Javier Álvarez

Experimentos Musicales con Arduino

 

¿Es necesario tener muchos recursos, amplios conocimientos de programación y de música para poder fabricar instrumentos en casa? Mediante la presentación de estos trabajos, se demuestra que es factible diseñar y crear diversos instrumentos musicales de alta calidad, novedosos, versátiles y de bajo costo, usando diversos sensores y enviando las señales a un computador mediante comandos MIDI, potenciando la filosofía del Do it Yourself.

Este proyecto consiste en la generación de cuatro instrumentos musicales basados en la plataforma Arduino, los cuales son: una versión modificada del sintetizador granular Auduino, una batería electrónica MIDI, un Arpa Láser MIDI, y un detector de notas que convierte señales análogas a MIDI para una guitarra eléctrica.

Los materiales empleados para la construcción de los instrumentos son principalmente diversos sensores, tales como foto resistencias (LDR), bandas resistivas y transductores piezoeléctricos. Por otro lado, el núcleo de todos estos trabajos es la plataforma de prototipado Arduino, la cual funciona como el cerebro que vincula el ambiente capturado por los sensores y las respuestas deseadas, en este caso notas y señales musicales. Además, otra de las piezas fundamentales es el cable MIDI USB, el cual convierte los comandos MIDI a una señal que diversos instrumentos virtuales (VST) puedan leer y ejecutar.

Arduino constituye una poderosa herramienta capaz de realizar diversas tareas que requerirían altos conocimientos técnicos si se decidiera emplear otras tecnologías, ya que el lenguaje de programación empleado es relativamente fácil de aprender y además hay mucho soporte e información en internet disponible que permite llevar a cabo este proyecto. Además, permite trabajar con la plataforma MIDI, lo cual aporta una enorme versatilidad a los distintos proyectos, ya que, literalmente, puede emularse una infinidad de sonidos. Es por eso que han sido empleadas estas dos plataformas.

Los experimentos musicales son descritos a continuación:

Arpa Láser: Es un arpa cuyas cuerdas han sido reemplazadas por haces de luz coherente (LASER), las cuales son pulsadas interrumpiendo el paso de la luz hacia el sensor. Esta interrupción gatilla una señal MIDI enviada hacia el computador. Permite controlar ocho notas diferentes, abarcando el rango de una octava.

GuitArduino: Basado en el sistema de detección de frecuencias de Amanda Ghassaei (http://www.amandaghassaei.com/), se ha modificado una guitarra eléctrica para poder emplearla como un controlador MIDI monotonal.

Batería MIDI: Similar al experimento con el Arpa Láser, los tambores y platillos de una batería normal han sido reemplazados por pads, los cuales detectan determinado golpe. Este golpe es traducido a una señal MIDI, enviada al computador.

Auduino: Sistema de síntesis de sonido granular, basado en el trabajo de Peter Knight (http://www.tinker.it), y que consta de cinco controles analógicos. Se le ha añadido una banda resistiva, para controlarlo de forma táctil, y un switch que permite seleccionar el control entre la banda y un potenciómetro.

Descripción técnica

Arpa Láser: Se compone de ocho lásers, cada uno apuntando hacia una foto resistencia (LDR) como sensor de luz. Cada sensor lee la intensidad de luz del láser, sumada a la luz ambiental, y esta señal es enviada a las seis entradas analógicas del Arduino y a dos entradas digitales mediante AnalogRead. Se determina un umbral o valor de corte para que el Arduino diferencie cuando el haz de luz emitida por el láser ha sido interrumpido por un objeto, en este caso una mano.

GuitArduino: Consta de una guitarra eléctrica como generador de notas, un sistema de amplificación empleando el integrado TL082, un sistema de ajuste de señal (+2,5v -2,5v), un Arduino y un cable MIDI USB. Es un sistema de detección de frecuencias, que almacena en una variable las notas generadas por la guitarra, para transformarla en una nota MIDI.

Batería MIDI: Se compone de seis pads que tienen pegados transductores piezoeléctricos que detectan un golpe, leído como señal analógica por el Arduino. Se determina un valor de corte para diferenciar cuándo ha sido golpeado. La señal leída se convierte en una nota MIDI que depende del pad golpeado, y se envía a un computador mediante un cable MIDI-USB

Auduino: Es un sistema compuesto por un control analógico de cinco entradas de distintas funciones empleadas para la síntesis de sonido granular. Emplea el pin 3 del Arduino como salida de audio, y un LED en el pin 13 que indica la frecuencia mediante el parpadeo.

Funcionamiento

Arpa Láser: Este instrumento funciona en tres etapas. La primera consiste en la luz apuntada por cada uno de los ocho lásers hacia sus respectivos sensores de luz, los cuales al alcanzar cierto umbral, envían una señal mediante las entradas analógicas del Arduino, el cual interpreta como una señal digital y detecta cual “cuerda” ha sido pulsada. Luego, el Arduino envía una señal MIDI hacia el computador, indicando la nota tocada. Son ocho lásers correspondientes a una octava.

GuitArduino: Funciona mediante la detección de la nota tocada por la guitarra. Mediante la amplificación de la señal de la guitarra y su posterior ajuste entre los +2,5v y -2,5v, es enviada al pin analógico A0 del Arduino, donde es procesada y detectada su frecuencia fundamental. Esta frecuencia es transformada en variable para ser usada como comando MIDI, el cual es enviado al computador para controlar algún software VST, en este caso, FL Studio.

Batería MIDI: Funciona empleando transductores piezoeléctricos, los cuales detectan una señal analógica provocada por un golpe y enviada a las entradas analógicas del Arduino. Empleando condicionales y envío MIDI de datos, el Arduino es capaz de detectar cuál piezoeléctrico fue golpeado y enviar una señal MIDI al computador, para controlar alguna batería virtual.

Auduino: Este sintetizador funciona mediante el control granular y tonal de dos osciladores, los cuales son mezclados junto a un control de frecuencias, sumando cinco controles analógicos conectados a las entradas A0 a la A4 del Arduino. La salida es realizada de forma directa hacia un parlante por el pin digital 3. Se ha modificado la versión original, añadiéndole un switch que permite cambiar el control de frecuencias entre un potenciómetro y una banda resistiva.

Link: http://araucaniamakers.tumblr.com/tagged/smmf