En la elaboración de la Lira se hicieron ciertos cambios por la disponibilidad de los sensores. Pero para eso se mostrará con cada una de sus especificaciones.
A continuación se describirán con detalle.
Su elaboración electrónica, es utilizando
un sensor de interrupción infrarojo, colocado de manera vertical entre las 2
columnas donde se encuentran las notas. Estos se activarán al tocar con la
baqueta, midiendo la distancia donde fue tocada hasta el receptor. Este trabaja
por reflexión. En donde cada nota tiene un rango de distancia especifica. El
sensor a utilizar es
INFRARED PROXIMITY SHARP
GP2Y0D21YK
La manera de
operar del sensor es que el aproximarse un objeto( en este caso la baqueta), en
el área de 12 cm de diámetro del haz de luz, este es detectado. Sin ser
necesario tocar la superficie donde se refleja. Entonces es a partir de la aproximación
que empieza a correr el tiempo.
Asimismo, la duración
mínima que es relevante para el sensor, que permanezca el objeto en ese sitio
es de 4,8ms. Luego de esto, para que en el terminal de voltaje de salida sea
mostrado un nivel alto, hay una duración de 1,9ms como medida mínima.
Igualmente esto ocurre, cada vez que se toque con la baqueta.
Ahora haciendo
una totalización de los tiempos tenemos:
Duración de
medida mínima: 4,8ms. (Tiempo que dura el objeto en el área de detección)+
1,9ms. Para que se muestre en la salida+ 3us. (Tiempo del conversor ADC) +40us.(Tiempo
de simulación)+30us(Tiempo de Labview en abrir el .wav)=6,77ms.
Obteniéndose así
un tiempo de latencia menor a 10 ms. Que es lo que se desea.
La frecuencias de
muestreo debe ser igual: f. muestreo = 2 f. máxima, siendo igual 295,29 Hz.
Para asi satisfacer el teorema de muestreo de Nyquist.
La familia de
Sharp de infrarrojos detectores de distancias son muy populares para la
robótica y la automática de aplicaciones de medición de distancias. Un
inconveniente de estos sensores es que su
respuesta no es del todo lineal. En otras palabras se produce en la señal de
salida cuando esta está en alto, unos
picos de gran potencial, que deben ser filtrados con un filtro pasa bajo con
una frecuencia de corte de 30Hz.
Es importante
resaltar que para acceder al micro controlador para trabajar con su conversor
ADC y enviar lo medido, es necesario limitar el voltaje de 0V a 3V. Para esto
se utilizara un optocoplador “4N25” con la siguiente configuración:
Teoría de
Operación
Con la línea de detectores de GP2DXX SHARP, además
de detectar objetos a una distancia, se cuenta con nuevos rangos que ofrece mejor inmunidad a las condiciones
de iluminación en el ambiente.
Estos rangos todos usan triangulación y una matriz
lineal para calcular la presencia de objetos en el campo de visión. La idea
básica es:
Un pulso de luz infrarroja es emitida por el
emisor. Esta luz viaja en el campo de
visión, que bien golpea un objeto o sigue hasta el reflector.
En el caso que se refleje un objeto, la luz
devuelve al detector y crea un triangulo entre el punto de la reflexión, el
emisor y el detector.
Diferentes ángulos, diferentes distancias.
Los ángulos en
este triángulo varían en función de la distancia al objeto. La porción de
receptor de estos nuevos detectores es en realidad un lente de precisión que
transmite la luz reflejada en varias porciones de la matriz adjunta. Los
ángulos en este triángulo varían en función de la distancia al objeto. La
porción de receptor de estos nuevos detectores es en realidad un lente de
precisión que transmite la luz reflejada en varias porciones de la matriz
adjunta lineal basado en el ángulo del triángulo descrito anteriormente. La
matriz puede entonces determinar qué ángulo la luz reflejada vino de vuelta en
y por lo tanto, se puede calcular la distancia al objeto.
Este nuevo método de
rango es casi inmune a la interferencia de la luz ambiente y ofrece una
increíble indiferencia al color del objeto a detectar. La detección de un muro
negro en plena luz del sol es ahora posible basado en el ángulo del triángulo
descrito anteriormente. La matriz puede entonces determinar qué ángulo de
la luz reflejada vino de vuelta y por lo
tanto, se puede calcular la distancia al objeto.
Este nuevo método de rango es casi inmune a la interferencia de la luz ambiente
y ofrece una increíble indiferencia al color del objeto a detectar.
SENSOR LÁSER
Asimismo,
se utiliza sensores laser, que al interrumpir su emisión cuando se toque con la
baqueta, este me informa cual fue la columna la cual tuvo contacto. Una vez
hecho esto, y con la distancia obtenida por el sensor de infrarojo se puede
ubicar la nota que se toca, para
prevenir que suene la que se desea.
Al
producirse la emisión de luz de laser, esta es interrumpida al tocar con la
baqueta, esto produce un cambio del valor de la impedancia de la
fotoresistencia, produciéndose a su vez una variación de voltaje. Luego esto
entra a un comparador de 5V que me permitirá saber si hubo una variación de
voltaje y finalmente pasa a un optocoplador limitándome mi voltaje de 0v a 3V,
aislando esta adquisición al
micro-controlador y así poder proteger al mismo de variantes de voltaje.
La señal analógica es pasada por un conversor
analógico digital del microcontrolador.
El
potenciómetro me permite medir el valor de la resistencia que debe colocarse
para obtener el voltaje de comparación experimental. Realizando este
procedimiento se obtiene que el valor es de 200 ohms.
Materiales a utilizar:
- · 6 diodos laser.
- · 6 foto resistencias como sensor laser.
- · 6 LM311, comparadores.
- · Un conversor analógico digital
- · 6 optocopladores ópticos de infrarrojo.
- · condensadores y resistencias de protección y para el comparador ya mostrado.
- Para la lira se usara lasers y sensores de proximidad los cuales emiten los datos referentes a la distancia ubicados en la lira vía serial, mientras que los lasers dirán en que sección de la lira se esta, izquierda o derecha.
- La información de los lasers puede pasar por un circuito lógico de 6 entradas a 2 salidas (dos laser por lugar de la lira) y las salidas son ubicación de izquierda o derecha confirmada se usara la siguiente tabla de la verdad
Laser a
|
Laser b
|
Laser c
|
Salida
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0
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0
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0
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0
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0
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0
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1
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0
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0
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1
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0
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0
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0
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1
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1
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1
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1
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0
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0
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0
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1
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0
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1
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1
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1
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1
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0
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1
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1
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1
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1
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1
|
Cada región de la lira (izquierda
o derecha) tendrá 3 lasers los cuales
dirán que se toco una tecla con esa región, luego con el sensor de proximidad
se determina en que parte teniendo entonces como trasmisión al chip 2 pines de
comunicación serial y dos pines de lugar.
Esta información que llegara al puerto c por comunicación serial una parte y
por lectura de puerto la otra si se tiene, será usada para emitir los datos de
memoria de las octavas ya previamente guardados, es decir si se tiene que se
toco la parte izquierda a y la tecla mas baja. La lógica binaria de lugar será
10 y se tendrá por puerto serial la distancia a la que se y si el rango del valor de la distancia está entre
x y W valor, se escoge un pack de memoria que contiene el numero del tono que
se está tocando lo cual será procesado por labview. Se necesitaría 2 byte del
protocolo midi . El de estatus y el
dato del número de tono
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