¿Theremín? ¡Bleh! ¿Hay hueso? ¡Sí! (Parte 3)

Clive 'Max' Maxfield | 01 de mayo de 2023

En la Parte 1 de esta megaminiserie en constante crecimiento, "Presentación del futuro legendario Therebone", discutimos cómo actualmente estoy escribiendo una serie de columnas "Arduino Bootcamp" para cualquiera que quiera aprender cómo Los microcontroladores funcionan. Estas columnas aparecen bajo mi firma "Cool Beans" en Practical Electronics, que es la principal revista para aficionados a la electrónica y la informática del Reino Unido.

Hablamos sobre cómo estoy basando una serie de experimentos en torno a una pantalla LED clásica de 7 segmentos y cátodo común de un solo dígito junto con una variedad de sensores y actuadores. Además de los dispositivos de entrada como interruptores de botón momentáneos y sensores simples como resistencias dependientes de la luz (LDR) y termistores, también planeo jugar con un sensor de rango ultrasónico, como el HC-SR04, que puede proporcionar una frecuencia de 2 a 400 -cm función de medición sin contacto con una precisión de alrededor de ±3 mm.

También hablamos de algunos instrumentos interesantes, entre ellos el sarrusófono, la armónica de cristal y el theremin. En este último caso, controlamos el volumen y la frecuencia de este pequeño bribón agitando los brazos en el aire (a los niños les encanta hacer esto y a mí también). Esto nos llevó a la idea de construir nuestro propio instrumento, al que decidimos llamar the therebone porque su funcionamiento recordaría a un trombón. En este caso, emplearemos un zumbador piezoeléctrico o un pequeño altavoz para reproducir el tono, y usaremos los valores devueltos por nuestro sensor de rango ultrasónico para controlar el tono.

La verdad es que me siento como un viejo tonto (pero ¿dónde vamos a encontrar uno a esta hora del día?). La razón por la que digo esto es que, en la Parte 1, mencioné el kit de Theremin basado en placa (sin soldadura) disponible en MicroKits Theremin. Recuerdo haber pensado: "Debería comprarme uno de esos". Entonces, solo puedes imaginar mi disgusto cuando, mientras hurgaba en una de mis cajas de piezas, descubrí que ya lo había hecho hace tantas lunas.

Tan pronto como tuve un momento libre, pasé unos felices 30 minutos montando esta pequeña belleza. Me gustaría felicitar al creador del kit, David Levi, por el trabajo bien hecho. Además de venir equipado con todo lo necesario, incluidas las baterías (que aún funcionaban después de su estancia indeterminada en el fondo de mi caja), el libro de instrucciones que lo acompaña está muy bien escrito. Esto incluye varios puntos de prueba intermedios donde el usuario hace una pausa para verificar que todo esté funcionando según lo planeado.

Pero estamos divagando... En la Parte 2, "A la caza del que pronto será legendario Therebone", expliqué cómo conecté mi pantalla de 7 segmentos y creé una matriz que representa los segmentos correspondientes a los números del 0 al 9. ... Además, cómo había definido los segmentos utilizados para presentar un alegre mensaje de "HOLA" en la pantalla.

Conoce mi theremin MicroKits.

Nuestro primer experimento involucró una secuencia automática que contaba repetidamente del 0 al 9. Luego, agregamos un par de interruptores de botón momentáneos de 2 pines con resistencias pull-up asociadas. Configuramos las cosas de tal manera que presionar un interruptor hace que el conteo aumente, mientras que presionar el otro interruptor hace que disminuya. Como parte de esto, también experimentamos los efectos del rebote del interruptor e implementamos una solución de software simple para mitigar el problema (consulte también "Cómo evitar que un interruptor accionado rebote como una pelota de golf caída del techo").

Nuestra incorporación más reciente es un zumbador piezoeléctrico pasivo montado en una pequeña placa de conexión (BOB). Un zumbador piezoeléctrico activo tiene sólo dos pines y requiere sólo la aplicación de energía (digamos 5 V) y tierra (0 V) para generar un tono molesto. En comparación, un zumbador piezoeléctrico pasivo como el que estamos usando tiene tres pines: alimentación, tierra y una señal de entrada. Aplicar una onda cuadrada a la entrada genera un tono. Variar la frecuencia de la onda cuadrada modifica el tono de la nota. Como resultado de todas estas modificaciones, la configuración de nuestra placa de pruebas actualmente aparece de la siguiente manera:

La situación actual con respecto a nuestra placa de pruebas.

Hasta ahora, todo lo que hemos hecho es crear una función que explícitamente hace que la señal que activa el zumbador suba a ALTO y BAJO cinco veces con un retraso de 1 milisegundo entre transiciones. El resultado suena como un pequeño "clic". Cada vez que presionamos uno de nuestros botones, llamamos a esta función para enfatizar su activación (tal vez también debería llamar a la función cuando se suelta el botón; tendré que intentarlo cuando tenga un momento libre).

Ahora, aunque entendemos que nuestro objetivo final es hacernos cosquillas en los oídos con el sonido lastimero del hueso, estamos siguiendo nuestro ritmo y realizando muchos pequeños experimentos a lo largo del camino.

Supongamos que tuviéramos un solo interruptor de botón para acompañar nuestra pantalla de 7 segmentos. ¿Qué podríamos hacer con esta configuración? De hecho, existen innumerables posibilidades. Por ejemplo, podríamos comenzar implementando un programa simple de lanzamiento de dados aleatorio. En este caso, la pantalla podría presentar algún patrón para indicar su disposición para la acción. Quizás podríamos simplemente iluminar el segmento G medio. Quizás podamos hacer que este segmento parpadee. Cuando el usuario presiona el botón, nuestro programa podría generar un valor aleatorio entre 1 y 6 y presentar este valor en la pantalla. Después de unos segundos de retraso, la pantalla podría volver a su condición "lista para la acción".

Por supuesto, siempre podemos embellecerlo un poco. Por ejemplo, en lugar de simplemente presentar nuestro número aleatorio recién generado, podríamos comenzar presentando una secuencia aleatoria en la pantalla antes de llegar al valor final. A continuación, podríamos introducir una pequeña modificación de modo que la secuencia aleatoria comience a cambiar los valores rápidamente, desacelerándose gradualmente hasta que finalmente se establezca en el valor final.

A continuación, podríamos agregar un efecto de clic al presionar el botón seguido de clics adicionales audiblemente diferentes que acompañan a los dígitos cambiantes. Quizás podríamos tocar un alegre jingle para acompañar el dígito final. A su vez, esto nos lleva a la función tone() de Arduino, que se puede utilizar para generar cualquier cosa, desde notas individuales hasta melodías de espectáculos completas (siempre que estas melodías se puedan tocar una nota a la vez).

DE ACUERDO. He empezado a rodar la bola (o los dados). ¿Qué más podríamos hacer con un solo botón y nuestro display de 7 segmentos? ¿Qué tal los dos botones que ya tenemos en nuestra placa? Supongamos que le dijera que planeo agregar cuatro botones más, lo que nos daría seis en total. ¿Cuántas aplicaciones y juegos diferentes se le ocurren que podríamos implementar con esta profusión de botones? Además, ¿puedes proponernos una lista de jingles y efectos de sonido (SFX) sencillos que creas que podrían resultar útiles? ¿Qué sonidos o secuencias de notas podríamos utilizar para indicar condiciones de éxito o fracaso, por ejemplo?

Si tiene alguna idea que le gustaría compartir, publíquela en los comentarios a continuación o envíeme un correo electrónico a [email protected] (y no deje de echar un vistazo a mi blog Cool Beans). ¡Hasta la próxima, que la pases bien!

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