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 principalmente orientados a la sonoridad.
Metodología:
Las sesiones son mayormente de carácter práctico a partir de la exploración, a través de ejercicios guiados, de herramientas y componentes 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.
Planificación:
Cronograma, evaluaciones y asistencia
(cada uno en una pestaña diferente).
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.
Materiales:
Cada alumno deberá contar con un set de materiales que deberá ser llevado a cada clase. La lista de componentes será informada oportunamente antes de cada sesión.
Dónde comprar los componentes y herramientas
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
www.etab.cl
——
C1
Tristan Perich
1bit Symphony: http://www.1bitsymphony.com/
Breathing Potraits: https://vimeo.com/15259734
Microtonal Wall: http://tristanperich.com/#Artwork/Microtonal_Wall
Microtonal Wall: https://vimeo.com/45225412
Interval Studies: https://vimeo.com/9218458
Nam June Paik https://www.youtube.com/watch?v=PVGl6DoOIVc
Lisa Park http://www.thelisapark.com/eunoia/
Juan Downey https://www.youtube.com/watch?v=Aa4RIyDatO8
Esteban Agosín https://vimeo.com/159653338
Cimática https://www.ted.com/talks/evan_grant_cymatics?language=es
Lista de componentes:
– 5 resistencias 220 Ohm, 1/4W
– 5 resistencias 10 K, 1/4w
– 2 resistencias 470, 1/4 watt
– 2 resistencias de 4,7K
– 1 resistencia de 2,2k de 1/4 watt
– 1 resistencia de 68k de 1/4 watt
– 2 resistencias de 5,6K de 1/4 de Watt
– 1 protoboard (como los que vimos en clases)
– 1 batería 9v (mucho más barato si compran entre todos al por mayor en barrio Meiggs)
– 1 portabatería (para 9v)
– 1 pack de cables jumper
– 2 tact switch normalmente abierto (para protoboard)
– 1 potenciómentro de panel de B 10K
– 1 potenciómetro de panel de B 100K
– 1 Capacitor (o condensador) de 1000uF, 2200uF o 4700uF para cualquier voltaje
– 1 Condensador electrolítico de 1uF (cualquier voltaje)
– 1 Condensador electrolítico de 10uF (cualquier voltaje)
– 5 leds de 5mm (de los menos brillantes, todos de un mismo color)
– 1 LDR (con cualquier valor de resistencia)
– 1 LM386 (Amplif. operacional)
– 1 Timer 555
– 1 parlante pequeño de 1/4W, 8 Ohms
– 1 micrófono electret (cápsula)
– Arduino Uno o Leonardo (lo usaremos en la 4ta sesión)
C2
Peter Vogel
Tanzperformances: http://www.petervogel-objekte.de/PerfTanz.html
Klangobjekte: http://www.petervogel-objekte.de/ObjKlang.html
The Sound of Shadows website: http://vogelexhibition.weebly.com/
The Sound of Shadows video: https://vimeo.com/59829961
Página personal: http://www.petervogel-objekte.de
Electricidad y electrónica
Conceptos básicos: http://etab.cl/clases/pdfs/electricidad-intro.pdf
Herramientas y componentes: http://etab.cl/clases/pdfs/herramientas-simbologia-electronica.pdf
Material de apoyo: http://etab.cl/clases/pdfs/GetStar-Fmims.pdf
Tabla código de color resistencia
Circuitos desarrollados en clases
Otros circuitos
https://www.youtube.com/watch?v=QBHfYtvcGmU&list=PLefIU1gavt25SMAUzmfX-SzsfYIxUF4OV&index=4
VUMETRO
http://itp.nyu.edu/~mbv227/?p=1943
_________________
Amplificadores Operacionales
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
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.
LM358
Diagrama de circuito de preamplificador para micrófono.
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/
Ejercicio para comentar la próxima clase:
– Armar (o terminar de armar) el circuito “Vumetro” que iniciamos durante esta clase. El esquemático está en este mismo link, más arriba.
– Pensar en una aplicación práctica para este circuito.
– Documentar todos los experimentos hechos a partir de este circuito. Si es necesario y de utilidad, anotar los valores y observaciones resultantes de cada prueba.
Construcción de micrófonos electret y contacto (piezo):
Electret
Piezo
Electret stereo
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C3
PDF Timer555 – 1
PDF Timer 555 – 2
Timer 555: construcción de un oscilador
Otro circuito astable:
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://gzalo.com/555/
Alternativa:
http://www.ohmslawcalculator.com/555-astable-calculator
Otro circuito relacionado:
Atari Punk Console (timer 556)
https://www.youtube.com/watch?v=Oi3dmSMpjsU
Dos referencias de sonido en síntesis:
Sintetizador victoriano (por Nicolas Collins):
http://www.nicolascollins.com/hackingtutorial03.htm
El computador virtuoso
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Tutorial de soldadura con estaño:
Tutorial Sparkfun
Nicolas Collins
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Ejercicio evaluado nº1: Sistemas analógicos
Construir a partir de los circuitos desarrollados hasta ahora (VUmetro y oscilador 555 astable), una aplicación creativa a partir de la reflexión acerca de sus características en cuanto a funcionamientos sonoro-visual, calidad objetual; junto con los posibles imaginarios personales que cada uno pueda levantar a partir de estos.
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. Como ejemplo de reiteración, se puede mencionar el trabajo del artista suizo Zimoun.
El objetivo de este ejercicio, es lograr extender los alcances de este recurso más allá del resultado técnico, cargándolo de sentido formal, conceptual y simbólico.
Ejemplo de referencia: proyecto presentado por el estudiante del MAM Benjamín Ruz, a partir del mismo ejercicio: Mañana Electromagnética
Fechas importantes del ejercicio:
Presentación de anteproyectos: 24 de Abril. Este día presentarán, por medio de imágenes, dibujos, escritos, etc. en su bitácora, el plan para desarrollar el ejercicio que será entregado la semana subsiguiente a esta.
La presentación deberá contener referentes, ya sea artísticos o no, de tópicos o imaginarios en los que esté inspirado el ejercicio. Por otra parte, también deberán presentarse dibujos o maquetas que logren dar cuenta visual u objetualmente de lo que se quiera desarrollar. Por último, la presentación deberá contener una ficha técnica que describa los aspectos técnicos del proyecto (componentes electrónicos, materialidades, posibles dimensiones, etc.). Mientras más detallado sea el material de planificación que se presente ese día, mejor será la guía que yo pueda darles. Esta presentación corresponderá a máximo 1 punto de la evaluación total del ejercicio. Por esto, lo que se planifique acá, deberá ser mantenido para la entrega final.
*** La presentación deberá durar entre 10 y 15 minutos.***
Evaluación del ejercicio montado en la sala: 08 de Mayo
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.
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
Desde el IDE de Arduino revisamos los ejemplos de:
1) File –> Examples –> Basics —> Blink
2) Para traer desarrollado la próxima clase:
Output con motor DC con código Blink y/o Fading
Información diodos zener: https://www.diodes.com/assets/Datasheets/ds28002.pdf
El ejercicio para la próxima semana es construir el ejemplo 2 de la lista que aparece un poco más arriba. Este ejercicio consiste en hacer funcionar un motor DC para que cada uno explore distintas sonoridades a partir del golpe físico entre dos objetos: uno que esté girando en el eje del motor y el otro que sería “el golpeado”.
En la próxima clase (C7), cada uno presentará este ejercicio. No olvidar de documentar en Evernote.
C7
OUTPUT
3) File –> Examples –> Basics —> Fading
4) File –> Examples –> Digital —> Tone Melody
5) File –> Ejemplos –> Servo –> Sweep (circuito: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Sweep)
6) El auto fantástico
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)
INPUT: SENSORES
De la Rae:
Sensor:
1. m. Dispositivo que detecta una determinada acción externa, temperatura, presión, etc., y la transmite adecuadamente.
Del libro Sensor Technology Handbook,editor John S. Wilson:
‘A sensor is a device that converts a physical phenomenon into an electrical signal. As such, sensors represent part of the interface between the physical world and the world of electrical devices, such as computers. The other part of this interface is represented by actuators, which convert electrical signals into physical phenomena’.
Los sensores son dispositivos que convierten distintos tipos de energía física, permitiendo al microcontrolador leer o percibir cambios en el mundo físico (temperatura, ubicación, inclinación, etc.)
Los sensores más sencillos leen cambios en la energía mecánica, usualmente a través de mover contactos eléctricos. Por ejemplo, el botón o tact switch convierte energía mecánica en energía eléctrica a través de cerrar el contacto entre dos contactos de metal. El potenciómetro es otro sensor que lee cambios de energía mecánica: un contacto metálico llamado “wiper” o “puntero” se arrastra a lo largo de una resistencia, provocando una especie de corto-circuito efectivo en la resistencia. Esto es, creando un circuito divisor de voltaje.
Tipos de sensores:
– resistivos
– ópticos
– de rango (ranging sensos)
– Mems (micro electromechanical system)
… entre otros.
Hoja de datos / datasheet:
Nunca olvidar la HOJA DE DATOS de los sensores. Estas ayudan a comprender el sensor (o cualquier componente electrónico) a través de descripciones, gráficos de respuesta, funcionalidad, diagramas, datos de voltaje, etc.
Ejemplo de hoja de datos: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/174761/ATMEL/ATTINY85.html
Ejercicios con sensores por entradas digitales
Conexión de un tact switch o pulsador por un pin digital en Arduino:
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Button
Conectando un sensor por entrada digital, evitando el ruido eléctrico (bounce)
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/InputPullupSerial
Arduino IDE: Archivo –> Ejemplos –> Digital –> DigitalPullPullup
Debounce
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Debounce
Arduino IDE: Archivo –> Ejemplos –>Digital –> Debounce
https://youtu.be/jYOYgU2vlSE
Tact switch
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Button
Arduino IDE: Archivo –> Ejemplos –> Digital –> Button
¿cómo se pueden fabricar tact switches?
Sensores por entradas analógicas
AnalogInOutSerial
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/AnalogInOutSerial
Arduino IDE: Archivo –> Ejemplos –>Analog –> AnalogInOutSerial
— Función map
— Función constrain
Smoothing
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Smoothing
Arduino IDE: Archivo –> Ejemplos –>Analog –> Smoothing
Ejemplo: Theremin
https://learn.adafruit.com/adafruit-arduino-lesson-10-making-sounds/pseudo-theramin
Código
Condicional: If statement
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/IfStatementConditional?from=Tutorial.
En Arduino IDE: Archivo –> Ejemplos –> Control –> IfStatementConditionals
Switch Case
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SwitchCase
En Arduino IDE: Archivo –> Ejemplos –> Control –> switchCase
Links:
Sensores: https://www.sparkfun.com/search/results?term=sensor&what=products
Divisores de voltaje:
https://learn.sparkfun.com/tutorials/voltage-dividers
http://www.arduinotutoriales.com/que-es-un-divisor-de-voltaje/
Encargo nº 2 – Input/Output – Sistema Sonoro
El segundo encargo consistirá en la construcción de un dispositivo o instalación que responda a cualquier cambio ambiental (input) y que dé como respuesta algún cambio en su propio sistema (output). Ya sea en el INPUT o en el OUTPUT, el sistema debe tener relación con la sensibilidad al sonido o bien, dar una respuesta sonora o que aluda al sonido.
La entrega de este encargo deberá ser hecha a través de la bitácora que han desarrollado durante el semestre, incluyendo cada una de las siguientes secciones:
– Descripción
– Fundamentación
– Ficha técnica que describa las tecnologías y materialidades utilizadas.
– Registro fotográfico
– Video de documentación del objeto* en donde se escuche claramente su respuesta sonora.
*En el caso de no poder incrustar el video, se puede inlcuir el vínculo a youtube o vimeo.
Un ejemplo de video de documentación de proyecto: https://vimeo.com/48021362
Fecha de entrega: 17 de Junio 2018
//* tone melody
/*************************************************
* Public Constants
*************************************************/
#define NOTE_B0 31
#define NOTE_C1 33
#define NOTE_CS1 35
#define NOTE_D1 37
#define NOTE_DS1 39
#define NOTE_E1 41
#define NOTE_F1 44
#define NOTE_FS1 46
#define NOTE_G1 49
#define NOTE_GS1 52
#define NOTE_A1 55
#define NOTE_AS1 58
#define NOTE_B1 62
#define NOTE_C2 65
#define NOTE_CS2 69
#define NOTE_D2 73
#define NOTE_DS2 78
#define NOTE_E2 82
#define NOTE_F2 87
#define NOTE_FS2 93
#define NOTE_G2 98
#define NOTE_GS2 104
#define NOTE_A2 110
#define NOTE_AS2 117
#define NOTE_B2 123
#define NOTE_C3 131
#define NOTE_CS3 139
#define NOTE_D3 147
#define NOTE_DS3 156
#define NOTE_E3 165
#define NOTE_F3 175
#define NOTE_FS3 185
#define NOTE_G3 196
#define NOTE_GS3 208
#define NOTE_A3 220
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_B3 247
#define NOTE_C4 262
#define NOTE_CS4 277
#define NOTE_D4 294
#define NOTE_DS4 311
#define NOTE_E4 330
#define NOTE_F4 349
#define NOTE_FS4 370
#define NOTE_G4 392
#define NOTE_GS4 415
#define NOTE_A4 440
#define NOTE_AS4 466
#define NOTE_B4 494
#define NOTE_C5 523
#define NOTE_CS5 554
#define NOTE_D5 587
#define NOTE_DS5 622
#define NOTE_E5 659
#define NOTE_F5 698
#define NOTE_FS5 740
#define NOTE_G5 784
#define NOTE_GS5 831
#define NOTE_A5 880
#define NOTE_AS5 932
#define NOTE_B5 988
#define NOTE_C6 1047
#define NOTE_CS6 1109
#define NOTE_D6 1175
#define NOTE_DS6 1245
#define NOTE_E6 1319
#define NOTE_F6 1397
#define NOTE_FS6 1480
#define NOTE_G6 1568
#define NOTE_GS6 1661
#define NOTE_A6 1760
#define NOTE_AS6 1865
#define NOTE_B6 1976
#define NOTE_C7 2093
#define NOTE_CS7 2217
#define NOTE_D7 2349
#define NOTE_DS7 2489
#define NOTE_E7 2637
#define NOTE_F7 2794
#define NOTE_FS7 2960
#define NOTE_G7 3136
#define NOTE_GS7 3322
#define NOTE_A7 3520
#define NOTE_AS7 3729
#define NOTE_B7 3951
#define NOTE_C8 4186
#define NOTE_CS8 4435
#define NOTE_D8 4699
#define NOTE_DS8 4978