() {
  // Déclaration des entrées de 2 à 9
  for(byte i=2; i<=9; i++){
   pinMode(i, INPUT);
  }
  // Déclaration de la sortie du Buzzer
  pinMode(BUZZER, OUTPUT);
}
void loop() {
  // Vérification de chaque entrées, pour voir s'il y a contact
  for(byte i=0; i<=7; i++){
    // Tant qu'un contact est détecté, l'Arduino joue la note correspondante
    while(digitalRead(i+2) == LOW){
      tone(BUZZER, note[i]);
      delay(100);
    }
    // A la fin du contact, la note s'arrête 
    noTone (BUZZER);
  }
  delay(10);
}

- Sélectionnez le type de carte correspondant à votre Arduino (Par défaut, Arduino/Genuino Uno)
- Sélectionnez le bon port COM (Ici c'est le port COM5, mais ça être un autre sur votre ordinateur)
- Lancez le téléversement, l'IDE commence à compiler le code, puis à le téléverser

Quelques secondes plus tard, vous devriez avoir un message indiquant que le téléversement est terminé (dans le cas contraire vous aurez un message d'erreur).

Etape 3 : Test du piano

- Alimentez l'Arduino (avec la prise USB ou la prise d'alimentation), il est possible qu'à cette étape le piano émette des notes aléatoires.
- Touchez la masse d'une main
- Et en même temps, touchez les clémentines (l'une après l'autre). Vous devriez entendre à chaque fois une note différente (Do, Ré, Mi, Fa, Sol, La, Si, Do). Si ça ne fonctionne pas, vérifiez vos branchements. Vous pouvez aussi améliorer le contact en humidifiant légèrement les clémentines en les frottant avec un chiffon mouillé.
- Pour jouer, vous devez toujours garder une main sur la masse, pour que l'Arduino puisse détecter le contact avec la clémentine.

Etape 4 : A vous de jouer !

Le piano clémentine ne possède que 8 notes, mais rien ne vous empêche de d'adapter le code pour modifier la note qui correspond à chacune aux clémentines. Il faut savoir que les notes correspondent à une fréquence de vibration du buzzer (ou de la membrane du haut parleur). Si vous modifiez cette fréquence cela change la note.

Dans le code, la 1ère clémentine permet de jouer la note Do de l'octave 3 (fréquence 262 Hz), la 2ème clémentine, Ré de l'octave 3 (fréquence 294 Hz) etc...

Par exemple, si vous remplacez la ligne :

int note[] = {262, 294, 330, 349, 392, 440, 494, 523}; // de DO à DO

par :

int note[] = {294, 330, 349, 392, 440, 494, 523, 587}; // de RE à RE

Après avoir reprogrammé l'Arduino, vous obtiendrez les notes (Ré, Mi, Fa, Sol, La, Si, Do, Ré). Vous pouvez aussi changer d'octave :

int note[] = {130, 147, 165, 174, 196, 220, 247, 262}; // Octave 2

ou

int note[] = {523, 587, 659, 698, 783, 880, 988, 1046}; // Octave 4

Vous trouverez les fréquences des notes ici.

Etape 5 : [OPTIONNEL] Testez avec d'autres objets

Tous les fruits et légumes contenant suffisamment d'eau devraient fonctionner, j'ai réussi avec succès à jouer de la musique avec des bananes, des tomates, des pommes de terre et des champignons de Paris. Mais cela fonctionne aussi avec de la pâte à modeler, un verre d'eau, la mine  en graphite d'un crayon de papier ainsi que tous les objets métalliques (pièces de monnaie, rondelles, cuillères...).

Alors je vous invite à tester avec vos enfants les objets les plus insolites et à partager dans les commentaires les résultats de vos expériences.

Amusez-vous bien !

Etape 6 : Pour aller plus loin :

Le piano clémentine est une adaptation du piano banane contenu dans mon livre :

Arduino - Apprivoisez l'électronique et le codage (Editions ENI)

Il s'adresse surtout aux débutants et permet de découvrir en douceur le monde de l'Arduino. Mais vous y trouverez beaucoup d'autres exemples d'utilisation de l'Arduino (feux de circulation, message en morse, enregistrement de l'évolution des températures, manette de jeu, Simon, fabrication d'un clône de l'Arduino, communication (bus I2C, liaisons série, Bluetooth, radio, infrarouge, Ethernet, Wi-Fi et en USB avec le Raspberry Pi)...

Et si vous êtes un utilisateur confirmé, il peut aussi servir d'aide mémoire car les composants et modules les plus courants sont détaillé avec un exemple de code et de branchement. Et surtout, à la fin du livre, vous pourrez retrouver toutes les instructions du langage Arduino.

Bonne lecture.

Etape 7 : Retrouvez le tuto en vidéo !

Etape 8 :

Etape 9 :

Sources :

Pour en savoir plus sur mon livre et le commander par ici (ou par ici).

Retrouvez-moi sur mon blog.

Retrouvez le matériel nécessaire à acheter ci-dessous pour fabriquer à votre tour un piano clémentine :



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