Canción de la vida: 12 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Amo la luz, la física, la óptica, la electrónica, la robótica y todo lo relacionado con la ciencia. Empecé a trabajar con transferencia de datos y quería probar el método Li-Fi, algo innovador y que está creciendo.

Conozco las altas velocidades de transferencia de datos que logra el Li-Fi, así que quería trabajar en algo relacionado con esto y encontrar algo útil. En este proyecto, pensé en hacerlo económico e interesante, así que decidí usar algo que a todos les guste, la música. Al principio pensé que sería algo caro, pero como todo funcionaba en digital resultó increíblemente barato de realizar. Con la facilidad de arduino puedo generar frecuencias para producir sonidos, el proyecto es codificar una canción y dejar todo listo para que la gente pueda codificar otras canciones y enviar datos a través de LED sin haber conectado la bocina directamente al Arduino.

Paso 1: diseño

Podemos observar que el proyecto se realizó en un protoboard, ya que se están realizando pruebas y próximamente se agregarán amplificadores para mejorar la señal. Algo que observé es que la señal de la bocina es muy baja por lo que debo amplificar la señal antes de conectarme a la bocina.

Paso 2: lo que necesitarás

Herramientas y equipo:

• Multímetro: al menos debe verificar el voltaje, la polaridad, la resistencia y la continuidad para solucionar problemas.
• Cautín.
• Pasta.
• Soldadura
• Encendedor.
• Alicates de corte.

Electrónica:

• Jack: Podemos reciclar muchos objetos de audio, en este caso encontré uno que se usaba para conectar altavoces que no funcionaban.
• Arduino: Podemos usar cualquier arduino, para ello usé uno arduino.
• LED: Recomiendo un LED que genere luz blanca, ya que no tenía LED de luz blanca utilicé un LED RGB tomando siempre los 3 colores para generar luz blanca (Importante: Con LED rojo, LED verde y LED azul no funcionará el nuestro circuito).
• Resistencia: si usa LED RGB, le recomiendo usar resistencias de 1k Ohm, y si usa un LED blanco, puede usar resistencias de 330 Ohm.
• Batería: Preferiblemente es de 9V.
• Conector para batería de 9V.
• Cable: Para facilitar los cortes y conexiones utilicé JUMPERS.
• Fotorresistor (celda solar)

Paso 3: Cómo funciona el circuito / diagrama

Así es como funciona el sistema:

Dado que el ojo humano no puede ver la luz en algunos intervalos de espectro, utilizando la luz emitida por los LED podemos enviar señales mediante interrupciones en la frecuencia. Es como encender y apagar la luz (como señales de humo). El circuito funciona con una batería de 9V que alimenta todo nuestro circuito.

Paso 4: cableado de audio

Al cortar el Jack podemos comprobar con nuestro multímetro la continuidad para saber qué cables corresponde a tierra y señal, hay jack con 2 cables (tierra y señal) y otros con 3 cables (tierra, señal derecha, señal izquierda). En este caso al cortar el cable obtuve un cable plateado, un cable blanco y un cable rojo. Con el multímetro pude identificar que el cable plateado corresponde a tierra y por conclusión el rojo y el blanco son la señal. Para hacer el cable más fuerte, lo que hice fue dividir el cable 50% -50% y lo torceré para tener 2 alambres de la misma polaridad más fuertes y nuevamente el hilo (esto es para fortalecer el cable y no saber romper con facilidad).

Paso 5: Cableado de audio (continuación)

Como el cable es muy fino y con la herramienta de corte es muy fácil de romper, recomiendo usar fuego, en este caso se usó un encendedor.

Simplemente enciende la punta del cable con fuego y al quemar debes quitar con los dedos o algún instrumento el cable mientras esté caliente (lo que estamos quitando es el plástico que cubre el cable). Ahora pongamos el hilo blanco y rojo en un nodo.

Paso 6: fotoresistor

En este caso utilicé un panel solar para cubrir un área más grande, para esta celda simplemente soldamos cables de puente en los terminales positivo y negativo.

Para saber si nuestra celda está en funcionamiento mediante el voltímetro podemos saber el voltaje que proporciona si lo ponemos a la luz del sol (recomiendo que esté en 2V ± 0.5)

Paso 7: Circuito LED de construcción

Utilizando LED RGB y con resistencia de 1k ohms podemos obtener el color blanco, para el circuito en el protoboard realizaremos lo que se muestra en el diagrama donde tendremos la batería de 9V alimentando el positivo del LED y la tierra se conecta al señal que envía Nuestro reproductor (señal musical). La tierra del jackpot está conectada al lado negativo de los LED.

Estando experimentando quería probar otro tipo de color para observar lo que pasaba y no obtuve resultados con LED rojo, verde y azul.

Paso 8: teoría para obtener la frecuencia de las notas

Un sonido no es más que una vibración del aire que puede captar un sensor, en nuestro caso el oído. Un sonido con un cierto tono depende de la frecuencia a la que vibra el aire.

La música se divide en las posibles frecuencias en porciones que llamamos "octavas" y cada octava en 12 porciones que llamamos notas musicales. Cada nota de una octava tiene exactamente la mitad de la frecuencia de la misma nota en la octava superior. Las ondas sonoras se parecen mucho a las ondas que se producen en la superficie del agua cuando arrojamos un objeto, la diferencia es que las ondas sonoras hacen vibrar el aire en todas direcciones desde su origen a menos que un obstáculo provoque un choque y lo distorsione. En general, una nota "n" (n = 1 para Do, n = 2 para Do #… n = 12 para Sí) de la octava "o" (de 0 a 10) tiene una frecuencia f (n, O) que podemos calcular de esta manera (Imagen)

Paso 9: programación de Arduino

Para la programación simplemente cogeremos una canción e iremos seleccionando el tipo de nota, algo importante son los tiempos a tener en cuenta. Primero, en el programa se define la salida de nuestro altavoz como pin 11, luego sigue los valores flotantes correspondientes a cada nota que vamos a utilizar con su valor de frecuencia. Tenemos que definir las notas ya que los tiempos entre tipo de nota es diferente, en el código podemos observar las notas principales, tenemos un tiempo bpm para aumentar o disminuir la velocidad. Encontrarás algunos comentarios en el código para que puedan ser guiados.

Paso 10: Diagrama de conexión

Conectemos la tierra del arduino a la tierra de nuestro cable Jack y el positivo a la batería de 9V positivo. La señal saldrá por el pin 11 que se conectará al negativo de la batería.

Paso 11: Music01

Paso 12: Music02

En la bocina el sonido será muy reducido por lo que recomiendo agregar un circuito para amplificar la señal. A la hora de programar la canción que cada uno quiere, se debe tener en cuenta el tiempo de espera y la paciencia ya que tendremos que afinar mucho el oído para obtener resultados increíbles.

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