Como parte del módulo Musical Human Computer Interaction del Audio Technology MSc de la Universidad de Wolverhampton, se nos pidió que investigáramos, diseñáramos y construyéramos una interfaz musical / instrumento digital.

Elegí construir un instrumento basado en un arpa y diseñado pensando en los niños. Al tener una hija pequeña, a menudo comentaba que las cuerdas de una Arpa se sentían duras y ligeramente dolorosas después de un tiempo, por lo que se investigó una interfaz más táctil.

Suministros:

Paso 1: Interacción con la computadora humana

Después de la investigación y la investigación, se decidió utilizar un tipo de sensor de galga extensométrica para reemplazar las cuerdas de arpa desplegables tradicionales. Se eligió un cable de caucho / carbono de resistencia variable como una opción de reemplazo de cuerdas. Convertiría el movimiento de tracción humano en una salida digital.

La interfaz lógica para este sensor y la computadora era una placa Arduino.

Paso 2: Configurar Arduino

Conecte la placa Arduino a su PC o Mac a través de un USB. Abra un software de interfaz adecuado. Para este proyecto usé Pd Extended, disponible aquí Pd Extended

Paso 3: Construir Breadboard

El circuito de la placa base alojará su circuito eléctrico y será la interfaz entre los sensores físicos y la computadora a través del Arduino.

Utilice Breadboard 22 cables de puente de cable sólido de calibre.

El circuito es igual a un simple circuito LDR que se muestra en el diagrama 3, reemplazando el LDR con la cuerda de resistencia variable. El detalle de conexión de Arduino y Breadboard se muestra en el diagrama 4.

Conecte 5v (rojo) y una conexión a tierra común (azul) desde el Arduino. Los cables amarillos suministran las entradas de control a las entradas Ardino A0, A1, A2, A3 como se muestra.

Paso 4: Añadir sensores

Cuerda conductora de resistencia variable.

Descripción del producto

Medir las fuerzas de estiramiento no es fácil, a menos que tenga un cordón de goma conductor. El sensor de estiramiento Adafruit tiene un cordón de 2 mm de diámetro y 1 metro de largo, hecho de caucho impregnado de negro de carbono. Por lo general, este material se usa para juntas de EMF, pero también es muy divertido jugar con él. En un estado "relajado", la resistencia es de unos 350 ohmios por pulgada. Al jalarlo, la resistencia aumenta (las partículas se separan más). A medida que se estira, la resistencia aumenta linealmente. Así que digamos que tienes una pieza de 6 pulgadas, eso es aproximadamente 2.1 Kohms. Estírelo a 10 pulgadas de largo y ahora es de 10 pulgadas / 6 pulgadas x 2.1 K = 3.5 Kohms. Puede estirar la goma aproximadamente 50-70% más que la longitud de descanso, por lo que una pieza de 6 pulgadas no debe estirarse más de 10 pulgadas. Una vez que se libera la fuerza, la goma retrocederá, aunque no es muy "rápida" y se tarda uno o dos minutos en volver a su longitud original.

Más detalles se pueden encontrar aquí. Sensor de estiramiento

Para probar el principio, elegí usar 3 cadenas de sensores y colocar el tablero y el Arduino en el centro de la configuración, como se muestra para minimizar la distancia de conexión.

Paso 5: Configurar Pd Extended

El intercambio público del código Pd se puede encontrar en el repositorio de Git aquí

valores de paquete se refiere a suavizar

El valor + determina la nota de inicio midi (60 es la mitad C).

mtof proporciona frecuencia en Hz.

El valor x determina el cambio de tono.

El parche toma la respuesta digital variable de los sensores conductores y usa el valor de entrada para controlar una salida de tono. En teoría, a cada cadena se le podría asignar su propia nota.

Hay un control deslizante a mitad de la cadena de código en el primer diagrama. Esto permite que el valor en el cuadro de número se establezca justo por encima del valor de entrada en reposo del sensor. Cuando se toca la cuerda, se excede el umbral y se escucha un tono. Cuando la cuerda se asiente después de tocar, la nota se cortará a medida que se pase el umbral.

También hay una función de control deslizante (control qwerty) dentro del parche para permitir que la nota sea variada. Crédito Matt Bellingham para el diseño de parche. El parche está configurado para variar la nota hacia arriba y hacia abajo en un semitono utilizando letras en el teclado para imitar la doble acción (Erhard) utilizada en las arpas de concierto modernas. Esta función podría ser restablecida para ser una octava por ejemplo. La codificación de esta función se muestra en el diagrama 2, donde "clip" es el rango para el control deslizante, en este ejemplo una octava (60-72). "Phasor" es la frecuencia de entrada en Hz.

Esta variante ha sido configurada para hacer dos tonos disponibles por cadena. Dos tonos dan un efecto similar a un instrumento de drone como las gaitas, con un tono que da un drone de fondo.

Se ha agregado una reverberación a la cadena uno usando el objeto "freeverb".

Paso 6: Prueba y calibra tu dispositivo

La prueba y el error le permitirán ajustar los diversos valores dentro de Pd para obtener la mejor capacidad de interpretación de su instrumento.

Prueba Midi para asegurar la salida.

Seleccione la entrada requerida haciendo clic en la configuración antigua.

Comport en uso se muestra en la ventana inicial de Pd. Se puede cambiar en el parche de Pd.

mtof = nota en Hz.

Un arpa normalmente se sintoniza en una escala diatónica mayor.

Editar un objeto = Ctrl E.

DESARROLLO

El dispositivo podría desarrollarse aumentando el número de cadenas y asignando a cada cadena una nota dentro de la escala diatónica.

Paso 7: Verificación de sonido