Arduino Stringless Guitar: Apresentação Inicial e Definição de Projeto com Cronograma.

Objetivo

Após varias discussões sobre o que viria ser uma ideia de projeto, decidimos, com base nos nossos gostos pessoais, que iríamos desenvolver um instrumento musical, no caso uma guitarra. O diferencial nesse projeto é a substituição das cordas físicas por feixes de luz. Daí, é instantâneo o título do projeto: Arduino Stringless Guitar.

Pretendemos, portanto, simular esses feixes com lasers pointers (ou leds) acoplados onde costuma-se ir as cordas de uma guitarra. Ao lado do Arduino, é claro, conectado com 6 LDRs. Para tocar as notas desejadas, utilizaremos chaves-botão do tipo arduino-shield. No código-fonte, haverá uma condição booleana que verificará o valor da resistência do LDR e a partir disso emitirá uma nota, se você apertar um dos botões, ou o som das cordas tocadas juntas, caso contrário.

Materiais necessários

• shape de madeira;
• arduino duemilanove;
• chave-botão tipo arduino shield (qtd não definida);
• lasers ou leds - 6;
• ldr - 6

Clique aqui para fazer o download da 1ª apresentação

Cronograma do Projeto

Apresentação Inicial - 27/03

Nota do blog - 03/04

Montagem/Programação/Testes (código)

Abril - 14/04, 28/04

Maio - 05/05, 12/05, 19/05

Nota do blog - 07/05

Oficina Arduino - 08/05

Pesquisa sobre Materiais - 11/05

Apresentação Intermediária - 22/05

Ajustes finais (artigo, elaboração de cartaz, correção de código, relatórios)

26/05, 01/06, 02/06, 09/06

Nota do blog - 05/06

Apresentação Final - 12/06

Medidas Elétricas com Arduino

Os valores das tensões medidos são fornecidos em Volts. No esquema adotado a tensão que estamos medindo é sobre o LDR ( um de seus terminais está no terra e o outro na porta analógica 0).

Os valores lidos variam de 0 a 1024. Para convertê-los em unidades de tensão, o Arduino possui um conversor analógico-digital de 10 bits e sua leitura corresponde ao decimal associado à tensão que se deseja medir.

O conversor AD do Arduino é um conversor que apresenta 10 bits. O que isso significa?
Um sistema digital apresenta apenas duas possibilidades de tensões, próximas de zero (décimos de mV) e que corresponde ao bit 0 e aquela em que a tensão assume o seu valor máximo (da ordem de 5 V) que corresponde ao bit 1. Assim um valor de tensão que varia continuamente entre 0 e 5 V deverá ser expressão em frases binárias para que possa ser processado pelo micro-controlador.
Para 10 bits teremos um conjunto de 210 frases binárias= 1024.
O Arduino opera com 5V de tensão, aproximadamente. Assim qualquer valor de tensão de teremos que:
Para 5 Volts teremos o decimal correspondente 1024
Valor de tensão de entrada teremos X para o decimal
5.....................1024
A0 (V).............Decimal lido
Portanto em Volts o valor de A0 será dado por: A0 lido em Volts = (decimal lido) *5/1024

Com estas considerações, desenvolvemos algumas linhas de programação que permitiram:

· Oferecer o valor de tensão em Volts sobre o LDR

· Oferecer o valor de tensão no resistor R

· Oferecer a tensão total ( Soma: VR + VLDR)

· Imprimir em colunas estes valores nesta sequencia,decimal no LDR, VLDR (V), VR(V) Vtotal (V) e tempo.

Código-Fonte

int LDR; //declara a variável

unsigned long tempo;

float TLDR;

float TR;

float TT;

void setup() {

pinMode(A0, INPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

tempo= millis(); // base de tempo para a coleta

LDR = analogRead(A0);

TLDR = (5.101 * LDR) / 1024;

TR = 5.101 - TLDR;

TT = TR + TLDR;

{

Serial.print(LDR);

Serial.print(" | ");

Serial.print(TLDR,3);

Serial.print(" | ");

Serial.print(TR,3);

Serial.print(" | ");

Serial.print(TT,3);

Serial.print(" | ");

Serial.print(tempo);

}

Serial.println(); // imprime em linhas

delay(250);

}

Coletamos os dados impressos pelo monitor serial:

Tensão no LDR

Determinando a corrente elétrica do circuito: U(tensão no Resistor)=R(Resistência total).i(corrente elétrica total). Entre o LDR e o Resistor. A tensão total foi 5.08V.

Retomando o código fonte, inserimos linhas de código em que:

• O valor de corrente pode ser obtido em mA;
• Podemos imprimir em colunas os valores nesta sequência, decimal no LDR, VLDR (V), VR(V) Vtotal (V), corrente elétrica e tempo.

Nova coleta de dados:

Potencia dissipada no LDR (em Watts):

P(potencia Dissipada no LDR) =R(Resistência no LDR)*i²(Corrente Elétrica Total)

Potencia dissipada (ou consumida) pelo circuito (resistor e LDR):

P(Potencia Dissipada pelo Circuito) = i(Corrente Eletrica Total)*U(Tensão Total)

Blinking Led - Condicional (Complemento R1)

Com o circuito montado para leitura no LDR, montamos um programa e um sistema físico em que tenhamos uma sequencia de leds acendendo conforme a distancia de bloqueio de luz no LDR.

A sequencia deve ser a seguinte: Com a dimiuição da distância acenderemos os leds na seguinte sequência:

* Maior distancia: led azul

* Distancia intermediaria1 (mais próxima led verde)

* Menor distancia vermelho

Para acender os leds use as portas digitais e inserimos linhas de programação com condições de “if”, conforme o código-fonte abaixo:

Obs: O vídeo, esquema e código-fonte são os mesmos do R1

int LDR; //declara a variavel

unsigned long tempo; //declara tempo

int LedAzul = 7;

int LedVerde = 6;

int LedVermelho = 5;

void setup() {

pinMode(A0, INPUT);

pinMode(LedAzul, OUTPUT);

pinMode(LedVerde, OUTPUT);

pinMode(LedVermelho, OUTPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

tempo= millis(); // base de tempo para a coleta

LDR = analogRead(A0);

{

Serial.print(tempo);

Serial.print(" "); // introduz um espaço entre as colunas

Serial.print(" ");

Serial.print(LDR);

if ( LDR > 100){

digitalWrite(LedAzul,HIGH);

}

else {

digitalWrite(LedAzul,LOW);

}

if ( LDR > 150){

digitalWrite(LedVerde,HIGH);

}

else {

digitalWrite(LedVerde,LOW);

}

if ( LDR > 200){

digitalWrite(LedVermelho,HIGH);

}

else {

digitalWrite(LedVermelho,LOW);

}

}

Serial.println(); // imprime em linhas

delay(100);

}

Leds e Notas Musicais

Tarefa: Construir um sistema que funcione da seguinte forma:

1. Acenda leds de cores diferentes a medida que se aproxima do LDR ( na seguinte sequencia, (mais distante - azul, verde e vermelho - mais próximo) – feito no R1 complementar;

2. Toque notas diferentes a medida que se aproxima:

Nota dó.............mais distante

Nota ré.............distância intermediaria

Nota fá.............maior distância

Esquema do Circuito

Foto do Circuito

Vídeo

Código - Fonte

int LDR; //declara a variavel

unsigned long tempo; //declara tempo

int LedAmarelo = 13;

int LedAzul = 12;

int LedVermelho = 11;

void setup() {

pinMode(A0, INPUT);

pinMode(LedAzul, OUTPUT);

pinMode(LedAmarelo, OUTPUT);

pinMode(LedVermelho, OUTPUT);

pinMode(9,OUTPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

tempo= millis(); // base de tempo para a coleta

LDR = analogRead(A0);

{

Serial.print(tempo);

Serial.print(" "); // introduz um espaço entre as colunas

Serial.print(" ");

Serial.print(LDR);

if (( LDR > 95)&&(LDR <120)){

digitalWrite(LedAmarelo,HIGH);

tone(9,523,200);

}

else {

digitalWrite(LedAmarelo,LOW);

}

if ((LDR > 120)&&(LDR <190)){

digitalWrite(LedAmarelo,LOW);

digitalWrite(LedAzul,HIGH);

tone(9,587,200);

}

else {

digitalWrite(LedAzul,LOW);

}

if ( LDR > 190){

digitalWrite(LedAzul,LOW);

digitalWrite(LedVermelho,HIGH);

tone(9,659,200);

}

else {

digitalWrite(LedVermelho,LOW);

}

}

Serial.println(); // imprime em linhas

delay(100);

}

Arduino Blinking Led

O experimento a seguir propõe um primeiro contato com o Arduino, aonde um LED será ligado a uma placa em uma porta digital, e através do código programado nele o LED piscará interruptamente,com um intervalo de alternação entre acender e apagar de 1 segundo.

Nesse experimento foram utilizados os seguintes componentes: 1 LED, 1 resistor de 330 Ohm, 2 fios.

Esquematização do Circuito

Código-Fonte

int LDR;

unsigned long tempo; //declara tempo

int LedAzul = 7;

int LedVerde = 6;

int LedVermelho = 5;

void setup() {

pinMode(A0, INPUT);

pinMode(LedAzul, OUTPUT);

pinMode(LedVerde, OUTPUT);

pinMode(LedVermelho, OUTPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

tempo= millis(); // base de tempo para a coleta

LDR = analogRead(A0);

{

Serial.print(tempo);

Serial.print(" "); // introduz um espaço entre as colunas

Serial.print(" ");

Serial.print(LDR);

if ( LDR > 100){

digitalWrite(LedAzul,HIGH);

}

else {

digitalWrite(LedAzul,LOW);

}

if ( LDR > 150){

digitalWrite(LedVerde,HIGH);

}

else {

digitalWrite(LedVerde,LOW);

}

if ( LDR > 200){

digitalWrite(LedVermelho,HIGH);

}

else {

digitalWrite(LedVermelho,LOW);

}

}

Serial.println(); // imprime em linhas

delay(100);

}