DARRERES MODIFICACIONS

---

Després de presentar el projecte a la Fira, vam confirmar que el paper d'alumini és molt feble i es trenca fàcilment. Per això hem decidit millorar-lo utilitzar làmines d'alumini que són més rígides, i per estilitzar-lo hem pintat els semitons de negre.

Ens hem trobat amb algunes dificultats a l'hora de fer els canvis de material, tant en qüestions del programa com en qüestions físiques.

En aquest vídeo podeu veure un "fail" curiós en el que el teclat ha cobrat vida pròpia, intentant transformar-se en DJ ... misteris de l'electrònica

PRESENTACIÓ A LA FIRA DE PROJECTES CTC-BCN

---

El 31 de gener vam presentar el nostre teclat a la Fira de Projectes a Cosmocaixa.
Malgrat que vam haver de fer uns quants ajustos finals, connectant els altaveus al metro i reconfigurant els sensors un cop a Cosmocaixa, al final el teclat va funcionar de meravella i tothom a qui vam explicar el nostre treball ens va felicitar.

Aquest és el nostre àlbum de fotos de la jornada. Feu clic a les vores per passar les fotos:

Al vídeo podeu sentir com sona el nostre teclat:

PRODUCTE FINAL

---

Gràcies a l'experiència adquirida a l'optativa de Robòtica del curs passat ja teniem una idea del que era programar, això ens ha facilitat l'aprenentatge de programar amb Arduino.

Del nostre objectiu principal al que hem aconseguit hi ha una gran diferència ja que la nostra idea era utilitzar només tres sensors, per la dificultad que representava, i finalment hem acabat omplint tota l'octava d'un teclat (12 sensors).

El nostre teclat es compón de:

-Potenciòmetre: per canviar d'octava.
-2 plaques Arduino: que fan funcionar el software.
-2 altaveus: per reproduir el so.
-12 sensors capacitius: fets amb paper d'alumini.

Propostes de millora

Com que només tenim un altaveu per cada conjunt de tecles (tons i semitons) no podem tocar dues tecles del mateix conjunt a la vegada. No creiem que la solució sigui un altaveu per a cada sensor, segurament ens calen components i tècniques que desconeixem.

És engorrós tocar melodies amb diferents octaves ja que cal esta pendent de les tecles i del potenciòmetre a l'hora.

EMISSIÓ DELS SEMITONS EN DIFERENTS OCTAVES

---

Justificació:

No té sentit que en un teclat les tecles blanques puguin emetre notes en diferents octaves i les tecles negres només puguin emetre-les en una.

El circuit:

Per traspassar al circuit dels semitons la dada que defineix l’octava en el circuit dels tons hem connectat físicament les dues plaques Arduino, connectant entre si els pins 5V i els pins GND de les dues plaques. A més, per permetre la comunicació entre totes dues hem connectat el pin emissor (1-TX) de cada placa amb el pin receptor de l’altra (0-RX).

Els programes

Per enviar la dada octava, que depèn de la posició del potenciòmetre, des de la placa 1 a la placa 2, hem utilitzat la tècnica de comunicació port serial, que envia les dades des del pin emissor de la placa 1 al pin receptor de la placa 2.

Per no saturar el port serial enviant la dada octava constantment, segons la proposta de David Cuartielles a la consulta de la nostra professora perquè no ens sortíem, aquesta dada només s’envia quan la posició del potenciòmetre canvia.

Aixó ho hem fet creant una nova variable octavaOld. El seu valor és el que té la variable octava al final de cada bucle d’execució. Com que l’enviament de la dada pel port serial es defineix al començament de la següent execució del bucle, just després de tornar a definir el nou valor de octava, si octavaOld = al nou valor d'octava la dada no s’envia, i si són diferents, s’envia.

Un cop rebuda la dada per la segona placa, la freqüència de vibració de l’altaveu serà la dada rebuda (1, 2 o 4) multiplicada per la freqüència base (la del semitò corresponent en la 4a octava).

Diagrama de flux placa 1: Emissora

Podeu descarregar el programa des d'aqui

Diagrama de flux placa 2: Receptora

Podeu descarregar el programa des d'aqui

EMISSIÓ DELS TONS EN DIFERENTS OCTAVES

---

Justificació:

La música utilitza diferents combinacions de les 7 notes, anomenades octaves. Un teclat amb el qual només es pugui fer música en una octava no permet prou riquesa musical.

El circuit:

Per definir les octaves hem afegit un potenciòmetre de 10 kΩ al circuit de les tecles blanques,  connectant els terminals exteriors a 5V i a GND, i el central al pin d'entrada analògic A5 de la placa.

Tal com hem connectat el potenciòmetre, en girar el seu piu en sentit horari la resistència variarà entre 10 kΩ i 0 Ω, i la tensió d'entrada pel pin A5 variarà entre 0V i 5V, propocionalment a la resistència.

Fotos del muntatge:

El programa:

Com que per a totes les octaves la freqüència de les notes és el doble de la de l'octava inferior, hem definit una variable octava que depèn dels valors llegits al pin A5 (entre 0 per a 0V i 1023 per a 5V). Els valors d’aquesta variable els hem definit com:

octava = 1 quan el valor al pin A5 sigui menor que 100 (posició extrema del potenciòmetre en sentit antihorari).
octava = 2 quan el valor al pin A5 estigui entre 100 i 1000 (posicions intermèdies del potenciòmetre).
octava = 4 quan el valor al pin A5 sigui més gran que 1000 (posició extrema del potenciòmetre en sentit horari).

Ara el valor de la variable frecuencia que defineix la freqüència de vibració de l’altaveu serà el valor de la constant freqüència base de la nota multiplicat pel valor de la variable octava.

Hem escollit com a freqüències base les corresponents a les notes de la quarta octava, que són amb les quals hem treballat fins ara.

Hem definit només tres posicions per al potenciòmetre per una qüestió de comoditat: és fàcil controlar cada una de les tres posicions: extrema antihorària (4a octava) – intermèdia (5a octava) – extrema horària (6a octava).

Diagrama de flux:

El programa:

Podeu descarregar el programa des d'aquí

AMPLIFICACIÓ DEL SO

---

Justificació:
El so produït pels altaveus que hem utilitzat fins ara té molt poca intensitat. En llocs on hi hagi molta gent, com la fira de projectes del CTC Barcelona, no se sentirà.

Decisions:
Se'ns ha proposat que afegim un circuit amplificador amb transistors, però com que no tenim molt temps preferim utilitzar-lo per fer altre tipus de millores en el nostre teclat. Deixem aqui uh vídeo que mostra com fer-ho per si d'acàs al final tenim temps:

Com que la shield bàsica educativa sobre la qual hem muntat el circuit dels semitons té una entrada d'àudio per mini-jack, hem provat a connectar un altaveu per mòbil i ha funcionat: la intensitat del so amb aquest altaveu és prou gran per a les nostres intencions, i a més, es pot regular.

Per al circuit de la placa dels tons hem comprat un altaveu senzillet per mòbil. La shield de prototipat que utilitzem no té entrada d'àudio per mi-jack, així que hem tallat els cables i hem connectat dos dels tres que porta: el d'àudio al pin 10 i el de terra a GND. El cable d'alimentació no ens interessa, perquè en aquest circuit l'alimentació es fa a través del pin de connexió a Arduino.

Foto del muntatge:

EMISSIÓ DELS SEMITONS

---

Justificació:

La música, a més de les 7 notes, utilitza també 5 semitons que corresponen a les tecles negres del piano.

El circuit:

Afegir els semitons implica el muntatge de 5 nous sensors capacitius i l’ús de 5 pins digitals més de la placa Arduino. Però el model que nosaltres utilitzem, l’Arduino UNO, només té 13 pins digitals i en aquest moment ja n’utilitzem 9 (8 pels sensors capacitius de les notes i 1 per l’altaveu). A més, els pins 0 i 1 han de quedar lliures per poder monitoritzar dades i carregar programes, per tant només queden 3 pins digitals disponibles.

Per solucionar aquest problema se’ns han acudit dues opcions: utilitzar una placa Arduino Mega que té 54 pins digitals però costa gairebé 50 €, o utilitzar dues plaques Arduino UNO que ja tenim. Per una evident qüestió econòmica hem escollit la segona opció.

Així doncs, hem fet un segon circuit pràcticament igual a l‘anterior, amb 5 sensors capacitius i un nou altaveu. D’aquesta manera, el so associat a les tecles “blanques” (els tons) surt per l’altaveu connectat a la primera placa, i el so associat a les tecles “negres” (els semitons) surt per l’altaveu connectat a la segona placa.

Foto del muntatge:

Com que hi ha massa cables i components a la protoboard utilitzada fins ara, hem decidit utilitzar shields per aclarir-nos. La shield utilitzada en aquest nou circuit és la shield bàsica educativa Arduino, que no permet utilitzar els pins digitals 9 a 13 per a sensors capacitius. En aquest cas això no és problema, ja que només necessitem 6 pins digitals. N’hem utilitzat els 4, 5, 6, 7 i 8 com a receptors dels sensors, a més del pin 2 com a emissor comú. L’altaveu l’hem connectat al pin 3, que està connectat al connector d’àudio amb mini jack que té aquesta shield.

El primer circuit l’hem tornat a muntar en una shield de prototipat estàndard perquè les dues plaques i la protoboard que habiem utilitzat fins ara no cabien dins la caixa. El circuit complet:

El Programa: 

És igual al que controla el funcionament de les tecles “blanques”.

En aquest cas només hi ha 5 sensors, els valors de les freqüències són els corresponents als semitons en la 4a octava, i els valors llindar, en haver menys sensors han canviat a 500.

Podeu descarregar el programa des d'aquí