Diploma Arte Sonoro 2017: Sonido, ArtVis y ObjTécn

Objetivos de la clase:
El curso está organizado para nivelar a los alumnos con los conceptos y destrezas básicas para la inclusión de recursos electrónicos y digitales (microcontrolador) en proyectos creativos; específicamente de concepción artística y orientados a la sonoridad.

Metodología:
Las sesiones son principalmente prácticas a partir de la exploración, a través de ejercicios guiados, de recursos electrónicos, así como también del uso de microcontroladores compatibles con Arduino.
Al finalizar el curso, cada alumno deberá haber propuesto un proyecto realizado a partir de los conocimientos adquiridos durante las clases. Este proyecto dará lugar a una evaluación coeficiente uno.

Bitácora
Cada alumno deberá llevar una bitácora en donde anotará de forma sostenida los procesos que emerjan a partir de los contenidos del curso. Se sugiere usar Evernote.

Bitácoras 2017:
(por completar)

Materiales:
Lista en GoogleDoc
Se deberán traer los materiales solicitados a todas las clases para desarrollar los ejercicios.

Dónde comprar los componentes y herramientas
https://www.dled.cl/leds (Sólo leds)
http://www.victronics.cl/
http://www.olimex.cl/
http://www.casaroyal.cl/
— Digital Electrónica: San Antonio 32 (subterráneo), Stgo. Centro. F: 226324511
– Barrio San Diego:
– Ibarra: Calle San Diego 928 Santiago – Santiago, Chile, F: 2 672 39 63 / 2 672 94 05
– Electrónica Orfali: San Diego 955, Santiago, F: 2 698 83 76

Bibliografía
Handmade Electronic Music – Nicolas Collins

Sitio web proyectos personales profesora
www.etab.cl

Planificación
C1
Introducción al curso
Referentes artísticos y técnicos
Conceptos iniciales de electrónica
Códigos resistencias
– circuitos básicos: led, interruptor, potenciómetro, Condensador.

C2
Desarrollo de circuitos introductorios:
Circuitos en serie
Circuitos en paralelo
Vumetro

Material visto en clases:

C2

primeros-circuitos-B

Carga-y-descarga-de-un-condensador
https://www.youtube.com/watch?v=QBHfYtvcGmU&list=PLefIU1gavt25SMAUzmfX-SzsfYIxUF4OV&index=4

diagrama circuito vumetro

Vumeter from Monica Bate on Vimeo.

http://itp.nyu.edu/~mbv227/?p=1943

Conexiones MICs
Electret
conexion mic electret
* Si el electret se conecta al circuito VUMETRO, no es necesario este circuito. Puede conectarse diréctamente, como aparece en el esquemático anterior.

Piezo
conexion mic contacto piezo

Electret stereo

_________________

Amplificadores Operacionales
OpAmp-01
Los amplificadores operacionales (op amps) son muy útiles porque pueden ser utilizados en un sinnúmero de aplicaciones. Un OpAmp típico es un circuito integrado con un input inversor, un input no-inversor, dos pines para ser energizados por corrientes contínua (DC: positivo y negativo), un terminal de salida (output), y otros pines especializados para ‘ajustes finos’.
Los pines de suministro energético positivo y negativo, así como también los de ajuste-fino, a veces son obviados de los diagramas / esquemáticos. Si en el circuito no se ven pines de suministro, habrá que asumir que se está usando estos pines de suministro dual mencionados anteriormente.

Ref: http://www.sentex.ca/~mec1995/gadgets/741/741.html

LM386
LM386
Hoja de referencia del LM386

El LM386 es un amplificador operacional diseñado específicamente para operar de mejor manera dentro del rango de frecuencias audibles (20 a 20000Hz). Este dispositivo es generalmente usado en pre-amplificadores, sistemas de audio, receptores de radio AM-FM, amplificadores, intercomunicadores, etc. Este popular amplificador de bajos voltajes, tiene una ganancia que está fijada internamente en un valor de 20 veces, pero que puede ser incrementado hasta a 200 veces con un condensador externo y una resistencia ubicada entre los pines 1 y 8. El LM386 puede funcionar con voltajes entre 4 y 12 Volts, un rango ideal para aplicaciones que funcionan con baterías.

LM386-ganancia20

LM386-ganancia200

LM358
Diagrama de circuito de preamplificador para micrófono.
Captura de pantalla 2015-07-05 a la(s) 3.47.23 PM
Ref: https://courses.cit.cornell.edu/ee476/FinalProjects/s2007/jsc59_ecl37/jsc59_ecl37/report2.html

Ref: http://johnhenryshammer.com/TEChREF/opAmps/opamps.html

Referencias arte y microfonía:
Paul Kos
Zimoun
Jie Qi
John Cage
Christian Oyarzún

Otros proyectos interesantes:
http://mintakaconciencia.net/squares/parabolic-mic/
http://www.w-ear.com/about-us/
Parlante direccional (paramétrico): http://www.soundlazer.com/

C3

Proyectos de artistas revisados al inicio de la clase:

Nam June Paik – Random Access

John Cage – Cactus

Christina Kubisch – Electrical Walks
Timer 555: construcción de un oscilador

PDF Timer555 – 1
PDF Timer 555 – 2

Funcionamiento de un Timer 555 en modo astable:
El 555 toma su nombre de las 3 resistencias de 5k que se muestran en el diagrama (más abajo). Estas resistencias actúan como un divisor de voltaje de 3-pasos entre Vcc y tierra. La parte superior de la resistencia de 5k de más abajo (+ input to comparator 2) está configurada a 1/3 de Vcc, mientras que la parte superior de la resistencia de 5k (- input to comparator 2) está configurada a 2/3 de Vcc.
Las dos comparadores emiten ya sea una alta o baja tensión (voltaje / diferencia de potencial) basada en los voltajes analógicos que están siendo comparados en sus entradas (inputs).
Si una de las entradas positivas de los comparadores es mayor que su entrada negativa, su nivel de salida lógica se vuelve ‘1’ (high); si el voltaje de la entrada positiva es menor que el voltaje de la entrada negativa, el nivel de la salida lógica se vuelve ‘0’ (low).
Las salidas de los comparadores son enviados a los inputs de un biestable RS (Flip-flop SR). El biestable revisa las entradas R y S; y produce un 0 (low) o un 1 (high) basado en el estado del voltaje en las entradas.


*imagen de http://www.unitechelectronics.com/NE-555.htm

Pin 1: (ground / tierra) Tierra del circuito integrado.
Pin 2: (trigger / disparo) Entrada al comparador 2, que es usado para configurar el biestable (flip-flop). Cuando el voltaje en el pin 2 va de más a menos de 1/3 Vcc, el comparador cambia a ‘1’ (high), configurando el biestable (flip-flop).
Pin 3: (output / salida) La salida del 555 es manejada por un buffer inversor capaz de hacer sourcing o sinking al rededor de 200mA. El voltaje de salida depende de la corriente de salida, pero son aproximadamente Vout (high) = Vcc – 1.5 V and Vout (low) = 0.1V.
Pin 4: (reset / reinicio) Reinicio activo a nivel bajo (low / 0), que fuerza el estado de -Q- a ‘alto’ (high / 1) y al pin 3 (output / salida)
a bajo (low / 0).
Pin 5: (control) Usado para anular el nivel de 2/3Vcc, si fuera necesario, pero normalmente va a tierra a través de un condensador de bypass (capacitor) de 0.01uF (este condensador ayuda a eliminar el ruido de Vcc). Si se aplica aquí un voltaje externo, configurará entonces un nuevo nivel de voltaje de disparo (trigger).
Pin 6: (threshold / umbral) Entrada al comparador superior, cuya función es reiniciar (resetear) el biestable (flip-flop). Cuando el voltaje en el pin 6 va de menos de- a más de 2/3Vcc, el comparador cambia a estado ‘alto’ (1 / high), reiniciando (reseteando) el biestable (flip-flop).
Pin 7: (discharge / descarga) Conectado al colector abiertode transistor NPN. Su función es conectar el pin 7 a tierra cuando -Q- está en ‘alto (high / 1) y pin 3 en bajo (0 / low). Esto provoca que se descargue el condensador.
Pin 8: (suministro de voltaje / Vcc) Normalmente entre 4.5 y 16 Volts para los timer 555 tipo TTL de uso general. (Para las versiones CMOS, el suministro de voltaje puede ser desde 1V).

Calculadora de ciclos – circuito astable :
http://www.ohmslawcalculator.com/555-astable-calculator

Otros:
Atari Punk Console (timer 556)
https://www.youtube.com/watch?v=Oi3dmSMpjsU

Sintetizador victoriano (por Nicolas Collins):
http://www.nicolascollins.com/hackingtutorial03.htm

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El computador virtuoso

Ejercicio de aplicación
Presentación de proyecto con apoyo visual/sonoro para proyectar:  4/7/2017
Entrega final del ejercicio: 11/7/2017

Pensar a partir de los circuitos construidos hasta ahora (VUmetro y 555 astable, amplificador con 386), una salida creativa a partir de la reflexión acerca del sonido / luz que emite y sus características físicas (como objeto).

El ejercicio puede ser pensado para dar lugar a un objeto, como instalación, intervención de un espacio, etc. y a partir de la integración de este con otros elementos y materiales. Por ejemplo, ¿qué pasaría si a este circuito lo integro en una estructura metálica o de papel?, ¿Qué pasa si alargo los cables que conectan al parlante con el circuito y este cuelga balanceándose desde el techo (cómo se percibirá el sonido)?, ¿Qué pasa si construyo un dispositivo que permita a un espectador interactuar con el potenciómetro para controlar los pulsos? Podría también replicarse el mismo circuito y trabajar un resultado a partir de la reiteración. Un ejemplo extremo de esto, son los trabajos de Zimoun que revisamos en la primera clase, en donde el cuerpo del objeto se genera a partir de la reiteración de un mismo recurso.

El objetivo de este ejercicio, es lograr extender los alcances de este recurso más allá del resultado técnico, cargándolo de sentido ya sea formal, conceptual o simbólico.

C4
Entrega ejercicio de aplicación de circuitos:
Ejercicio de aplicación
Pensar a partir de los circuitos construidos hasta ahora (VUmetro y 555 astable, amplificador con 386), una salida creativa a partir de la reflexión acerca del sonido / luz que emite y sus características físicas (como objeto).

El ejercicio puede ser pensado para dar lugar a un objeto, como instalación, intervención de un espacio, etc. y a partir de la integración de este con otros elementos y materiales. Por ejemplo, ¿qué pasaría si a este circuito lo integro en una estructura metálica o de papel?, ¿Qué pasa si alargo los cables que conectan al parlante con el circuito y este cuelga balanceándose desde el techo (cómo se percibirá el sonido)?, ¿Qué pasa si construyo un dispositivo que permita a un espectador interactuar con el potenciómetro para controlar los pulsos? Podría también replicarse el mismo circuito y trabajar un resultado a partir de la reiteración. Un ejemplo extremo de esto, son los trabajos de Zimoun que revisamos en la primera clase, en donde el cuerpo del objeto se genera a partir de la reiteración de un mismo recurso.

El objetivo de este ejercicio, es lograr extender los alcances de este recurso más allá del resultado técnico, cargándolo de sentido ya sea formal, conceptual o simbólico.

Introducción Arduino

C5

Presentación ejercicios de aplicación.

C6

Physical Computing y microcontroladores

Esta es la imagen que inicia el primer libro dedicado a la computación física o Physical Computing. Su primera edición fue publicada en 2004 y fue una respuesta a la inquietud de profesores y estudiantes de distintas áreas interesados en el trabajo creativo que implicaba una respuesta física ante rutinas digitales o vice/versa.
PhCompDiagram

En el libro se hace referencia a esta imagen para explicar el cómo nos relacionamos con los computadores, específicamente en cómo somos percibidos por estos. Hasta ese entonces la forma casi única para una persona de comunicarse con un computador era a partir del mouse y el teclado y por otro lado a través de la vista y los oídos.

Se comenzó a usar microcontroladores de fácil programación para expandir las posibles formas de interacción con la máquina: Basic Stamp, Pic y otros, eran los microcontroladores más utilizados, sin embargo en 2003 en el instituto Ivrea en Italia quisieron hacer aún más fácil el uso de estos dispositivos, así como también más económicos para los estudiantes.

Fue así entonces como comenzó a desarrollarse la placa Arduino y su software en el contexto de una tesis de Magister en el mismo instituto Ivrea por el colombiano Hernando Barragán, quien en ese momento inició su proyecto Wiring en el que luego se basó el proyecto Arduino conducido por un grupo constituido por Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino, and David Mellis. También hubo directa influencia del proyecto Processing iniciado por Casey Reas y Ben Fry

Luego de Arduino (que es un proyecto Open Source) comenzaron a aparecer distintas placas basadas en ella como RBBB o Makey Makey entre otras.

Otra característica que vale la pena mencionar es que gracias a las características de Arduino, es bastante fácil aumentar sus capacidades de fábrica gracias a los shields que son placas adosables a Arduino para por ejemplo, usar de manera más fácil motores, aplicaciones con sonido, acceder a internet, etc.

También cabe mencionar que hace algunos años se han desarrollado otras placas como Raspberry Pi, Beagle Bone y más recientemente Arduino Galileo (entre otras) que entran dentro de la categoría de pequeños computadores por lo que tienen más capacidad de procesamiento de datos, se les puede instalar un sistema operativo, programas y aceptan periféricos como monitor, teclado, mouse, etc, así como también conexión a Internet sin necesidad de enchufarlos a un shield.

Esta reseña es para contextualizar brevemente en qué situación se generan las herramientas que presentaré las próximas clases. Lo que da para pensar es el rol de estas en las posibilidades de uno generar herramientas propias, que pueden ser personalizadas según las propias necesidades y concepto de un proyecto. Al igual que aprender programación, se generan libertades que no se dan al ocupar máquinas y softwares que no pueden ser modificados.

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Ejercicio hecho en clases a partir de los ejemplos del programa Arduino

OUTPUT

Bibliografía técnica: http://eclass.sch.gr/modules/document/file.php/EL19138/Massimo%20Banzi-Getting%20Started%20with%20Arduino%20-Make%20%282011%29.pdfl

Desde el IDE de Arduino revisamos los ejemplos de:
1) File –> Examples –> Basics —> Blink
2) File –> Examples –> Basics —> Fading

Ciclo For
Modulación por ancho de pulsos – Pulse Width Modulation
Actuadores
Visualizar los valores de entrada y/o salida en el monitor serial (Serial.println)

Otras posibilidades de output:
4) Output con motor DC con código Blink y/o Fading
5) File –> Ejemplos –> Servo –> Sweep (circuito: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Sweep)


El ejercicio para la próxima semana es revisar y desarrollar el ejemplo tone que viene en el IDE de Arduino: 3) File –> Examples –> Digital —> Tone Melody

Ejemplo de motor DC y Arduino
https://itp.nyu.edu/~mbv227/?p=1997

C7

Arduino Input
Analog Input
Serial Communication –> Pure Data

Tact Switch
https://www.arduino.cc/en/tutorial/button

Debounce
https://www.arduino.cc/en/tutorial/debounce

Edge detection / counter
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/StateChangeDetection
otro ejemplo
http://www.toddholoubek.com/classes/pcomp/?page_id=58

Switch case
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SwitchCase

Input Pullup
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/InputPullupSerial

​Condicional If
http://arduino.cc/en/Tutorial/IfStatement

Smoothing
http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Smoothing

​Calibración automática
http://arduino.cc/en/Tutorial/Calibration

Map y Constrain
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/AnalogInOutSerial
*para agregar constrain, a continuación de la función map tendrían que agregar la línea:
outputValue = map(sensorValue, 0, 1023, 0, 255);
constValue = constrain(outputValue, 0, 255);
*Recordar declarar una variable global “constValue” como un “int” y luego cuando se usan los valores (en Serial.println por ejemplo), cambiar el parámetro a la variable que corresponda (en este caso a “constValue”).

Comunicación serial simple entre Arduino y PD
Descarga de código Arduino y PD para la comunicación serial entre ambos. Link de descarga.

Comunicación serial entre Arduino y Pure Data por medio de Firmata y Pduino
Link de descarga.

Más información y tutoriales en video:
https://vimeo.com/album/2801639/

Acá podrán encontrar proyectos del Interactive Telecommunications Program,
cuyo foco es el de crear a partir de tecnologías como las que hemos visto en
clases: https://itp.nyu.edu/ranch/projects/

C8
Corrección proyecto final con maqueta.

C9