#define SPEAKER 7    // Определяем выход сигнала на пищалку
#define redPin 9     // ШИМ выход на красный светодиод
#define greenPin 10  // ШИМ выход на зеленый
#define bluePin 6    // ШИМ выход на синий
//  Частоты нот для мелодии ("ПОДМОСКОВНЫЕ ВЕЧЕРА")
#define Lya_little 220
#define Do 262
#define Mi 330
#define Re 294
#define Si_little 247
#define Sol 392
#define Fa 349
#define Fa_diez 370
#define Sol_diez 415
#define Si 494
#define Lya 440
// Массив нот для мелодии. Для удобства представления разбиваем на такты в столбик.
// Всего нот 38 (от 0 до 37). С 18 до 37 должен быть повтор.
int frequency_note[] = {
  Lya_little, Do, Mi, Do,  //1 первый такт, little - слева от первой октавы. 0,1,2,3
  Re, Do, Si_little,       //2  4,5,6
  Mi, Re,                  //3  7,8
  Lya_little,              //4  9
  Do, Mi, Sol, Sol,        //5  10,11,12,13
  Lya, Sol, Fa,            //6  14,15,16
  Mi,                      //7  17
  Fa_diez, Sol_diez,       //8  с 18 ноты начинается припев. 18,19
  Si, Lya, Mi,             //9
  Mi, Do, Lya_little,      //10
  Mi, Re, Fa,              //11
  Fa, Sol, Fa,             //12
  Mi, Re, Do,              //13
  Mi, Re,                  //14
  Lya_little               //15 последний такт
};
int takt_Melody = 1500;  // Длительность такта в мс при спокойной игре (можно менять!). Это число принимается за целое.
// Массив длительностей звучания нот для мелодии 1 в мс
int times_Melody[] = {
  takt_Melody / 4, takt_Melody / 4, takt_Melody / 4, takt_Melody / 4,  //1 первый такт
  takt_Melody / 2, takt_Melody / 4, takt_Melody / 4,                   //2
  takt_Melody / 2, takt_Melody / 2,                                    //3
  takt_Melody,                                                         //4
  takt_Melody / 4, takt_Melody / 4, takt_Melody / 4, takt_Melody / 4,  //5
  takt_Melody / 2, takt_Melody / 4, takt_Melody / 4,                   //6
  takt_Melody,                                                         //7
  takt_Melody / 2, takt_Melody / 2,                                    //8
  takt_Melody / 4, takt_Melody / 4, takt_Melody,                       //9 !! Увеличенная длительность
  0, takt_Melody / 4, takt_Melody / 4,                                 //10 !! Нулевая длительность, чтобы не было разрыва между нотами
  takt_Melody / 4, takt_Melody / 4, takt_Melody,                       //11 !! Увеличенная длительность
  0, takt_Melody / 4, takt_Melody / 4,                                 //12 !! Нулевая длительность
  takt_Melody / 2, takt_Melody / 4, takt_Melody / 4,                   //13
  takt_Melody / 2, takt_Melody / 2,                                    //14
  takt_Melody                                                          //15 последний такт
};

void setup() {
  pinMode(redPin, OUTPUT);    // Определяем, как выход
  pinMode(greenPin, OUTPUT);  // Определяем, как выход
  pinMode(bluePin, OUTPUT);   // Определяем, как выход
}

void loop() {
  Podmoskovnye_Vechera();
}

void Podmoskovnye_Vechera() {
  static uint32_t timer = 0;
  static byte i = 0;        // счётчик нот в массиве frequency_note[]
  static byte counter = 0;  // счётчик нот в припеве
  switch (i) {
    case 0:
    case 1:
    case 2:
    case 3:
    case 4:
    case 5:
    case 6:
    case 7:
    case 8:
    case 9:
    case 10:
    case 11:
    case 12:
    case 13:
    case 14:
    case 15:
    case 16:
    case 17:
      tone(SPEAKER, frequency_note[i], times_Melody[i]);  // Звучит i-тая нота
      if (millis() - timer >= times_Melody[i]) {
        timer = millis();
        i++;
        RGB(times_Melody[i]);
      }
      break;
    case 18:
      tone(SPEAKER, frequency_note[i], times_Melody[i]);
      if (millis() - timer >= times_Melody[i]) {
        timer = millis();
        i++;
        counter++;  // В припеве 20 нот (с 18 по 37). Инкремент счётчика нот в припеве
        RGB(times_Melody[i]);
      }
    case 19:
    case 20:
    case 21:
    case 22:
    case 23:
    case 24:
    case 25:
    case 26:
    case 27:
    case 28:
    case 29:
    case 30:
    case 31:
    case 32:
    case 33:
    case 34:
    case 35:
    case 36:
      tone(SPEAKER, frequency_note[i], times_Melody[i]);
      if (millis() - timer >= times_Melody[i]) {
        timer = millis();
        i++;
        counter++;
        RGB(times_Melody[i]);
      }
      break;
    case 37:
      tone(SPEAKER, frequency_note[i], times_Melody[i]);
      timer = millis();
      i++;
      counter++;
      RGB(times_Melody[i]);
      break;
    case 38:
      if (millis() - timer >= 2 * takt_Melody) {  // Пауза
        timer = millis();
        i = (counter >= 40) ? 0 : 18;    // Повтор с 18 до 37 ноты (припев) или с 0 ноты
        if (counter >= 40) counter = 0;  // Чтобы counter не увеличивался постоянно
      }
      break;
  }
}

void RGB(int frequency_note) {  // Функция интенсивности свечения каждого цвета RGB
  int redIntensity;
  int greenIntensity;
  int blueIntensity;
  frequency_note = map(frequency_note, 220, 494, 0, 767);
  // Определяем, в какую из 3-х зон попадает сигнал frequency_note из мах. 767 вариантов цвета.
  if (frequency_note <= 255)  // зона 1
  {
    redIntensity = 255 - frequency_note;  // красный меняется из включенного на выключенный
    greenIntensity = frequency_note;      // зеленый меняется из выключенного на включенный
    blueIntensity = 0;                    // голубой всегда выключен
  } else if (frequency_note <= 511)       // зона 2
  {
    redIntensity = 0;                               // красный всегда выключен
    greenIntensity = 255 - (frequency_note - 256);  // зеленый от включенного к выключенному
    blueIntensity = (frequency_note - 256);         // голубой от выключенного к включенному
  } else if (frequency_note >= 512)                 // зона 3
  {
    redIntensity = (frequency_note - 512);         // красный выкл. к вкл.
    greenIntensity = 0;                            // зеленый всегда выкл.
    blueIntensity = 255 - (frequency_note - 512);  // голубой от вкл. к выкл.
  }
  redIntensity = map(redIntensity, 0, 767, 0, 255);  // Приводим интенсивность свечения в соответствие с ШИМ управлением (0...255)
  greenIntensity = map(greenIntensity, 0, 767, 0, 255);
  blueIntensity = map(blueIntensity, 0, 767, 0, 255);
  analogWrite(redPin, redIntensity);  // Зажигаем светодиод с нужным ШИМ-сигналом, который пропорционален аналоговому сигналу
  analogWrite(greenPin, greenIntensity);
  analogWrite(bluePin, blueIntensity);
}