Material pels estudiants

CREANT MÚSICA AMB PLACA ARDUINO

L’activitat a desenvolupar consta de diverses pràctiques on es posaran en pràctica els coneixements sobre circuits elèctrics i electrònics. Les pràctiques comencen per un nivell bàsic i molt guiades i van progressant en dificultat a mesura que s’avança per tal de tenir clars els conceptes que es desenvolupen.

Tasques a realitzar:

  1. Hauràs de realitzar les pràctiques a sota explicades i grabar-les en vídeo.
  2. Presentar un arxiu amb els circuits de les pràctiques 1, 3 i 4. Hauràs de fer-ho amb un software específic anomenat Fritzing que pots descarregar aquí. Aquesta eina et permet seleccionar els diferents elements de manera visual, amb un grafisme realista, tal com els veuries a la teva placa arduino, i per altra banda, té l’opció de l’esquema del circuit. Per tal de tenir una primera idea de com es fan aquests circuits et pots guiar pels components que estan explicats a la presentació del tema i per aprendre a utilitzar la eina existeixen alguns tutorials senzills com aquest.
  3. Reflexió sobre les dificultats trobades i com les has anat solventant.

Pràctica 1 – Brunzidor senzill

Com ja hem explicat a la presentació del tema un brunzidor és un dispositiu electrònic que produeix sons de manera continua o intermitent.

La primera pràctica consistirà en practicar amb aquest dispositiu de manera senzilla. Per això, hauràs de disposar del material següent:

  • Placa de proves o protoboard.
  • Placa Arduino (UNO) a poder ser.
  • Cables per realitzar les connexions.
  • Brunzidor.
  • Cable USB tipus b.
  • Ordinador i el software IDE. (Recorda que el pot descarregar fàcilment i de manera gratuita a la web oficial. i seguir els pasos de configuració tal com hem explicat a la presentació del tema).

IMG_3274

Les pases a seguir són les següents:

1.  Fes el muntatge del circuit tenint en compte que l’ànode ha d’anar connectat a un dels números de la placa per tal de rebre la informació, mentres que el càtode anirà connectat a la massa ( GND) per tal de tancar el circuit. Serà semblant al següent:

IMG_3275

2.  Endolla la placa Arduino a l’USB de l’ordinador.

3.  Entra al programa IDE i copia el codi que hi ha a continuació.

Codi:

int pinzumbador = 11; // pin del brunzidor
int frecuencia = 220; // freqüència corresponent a la nota La

void setup()
{
}

void loop()
{
tone(pinzumbador,frecuencia); // inicia el brunzidor
delay(2000);
noTone(pinzumbador); // l’atura als dos segons
delay(1000);
}

int pinzumbador = 11: fa referència al forat de la placa Arduino on es connecta el pol positiu del nostre dispositiu ( el cable més llarg) i que també va a l’ordinador.

int frecuencia = 220: aquest valor ens influirà en el moment d’obtenir un so més agut o més greu.

tone: és l’ordre que se li envia a la placa per tal que faci sonar el brunzidor. Delay vol dir que ho farà durant 2000 mil·lisegons, és a dir, 2 segons.

noTone: amb aquesta ordre, el so pararà, i ho farà durant 1000 mil·lisegons tal com diu el delay assignat.

4.  Prem la fletxa que enfoca a la dreta que diu “Subir” i espera uns segons que la informació li arribi a la placa.

Ja hauries de poder gaudir del teu primer so amb la placa arduino. És molt senzill però ens ajudarà a entendre com funciona. El resultat hauria de ser semblant al del vídeo següent:

Ara, practica a canviar els valor de freqüència, temps i el delay per tal de veure com canvia el so. Prova també a connectar els cables a un altre pin que no sigui l’11. No veuràs els resultats fins que tornis a prèmer la fletxa per a que envii la informació a la placa.

Pràctica 2 – Brunzidor millorat

Com hem vist, és un procés molt senzill però el resultat és fins i tot una mica molest ja que de moment només hem aconseguit sons. Ara anem a veure com produir música. Es tracta de jugar amb els valor que hem estudiat a la pràctica 1, és a dir, canviar la freqüència i el temps  adequadament. En aquesta ocasió, hauràs de buscar el codi d’alguna cançó i provar a veure com sona amb el brunzidor.

Aquí tenim un exemple del codi amb la cançó dels pirates del carib:

Codi:

Cançó “Els pirates del Carib

El resultat hauria de ser semblant al següent:

Pràctica 3 – Brunzidor amb LDR

En aquesta pràctica afegirem alguns components per tal d’intentar fer una espècie de Theremin jugant amb el sensor de llum. D’aquesta manera el material necessari per realitzar-la serà:

  • Placa de proves o protoboard.
  • Placa Arduino (UNO) a poder ser.
  • Cables per realitzar les connexions.
  • Brunzidor.
  • Cable USB tipus b.
  • Ordinador i el software IDE.
  • Resistència de 100Ω
  • Sensor de llum LDR

El mètode a seguir és el mateix que a les pràctiques anterior, però ara el circuit i el resultat són diferents.

Muntatge del circuit:

IMG_3255

Codi:
int speakerPin = 12;
int photocellPin = 0;
// Declaració de variables d’entrada de la celda LDR y del Brunzidor
void setup()
{
}
 
void loop()
{
  int reading = analogRead(photocellPin);
 // Llegim la data analògica i l’allotgem en una variable.
  int pitch = 200 + reading / 4;
// Definims una escala de sortida base per a que els sons no comencin molt greus.
  tone(speakerPin, pitch);
}
int speakerPin = 12: equival al int pinzumbador.
int photocellPin= 0: fa referència al sensor LDR.
int reading = analogRead(photocellPin): estableix la lectura de la llum d’entrada al sensor com a variable.
int pitch = 200 + reading / 4: estableix la freqüencia en relació al reading, que és la variable del sensor de llum.
El resultat serà semblant al del següent vídeo. Tracta de jugar amb diferents valor de freqüència per veure com canvia.

 

Pràctica 4 – Brunzidor amb LED

La darrera pràctica consisteix en sincronitzar una melodia que sona amb el brunzidor, amb les llums dels LEDs.

Muntatge del circuit:

IMG_3261

Codi:

El codi està estret d’aquesta pàgina: https://github.com/Jianan-Li/super-saiyan/tree/master/LEDMusicPlayer

En aquest cas necessitaras incloure dos fitxers, el codi per una banda i un segon arxiu (pitches.h) on es defineixen previàment les freqüències de cada nota.

Per afegir els dos fitxers a la vegada has d’anar a l’opció de la dreta i obrir una nova finestra tal com es mostra a la miatge, i enganxar el codi que hi figura.

Instrucciones

Un cop tinguis el muntatge fet i els dos fitxers amb el codi corresponent, només queda compilar ( pujar la informació a la placa Arduino) i el resultat hauria de ser semblant al següent:

 

Atenció a la diversitat

Activitat de reforç

Aquesta pràctica està pensada pels alumnes que tenen més dificultats, per la qual cosa es planteja que primer realitzin la “Pràctica 1: Brunzidor senzill” i després aquesta, ja que són molt semblants i senzilles però estan modificant un altre component.

En aquest cas s’ha d’encendre un LED amb la placa Arduino, per això necessitarem el material següent:

  • Placa de proves o protoboard.
  • Placa Arduino (UNO) a poder ser.
  • Cables per realitzar les connexions.
  • Cable USB tipus b.
  • Ordinador i el software IDE.
  • Resistència de 100Ω
  • LED

 Muntatge del circuit

IMG_3276

Codi

int pinLed = 8; // Declaramos la variable pin del Led

void setup() {   

// Inicializa el pin del LED como salida:   

pinMode(pinLed, OUTPUT);

}

void loop(){   

digitalWrite(pinLed, HIGH);   

delay(500);   

digitalWrite(pinLed, LOW);   

delay(500);

}

int pinLed = 8: d’aquesta manera declarem que el pol positiu del LED està connectat al pin 8 de la placa Arduino.

El resultat serà semblant al següent vídeo. Prova a canviar el pol on connectes el LED, i també la freqüència del so i el temps per acabar d’entendre com funciona el codi.

Activitat d’ampliació

Pensada pels alumnes que vagin més avançats i estiguin motivats per continuar treballant en l’activitat.

Aquesta pràctica és semblant a la número 4, però en lloc d’utilitzar un brunzidor per produir la música, el que es farà servir és la mateixa música que surt de l’ordinador, ja sigui una cançó del youtube, d’un CD de música o qualsevol so que hi ha hagi al portàtil. Per aconseguir-ho serà necessari un cable mini jack, el mateix que s’utilitza per poder escoltar la música amb els auriculars.

El muntatge del circuit serà semblant a aquest:

IMG_3268

 

Els requeriments són:

  • Que s’escolti la música pels altaveus de l’ordinador.
  • Que els LEDs s’il·luminin al ritme de la música.
  • No cal fer el circuit de les connexions, caldria amb aconseguir la pràctica i fer el vídeo.

Material pels docents

 

Webgrafia

Fritzing, official page: http://fritzing.org/home/

Panamahitek: http://panamahitek.com/fritzing-programa-para-crear-diagramas-esquematicos-de-circuitos/

Tutorial Fritzing: https://www.youtube.com/watch?v=x2qg9nvZ5LI

Circuitlab: https://www.circuitlab.com/editor/

e-circuit Boc: https://www.enggheads.com/e-circuitbox/circuit.html

El gato inquieto. Arduino. Capítulo 4. Interfaz de una nave espacial. Esquemas de circuitos: http://elgatoinquieto.net/2014/01/

Arduino. Descargar Arduino: https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Arduino. Web oficial. Tutoriales. Ejemplos: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples

No sin mi arduino. Melodia Piratas del Caribe: http://nosinmiarduino.blogspot.com.es/2015/02/melodia-piratas-del-caribe-con-arduino.html

Codi himne EEUU: https://github.com/Jianan-Li/super-saiyan/tree/master/LEDMusicPlayer

La veu de t: http://laveudet.blogspot.com.es/2013/06/connectar-un-brunzidor-buzzer-larduino.html

El cajoón de Arduino: http://elcajondeardu.blogspot.com.es/2014/01/tutorial-theremin-basico-con-ldr.html

Arduino costa rica. Encender LED: http://arduinocostarica.blogspot.com.es/2014/09/ejemplo-1-como-prender-y-apagar-un-led.html

LEDs al ritmo de la música con Arduino: https://www.youtube.com/watch?v=SbhE1lvo_us

Anuncios