DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE INSTRUMENTOS MUSICALES CONTROLADOS CON ARDUINO
Datos del Proyecto
Descripción de la Experiencia
Los objetivos de este proyecto podrían dividirse en tres grandes aspectos, el primero ha sido que el alumnado profundice en el desarrollo de programas en el entorno Arduino, aplicando no solo conocimientos de programación, sino que se vean complementados con la interacción con sensores y actuadores, lo que implica conocer como recibir datos y enviar ordenes, así como conectarlos correctamente, lo que implica conocer los niveles de tensión a los que trabaja, así como tener en cuenta la naturaleza de la señal, ya sea analógica o digital.
Además de este objetivo, el proyecto trabaja aspectos relacionados con el uso correcto y seguro de herramientas y máquinas herramientas, uso de materiales técnicos y todo lo necesario para construir los instrumentos musicales.
Por último, existe un tercer objetivo de fomentar la creatividad, el diseño y el interés por aprender y el trabajo en equipo, ya que es una gran satisfacción realizar tu propio instrumento musical, poder tocarlo y mostrarlo ante sus compañeros.
Durante las 8 sesiones que ha durado el proyecto profundiza hemos realizado un arpa electrónica,
Primera sesión:
Introducción teórica:
En primer lugar se les ha explicado en qué consiste el arpa electrónica, la cual funcionará gracias a 11 láser que impactarán sobre sus correspondientes 11 sensores de luz LDR, de tal forma que estos sensores estén controlados por una placa Arduino Mega para poder determinar si el haz de luz láser es recibido por el sensor o por el contrario este ha sido interrumpido algún alumno, interponiendo la mano entre el láser y el sensor de luz.
Dependiendo del valor que recibamos del sensor estableceremos la condición de que una salida de arduino reproduzca o no un sonido a la frecuencia que nosotros determinemos. Es decir, vamos a asignar a cada sensor un valor de referencia, que en caso de no llegar, activará una salida digital de arduino a una frecuencia determinada que se corresponderá con una de las notas de la escala natural. Esta salida digital irá conectada a un altavoz, que será el encargado de reproducir la nota musical.
El resto de la sesión se dedico a realizar la primera toma de contacto con las placas arduino y su programación más básica.
2 Sesión
Hemos continuado con la realización de ejercicios y problemas con arduino, aumentando la dificultad y centrándonos en los tipos de sensores, en nuestro casos LDR y sensores capacitivos, los cuales usaremos en este proyecto
3 Sesión
En esta sesión nos hemos volcado en la parte física de construcción del arpa, dejando aparcado la parte de programación.
Los alumnos han dibujado un boceto de arpa, buscando modelos de arpas por internet, y después de deliberar, entre todos se escogió el más idóneo para nuestro proyecto, así como el tamaño que debería tener. Una vez elegido el boceto y el tamaño se pasó a realizar la ampliación de este dibujo a escala para, finalmente dibujarlo sobre dos planchas de madera, las cuales hemos cortado, quedándonos dos piezas simétricas.
4 Sesión
Se han unido las dos caras de nuestra arpa con unas 40 piezas rectangulares de madera cuyo tamaño también ha sido calculado por los alumnos. Una vez cortadas todas las piezas, a 11 de ellas se les ha realizado una pequeña perforación para permitir implantarle posteriormente un láser.
5 Sesión
Durante esta sesión los alumnos han barnizado el arpa y todas las piezas que lo componen. Y han comenzado a realizar las soldaduras de los sensores LDR con las resistencias donde van conectadas
6 Sesión.
Una vez realizadas las soldaduras, hemos dedicado la sesión entera a cablear el arpa, todos sus sensores ( 11 receptores LDR ) y la alimentación para los láser, la cual la hemos obtenido de una fuente de alimentación externa de un antiguo PC, de tal forma que el arduino va a ir alimentado por una pila exterior y los láser van a ir alimentados por la fuente de alimentación exterior.
7 Sesión
Una vez cableada se ha realizado el programa en arduino que detecta cuando el sensor LDR recibe el haz de luz láser y cuando no, y con la función tone() y una estructura de “ else if” anidados, controlamos el arpa, de forma que la función “tone()” consigue variar una salida PWM del arduino la cual la conectaremos directamente a un amplificador, el cual lleva dos cables, siendo uno GND o tierra y el otro la salida de la función tone() de arduino.
8 Sesión
Se ha comprobado el correcto funcionamiento del arpa, se ha ajustado los elementos de madera para que los láser apunten fielmente hacia los sensores, asegurando los elementos finalmente con silicona. El resto de la sesión, además de jugar con el arpa, se han realizado unos ejemplos con los sensores capacitivos para demostrar su potencialidad para simular una batería o un piano electrónico, quedando estos proyectos sin realizarse físicamente por falta de tiempo, pero sí planteados teóricamente. De tal manera que el arpa sí se ha acabado y los otros dos instrumentos se han dado las destrezas e instrucciones necesarias para poder desarrollarlos en un futuro.
MUESTRA
El proyecto del arpa fue expuesto con gran aceptación durante la feria de las ciencias de Jerez de la Frontera, en mayo de 2019.
El seguimiento de estas sesiones puede verse en el siguiente enlace.
https://salmedinatic.wixsite.com/profundiza
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