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Descripción del instrumento

El instrumento a realizar será un contrabajo electrónico. Este contara con una variedad de sensores que buscaran representar las funciones de las cuerdas y el arco del equivalente acústico. Estos sensores son los siguientes:

*sensor de resistencia variable (Ni-Chrom): este sensor será usado para las cuerdas del instrumento, con este sensor podremos, asignar distintas notas a distintos valores de resistencias. Cada cuerda debe tener tierra propia, no puede ir a la común.

*Encoder: Este sensor se usara para medir la velocidad y la distancia recorrida por el arco. Esto, con la intención de representar la duración de la nota. Así como el tipo de “arcada” que se está realizando.

El encoder genera una señal cuadrada, ya que se empleara en modo corte-saturacion. El patrón deberá ser hecho manualmente, y en vista que se busca realizar un encoder de cuadratura, el desfase entre las señales deberá ser de 90º. Así podremos definir la velocidad de la “arcada”. Y mediante el número de ondas podremos determinar la distancia recorrida por el arco.

Finalmente para determinar que fuerza está siendo aplicada a la “cuerda” se proponen dos sistemas, estos son:

*Capacitores: un sistema capacitivo que (donde el aire es el dieléctrico) varia el voltaje de salida según sea la cercanía entre las placas.

          

*Proximidad: el otro método propuesto consiste en un simple sensor de proximidad, el cual estará en el arco y medirá la distancia al instrumento. Para este método podemos usar infrarrojo o ultrasonido (Sharp GP2DI2, Devantech SRF04 y SRF05).

                              

Canal de adquisición

Usaremos un canal de adquisición para poder eliminar el offset de las señales, así como amplificar aquellas señales que lo necesiten para poder ser aceptadas por el Microprocesador. Una estructura generalizada original es la siguiente.

Cuerdas.

Encoder.

Para realizar el encoder de cuadratura es necesario como se menciono antes un patrón desfasado 90º. Para esto se usara el programa “Encoder Generator”. Este patrón se adaptara a un engranaje el cual rotara con el movimiento del arco. Este patrón será “golpeado” por los foto-transistores (2), creando dos señales cuadradas (ON ó OFF). Esta señal idealmente puede entrar directamente al Micro. Dependiendo del sensor que se consiga podría ser necesario amplificar o atenuar. Y finalmente el auto-acoplador de protección.

Entre los posibles sensores tenemos:

• Fotodiodo
• TSAL5300 VISHAY 940 nm
• Fototransistor
• XRNJ53W SUNLED 940 nm
• Par foto diodo/transistor
• TCRT1000 VISHAY
• HLMP-ED31 Red lamp (630nm), transparent, 30 grados, alto brillo 4200 mcd, Agilent Technologies
•  BPX81 NPN Fototransistor, 440-1070 nm, SIEMENS

Capacitive Sensor.

Se construirá 1 de estos sensores, el cual consta de un circuito RC. La capacitancia será formada por: una lámina de aluminio del tamaño aproximado 10x10 cm, un dieléctrico que puede ser el aire o una lámina de plástico, y otra lamina en el arco.  Para la adquisición se proponen 2 métodos:

Primero:

El circuito será conectado a un pin de salida y a un pin de entrada del Micro. Este método consiste en cambiar el estado del pin de salida y luego esperar a que el pin de entrada (el cual hace la función de sensor) cambie al mismo estado. El tiempo que tarda esto en suceder es determinado por una constante T, definida por T=R*C, donde R es el valor de la resistencia y C es la capacitancia en el pin de entrada.

Los valores del capacitor debe estar entre entre 20 y 400pF. Mientras que los valores de las resistencias deben estar entre 100  y 50M .  Mientras más grande sean, mayor es la sensibilidad; y mientras más pequeñas, mayor es la fiabilidad.

Segundo:

Procesamiento digital

Para poder trabajar con el micro, las señales analógicas deberán ser convertidas a digital. En vista de los altos costos que representan los conversores externo, se utilizara el modulo conversor del Micro. Como protección para el micro se ha decidido utilizar auto-acopladores en cada pata del puerto que vaya a ser utilizada. En el caso del contrabajo, utilizaremos una pata del puerto para cada cuerda, 2 para el encoder y una para el sensor que se seleccione para medir la fuerza de la “arcada”. Como protocolo de comunicación usaremos el acordado por la sección. ENCABEZADO+DATOS+CRC+FIN DE TRAMA. En la parte DATOS, va el protocolo MIDI.

Finalmente para la construcción del instrumento se usaran cables multifilares para evitar malfuncionamientos por desgate de los mismos. Los circuitos serán soldados en baquelitas, las cuales irán agrupadas en la parte de atrás del instrumento. El material para el instrumento será madera o plástico según sea el deseo del cliente. Este contara con una guía física en el arco para facilitar las lecturas de los sensores y comodidad a la hora de tocar.

OBJETIVO

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

SELECCIÓN SENSORES

PRUEBA SENSORES

OBTENCION DE LECTURAS

SINTETIZAR CON LABVIEW

CONSTRUCCION INSTRUMENTO

PRUEBAS FINALES

CONCIERTO