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RAE
1. TIPO DE DOCUMENTO: Trabajo de grado para optar por el título de
INGENIERO DE SONIDO. 2. TITULO: Diseño y construcción de un sintetizador análogo con control
digital para creación de sonido mediante síntesis. 3. AUTORES: German Augusto Camacho Cepeda y Andrés Eduardo Ardila
Ardila. 4. LUGAR: Bogotá, D.C. 5. FECHA: Enero de 2014 6. PALABRAS CLAVE: Síntesis, VCA, VCO, LFO, VCF, mixer, audio,
octava, frecuencia de corte, protocolo MIDI. 7. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO: El objetivo principal de este proyecto es
el diseño de un sintetizador análogo capaz de procesar lenguaje digital y protocolo MIDI, esto con el fin de garantizar un dispositivo eficiente capaz de acoplarse a un montaje musical o de ser necesario, creación de sonidos.
8. LINEAS DE INVESTIGACIÓN: Diseño de dispositivos de sonido. 9. FUENTES CONSULTADAS: C.J. Savant, J., Roden, M. S., & Carpenter,
G. (s.f.). Diseño Electronico. Driscoll, R. F. (1993). Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales. Ellen Denning. Wollesen, D. L. (1965). Field Effect Transistors In Audio Preamplifiers. Phoenix, Arizona. Bernard A. Hutchins, J. (1980). Analog Circuits for Sound Animation. New York: AES. Insam, E. (s.f.). Walsh Functions in Waveform Synthesizers. London, England: University of London.
10. CONTENIDOS: En la producción musical, existen varias herramientas para la edición, montaje y creación de audio, ya que es un campo extenso y de gran bagaje que requiere de una amplia gama de instrumentos para funcionar de manera eficaz, una de las herramientas con mayor acogida por su eficiencia y funcionalidad, son los sistemas de síntesis, pues ofrecen facilidades y diversas opciones al momento de crear sonidos, pues tienen parámetros aplicativos como rueda de desafinación, rueda de modulación, selección de bancos, envolvente, entre otros, que son parámetros que afectan directamente la señal dependiendo la objetividad, el criterio y la necesidad del cliente.
11. METODOLOGIA: Es de carácter empírico-analítico, con base en el estudio y diseño de un sintetizador análogo de control digital.
12. CONCLUSIONES: El sintetizador análogo cuenta con 3 osciladores independientes, a los cuales se les puede variar su cantidad de energía de entrada al mixer y el tipo de onda, posee un LFO, un VCF y para su amplificación se generó una envolvente que controla el AG mediante un opto acoplador, posee un tamaño promedio a un sintetizador de una octava, y se alimenta con una fuente de poder de 110v a 60Hz.
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SINTETIZADOR ANÁLOGO CON CONTROL DIGITAL PARA CREACIÓN DE SONIDO MEDIANTE SÍNTESIS.
ANDRÉS EDUARDO ARDILA ARDILA GERMAN AUGUSTO CAMACHO CEPEDA
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA DE SONIDO BOGOTA D.C.
2013
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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SINTETIZADOR ANÁLOGO CON CONTROL DIGITAL PARA CREACIÓN DE SONIDO MEDIANTE SÍNTESIS.
ANDRÉS EDUARDO ARDILA ARDILA GERMAN AUGUSTO CAMACHO CEPEDA
PROYECTO DE GRADO
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA DE SONIDO BOGOTA D.C.
2013
NOTA DE ACEPTACIÓN
_____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________
_____________________________ FIRMA DEL PRESIDENTE DEL JURADO
______________________________ FIRMA DEL JURADO
______________________________ FIRMA DEL JURADO
BOGOTÁ D.C. 25 DE NOVIEMBRE DE 2013
5
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 7
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................. 12
1.1. ANTECEDENTES ............................................................................................ 12
1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA .................................................................... 14
1.3 JUSTIFICACIÓN .............................................................................................. 15
1.4 OBJETIVOS ..................................................................................................... 16
1.4.1 OBJETIVO GENERAL .................................................................................. 16
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................... 16
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES ........................................................................ 16
1.5.1 ALCANCES .................................................................................................. 16
1.5.2 LIMITACIONES ............................................................................................ 17
2 MARCO TEÓRICO .............................................................................................. 17
2.1 SONIDO ........................................................................................................... 17
2.1.1 TONO / FRECUENCIA ................................................................................. 18
2.1.2 TIMBRE / ESTRUCTURA ARMÓNICA ......................................................... 19
2.1.3 INTENSIDAD / SONORIDAD ....................................................................... 19
2.2 SÍNTESIS DEL SONIDO .................................................................................. 20
2.2.1 SÍNTESIS ADITIVA ...................................................................................... 20
2.2.2 SÍNTESIS SUSTRACTIVA ........................................................................... 21
2.2.3 SÍNTESIS AM ............................................................................................... 21
2.3 SINTETIZADOR ............................................................................................... 22
2.3.1 VCO ............................................................................................................. 23
2.3.2 VCF .............................................................................................................. 24
2.3.3 VCA .............................................................................................................. 25
2.3.4 MIX ............................................................................................................... 25
2.3.5 LFO .............................................................................................................. 26
2.3.6 AG (ENV) ..................................................................................................... 27
2.4 PROTOCOLO MIDI .......................................................................................... 28
2.4.1 APLICACIONES ........................................................................................... 33
3 METODOLOGÍA .................................................................................................. 33
3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN ............................................................... 33
3.2 HIPÓTESIS ...................................................................................................... 34
3.3 VARIABLES INDEPENDIENTES ..................................................................... 34
3.4 VARIABLES DEPENDIENTES ......................................................................... 34
4 DESARROLLO INGENIERIL ................................................................................... 34
4.1 INTERPRETACIÓN MIDI ...................................................................................... 35
4.2 VCO ...................................................................................................................... 41
4.2.1 CONTROL DE FRECUENCIA DEL MODULO VCO POR EL INTEGRADO MCP
................................................................................................................................... 46
4.3 LFO ...................................................................................................................... 50
4.3.1 CONTROL DE FRECUENCIA DEL MODULO LFO POR EL INTEGRADO MCP
................................................................................................................................... 54
4.4 AG ........................................................................................................................ 56
4.5 VCA ...................................................................................................................... 61
4.6 MIXER .................................................................................................................. 63
4.7 PANTALLA LCD ................................................................................................... 66
4.8 ALGORITMOS Y PLATAFORMAS DE PROGRAMACIÓN ................................... 68
5 PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................. 71
5.1 GENERACIÓN DEL SONIDO ............................................................................... 73
5.1.1 PULSADORES .................................................................................................. 74
5.1.2 CONTROLADOR MIDI ...................................................................................... 74
5.2 CONSIDERACIONES ........................................................................................... 76
6 CONCLUSIONES .................................................................................................... 77
7 RECOMENDACIONES ............................................................................................ 79
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................... 80
7
INDICE DE ECUACIONES Y TABLAS
Ecuación 1 “Ecuación de velocidad del sonido" ......................................................... 18
Ecuación 2 “Ecuación de sonoridad”........................................................................... 20
Tabla 1 “Explicación escrita del funcionamiento de los pines del PIC 16F877A” ......... 37
Tabla 2 “Componentes de conexión necesaria para el funcionamiento del PIC
16F877A” .................................................................................................................... 38
Tabla 3 “Componentes de montaje del HP6N138” ...................................................... 40
Tabla 4 “Datos MCP vs Frecuencia de notas” ............................................................. 44
Tabla 5 “Componentes VCO con XR2206” ................................................................. 45
Tabla 6 “Datos MCP para oscilación de frecuencia del LFO” ...................................... 51
Tabla 7 “Componentes LFO con XR2206” .................................................................. 53
Tabla 8 “Componentes AG” ........................................................................................ 58
Tabla 9 “Componentes VCA” ...................................................................................... 63
Tabla 10 “Componentes MIXER” ................................................................................ 65
Tabla 11 “Conexionado de pantalla LCD 128x64”....................................................... 67
TABLA DE FIGURAS
Figura 1 “Imagen de modulación AM” ......................................................................... 22
Figura 2 “Diagrama del Sintetizador” .......................................................................... 23
Figura 3 “Momentos de la envolvente” ........................................................................ 28
Figura 4 “Puertos MIDI” .............................................................................................. 29
Figura 5 “Conector MDI” ............................................................................................. 30
Figura 6 “Byte MIDI” ................................................................................................... 31
Figura 7 “Mensaje MIDI” ............................................................................................ 31
Figura 8 “Esquema de puertos del PIC16F877A” ........................................................ 35
Figura 8 “Esquema pines detallados del PIC 16F877A” .............................................. 36
Figura 9 “Esquema de conexión necesaria para el funcionamiento del PIC 16F877A” 38
Figura 10 “Diagrama de bloques para funcionamiento MIDI y totalidad del sintetizador”
................................................................................................................................... 38
Figura 11 “Esquema HP6N138, para comunicación MIDI entre el PIC y el Controlador”
................................................................................................................................... 40
Figura 12 “Diagrama de bloques para el funcionamiento de VCO’s” ........................... 41
Figura 13 “Onda triangular VCO” ................................................................................ 42
Figura 14 “Onda seno VCO” ....................................................................................... 42
Figura 15 “Onda cuadrada VCO” ............................................................................... 43
Figura 16 “Esquema VCO con XR2206” .................................................................... 45
Figura 17 “3 Módulos VCO’s”...................................................................................... 46
Figura 18 “Esquema MCP” ......................................................................................... 47
Figura 19 “Simulación general en proteus” ................................................................. 48
Figura 20 “Simulación con nota Do oprimida” ............................................................. 48
Figura 21 “Simulación con nota MI oprimida” .............................................................. 49
Figura 22 “Simulación con nota Sol sostenido oprimida” ............................................. 49
Figura 23 “Simulación con nota SI oprimida” .............................................................. 50
Figura 24 “Diagrama de bloques para el funcionamiento del LFO” ............................. 50
Figura 25 “Onda LFO”................................................................................................ 51
Figura 26 “Esquema LFO con XR2206” ...................................................................... 52
Figura 27 “Módulo LFO” ............................................................................................. 53
Figura 28 “Frecuencia de VCO modulada con LFO” .................................................. 53
Figura 29 "Frecuencia de VCO modulada con LFO” ................................................... 54
9
Figura 30 “Diagrama de bloques del acople entre VCO’s y LFO” ............................... 54
Figura 31 “Esquema MCP 41050” .............................................................................. 55
Figura 32 “Simulación encoder en proteus” ................................................................ 56
Figura 33 “Diagrama de bloques para funcionamiento del AG” .................................. 56
Figura 34 “Esquema AG” ............................................................................................ 58
Figura 35 “Módulo de AG” ......................................................................................... 59
Figura 36 “Envolvente flauta” ...................................................................................... 59
Figura 37 “Envolvente piano” ...................................................................................... 60
Figura 38 “Envolvente Órgano” ................................................................................... 60
Figura 39 “Envolvente Violín” ...................................................................................... 61
Figura 40 “Diagrama de bloques funcionamiento VCA” .............................................. 61
Figura 41 “Esquema VCA” .......................................................................................... 62
Figura 42 “Módulo VCA” ............................................................................................. 63
Figura 43 “Diagrama de bloques MIXER” ................................................................... 63
Figura 44 “Sumatoria de 2 señales triangulares y una cuadrada” ............................... 64
Figura 45 “Esquema MIXER” ...................................................................................... 65
Figura 46 “Módulo del MIXER” .................................................................................... 66
Figura 47 “Diagrama de bloques para funcionamiento de pantalla” ............................ 66
Figura 48 “Saludo del sintetizador” ............................................................................. 68
Figura 49 “Pantalla imprimiendo al pulsar la nota Fa” ................................................. 68
Figura 50 “Simulación final parte digital” ..................................................................... 70
Figura 51 “Producto final 1” ........................................................................................ 71
Figura 52 “Producto final 2” ........................................................................................ 72
Figura 53 “Diagrama de flujo del código del Microcontrolador Principal” ........................ I
Figura 54 “Diagrama de flujo del código del Microcontrolador esclavo” ......................... I
INTRODUCCIÓN
En la producción musical, existen varias herramientas para la edición, montaje
y creación de audio, ya que es un campo extenso y de gran bagaje que
requiere de una amplia gama de instrumentos para funcionar de manera eficaz,
una de las herramientas con mayor acogida por su eficiencia y funcionalidad,
son los sistemas de síntesis, pues ofrecen facilidades y diversas opciones al
momento de crear sonidos, pues tienen parámetros aplicativos como rueda de
desafinación, rueda de modulación, selección de bancos, envolvente, entre
otros, que son parámetros que afectan directamente la señal dependiendo la
objetividad, el criterio y la necesidad del cliente.
Como ingenieros de sonido, se debe estar en la capacidad de poder dar uso a
herramientas básicas para la producción musical, herramientas como
procesadores de audio, ya sean compresores, ecualizadores, limitadores u otro
tipo de instrumentos como programas para edición de audio, mezcla o creación
de sonidos, pues la Ingeniería de Sonido dentro de su pensum posee tres
lineamientos para el documento de graduación, Acústica, Diseño de Sistemas
de Sonido y Producción en Audio, referido a la descripción del objetivo del
programa de su misma página de internet de la facultad de ingeniería en el
pregrado de ingeniería de sonido, “Formar Ingenieros de Sonido, capaces de
evaluar, diseñar, optimizar y/o desarrollar productos y soluciones referentes al
ámbito del sonido”, así, nace la idea de innovar con un sistema nunca antes
realizado dentro de la facultad de Ingeniería de Sonido.
El dispositivo a desarrollar se centrara en la transmisión de información bajo el
protocolo MIDI, contará con un teclado el cual enviará el encendido y apagado
de una nota, y también ofrecerá la posibilidad de manejar los parámetros para
la ejecución y asignación de audio, como selección de bancos de sonido,
modificaciones y desarrollo de una propia información sonora dependiendo las
características posiblemente manipuladas desde el dispositivo. El
reconocimiento de cada una de las variables que otorga un dispositivo como el
11
controlador, será adaptada a la superficie diseñada mediante protocolo MIDI,
por lo que estará en la capacidad de recibir cada uno de los bytes transmitidos
desde el controlador.
La señal manejará una tensión de línea (1.4V), con el fin de estandarizar la
comunicación entre el sintetizador y otros periféricos. Se incorporaran 3
módulos de VCO (oscilador controlado por voltaje) los cuales permitirán al
usuario escoger 3 tipos de onda diferente para llegar a un sonido deseado, a
continuación las señales llegaran al mezclador con el fin de otorgar al usuario
la facilidad de aplicar la ganancia deseada a cada uno de los osciladores, el
sintetizador tendrá un LFO(oscilador de baja frecuencia), el cual se encargara
de modular la señal de cada uno de los osciladores, un VCF (filtro controlado
por voltaje) tiene como función hacer síntesis sustractiva, que será la etapa de
filtrados y por último el VCA(amplificador controlado por voltaje) para controlar
la amplitud de la señal.
Los componentes análogos son instrumentos que tienen un funcionamiento
especifico a razón de voltajes y corrientes, pero, ¿cómo lograr hacer que estos
dispositivos funcionen a partir de lo que el usuario desee realizar?, el
dispositivo se dividirá en tres niveles, el primer nivel corresponde a la parte
visual donde se encuentran los controles de mando los cuales permiten que el
usuario se comunique con el dispositivo, el segundo nivel se encarga de la
generación de audio de forma análoga, el tercer nivel es el cerebro del
dispositivo el cual se encarga de unir la parte análoga y el control de mando.
En definitiva, la integración de un control digital, hará del proyecto una
innovación para el desarrollo de los objetivos de la Facultad de Ingeniería de
Sonido, como respuesta a la necesidad de enfatizar en el área de desarrollo de
dispositivos electrónicos.
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. ANTECEDENTES
Steve Salani, en una convención de la AES en el año de 1993, presento un
trabajo en el campo de música digital, que presentaba el desarrollo de un
método estandarizado para el procedimiento en el tratamiento de síntesis, el
propone todo un esqueleto de ensamble, junto con su nomenclatura y forma
del algoritmo para poder tener una buena síntesis del sonido.
Este modelo de síntesis es conocido como ASPN1, es una manera normalizada
de estandarizar los conjuntos de los módulos necesarios para completar el
conjunto necesario de síntesis de audio, el retoma los aspectos más eficaces y
versátiles de los sintetizadores hechos anteriormente, y así, poder corroborar la
mejor respuesta y desarrollo de la generación de sonido.
Además, este protocolo ASPN permitirá una actualización para nuevos
sintetizadores, pues estará abierto a entender y procesar nuevos algoritmos de
programación, y tendrá la capacidad de acoplarse y tener compatibilidad entre
ellos mismos, tanto sintetizadores funcionales pautados bajo la ASPN, como
futuros dispositivos con nuevos métodos de programación.
Bondhan Winduratna en 1998 presento ante una convención de la AES un
proyecto relacionado a la utilización de modulación FM para síntesis, este
estudio está basado en un codificador de audio desarrollado para codificar una
señal con gran cantidad de componentes harmónicos con funcionamiento de
una taza de bits muy baja.
1 Salani, S. (1993). A Standardized Architecture For Music Synthesis and Audio Signal
Processing. Cupertino, USA: AES.
13
Esta señal de audio es modelada por un espectro de harmónicos, los cuales
son desarrollados y generados por los parámetros básicos de la modulación
FM, junto con la interpretación directa de cada parámetro primordial de la señal
original.
Dentro de la modulación FM generalizada para la síntesis de audio, en la
proyección ingenieril, existen fórmulas y parámetros numéricos para identificar
el espectro de armónicos generados a partir de la señal original acoplada con
la señal moduladora, Bondhan propone una nueva muestra en la taza de bits
para codificar dichos parámetros de modulación FM, para señales de
instrumentos individuales dicha taza tendrá una variación desde 2.1kbit/s hasta
4.8kbit/s. 2
D. Arfib y N. Delprat buscaron la manera de modificar el vibrato de un sonido3
de manera independiente a sus otro parámetros, y lo lograron con un nuevo
algoritmo representado en tiempo-frecuencia, expuesto para la AES en el año
de 1998, el programa propuesto consiste en un desarrollo de 4 etapas para el
procesamiento de la señal de audio, inicialmente el algoritmo permite la
extracción de la curva del vibrato y los parámetros básicos e importantes del
modelo de la frecuencia de resonancia, de esta manera permite un control
independiente en la modulación por FM para generar la re síntesis y obtener la
nueva señal energética de sonido.
En la Universidad de San Buenaventura se han desarrollado algunos proyectos
de grado en relación al desarrollo y temas relacionados con respecto a
programación y concepto fundamental de funcionamiento de síntesis y
2 Winduratna, B. (1998). FM Analysis/Synthesis based Audio Coding. Amsterdan: AES.
3 Selective Transformations of Sounds using Time-Frecuency Representations: An Application
to the Vibrato Modification. (1998). 1998: AES.
protocolo MIDI, como lo son “Construcción de Theremin y Diseño e
Implementación de Salida MIDI para Control de Altura (2007)”, realizado por
Fabio Alejandro Escobar y Enrique García Herrera, también como
antecedentes existe “El Desarrollo de un Dispositivo Hardware Para la
Secuencia de Ritmos a Través de un Set de Batería (2011)”, proyecto realizado
por David Esteban Piñeros Hernández y Carlos Alberto Poveda Linares.
1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Mediante programación de módulos digitales y construcción de módulos
análogos, surge una necesidad para generar e innovar con un dispositivo
eficaz que funcione con una gran variedad de dispositivos MIDI, es necesario
contar con algunas herramientas básicas para el desarrollo de dispositivos de
audios tales como osciloscopio multímetro interfaz de audio y software
especializado para el diseño y simulación de circuitos electrónicos.
De esta manera se podrá generar un dispositivo capaz de servir como apoyo
fundamental para un complemento en la producción musical, el cual con una
configuración básica como es una pantalla, panel de control y estética bien
diseñada puedan manejarse aspectos y parámetros como frecuencia, amplitud,
modulación y características de la envolvente de manera sencilla tal cual como
se haría en un sintetizador comercial.
¿Cómo desarrollar un sintetizador análogo que pueda ser controlado
digitalmente?
El protocolo MIDI está compuesto por 3 bytes, la cual es información que entra
dentro de parámetros de asignación binaria que tiene un significado para cada
uno de sus valores, desde 0 hasta 127, al tener este comportamiento lógico, es
sensato afirmar que mediante programación y asignación de variables al
comportamiento interno del algoritmo desarrollado, puede estipularse una
confiable comunicación entre una superficie física con respectivos
15
comportamientos ante sus controles y variaciones de sus parámetros, de esta
manera podremos controlar fácilmente la parte digital correspondiente a la
asignación de datos, y el desarrollo óptimo de lo que deseamos manejar,
ahora, para desarrollar la parte análoga, la correspondiente a la generación de
sonido, son necesarios los diferente tipos de montajes que de manera
electrónica recibirán las ordenes de lo pautado en la parte lógica, será
necesario el montaje de los diferentes osciladores con sus filtros y
modulaciones para el apropiado desarrollo de la producción sonora, de esta
manera, mediante etapas, el protocolo MIDI mediante su lenguaje lógico
asignará funcionalidades a los componentes analógicos mediante variación de
tensión y corriente.
1.3 JUSTIFICACIÓN
El desarrollo de dispositivos de audio es una rama importante en la adaptación
de la producción musical, por lo que los ingenieros de sonido debemos
enfatizar para la optimización de ellos y que se acomode a nuestras
necesidades e intereses.
En Colombia no existe una industria de creación en desarrollo y producción de
dispositivos enfocados a la línea de sintetizadores, por lo tanto este proyecto
se centra en generar un interés particular en esta área.
Al ser un dispositivo para control, edición y manipulación de audio, es una
herramienta básica para ser utilizada con fines académicos en el área de
diseño de dispositivos de audio en la Universidad San Buenaventura
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 OBJETIVO GENERAL
Diseñar y construir un sintetizador análogo con control digital
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Integrar un módulo de comunicación MIDI en el dispositivo.
Diseñar un control digital para manipulación de parámetros en los
módulos VCO, VCF, VCA, AG y, LFO.
Diseñar la interfaz gráfica del módulo LCD y del dispositivo.
Preestablecer un banco de 4 instrumentos tales como flauta, piano,
órgano y violín.
Realizar el montaje de los circuitos análogos para el funcionamiento
básico del sintetizador.
Generar tres tipos de onda diferentes (sinusoidal, triangular, cuadrada).
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES
1.5.1 ALCANCES
Diseñar el dispositivo de síntesis mediante módulos intercambiables con
el propósito de poder actualizarse o repararse de ser necesario.
Implementar un módulo de ruido cuyo propósito sea ampliar la
posibilidad de nuevos sonidos en especial instrumentos de percusión.
Implementación del ICL8038, componente procesado y expendido por
Intersil, para el montaje de cada VCO, dada su facilidad y complejidad
como integrado.
Implementación de una pantalla TFT LCD.
Implementación de un módulo de desafinación para cada VCO
17
1.5.2 LIMITACIONES
Los componentes deben ser importados desde el exterior.
La calidad del sonido del sintetizador dependerá del presupuesto para
la adquisición de componentes.
El sintetizador tendrá solo una octava debido al rango de frecuencia de
los componentes.
2 MARCO TEÓRICO
2.1 SONIDO
Las ondas de sonido son el ejemplo más común de ondas longitudinales. Se
desplazan en cualquier medio material con una rapidez que depende de las
propiedades del medio. Cuando las ondas viajan en el aire, elementos del aire
vibran para producir cambios en densidad y presión a lo largo de la dirección
de movimiento de la onda. Si la fuente de las ondas de sonido vibran
senoidalmente, las variaciones de presión también son sinusoidales. Las ondas
de sonido se dividen en tres categorías que cubren intervalos de frecuencia
diferentes. Las ondas audibles se encuentran dentro de la gama de
sensibilidad del oído humano. Pueden ser generadas en varias formas, por
ejemplo por instrumentos musicales voces humanas o altavoces. Las ondas
infrasónicas tienen frecuencias debajo de la gama audible. Las ondas
ultrasónicas tienen frecuencias arriba de la gama audible.
La rapidez del sonido depende de la temperatura del medio. Para el sonido que
se mueve en aire, la relación entre la rapidez de onda y la temperatura del
medio es4:
4 Serway, Raymond A. Fisica Para Ciencias e Ingenierías. sexta edición. Vol. 1.
(
) √
Ecuación 1 “Ecuación de velocidad del sonido"
Sonido puede definirse como un disturbio existente en un medio elástico, en el
cual pueda existir inercia de partículas al momento de la excitación, su
propagación causa una alteración de la presión y un movimiento de partículas,
choques y transporte de energía.
2.1.1 TONO / FRECUENCIA
“Mucha gente tiene un concepto erróneo sobre la frecuencia y el tono
pensando que son la misma propiedad, si bien es cierto que la frecuencia de
un sonido guarda una estrecha relación con el tono percibido , ambos
conceptos pertenecen cada uno a lo que podríamos considerar “diferentes
tecnologías “. El tono siempre será una magnitud subjetiva de la altura o
gravedad del sonido que está formando por la frecuencia fundamental
percibida por el oído, acompañada de una buena serie de otras cualidades
como son el contenido armónico, la intensidad misma con que se produce y
aun la duración de la nota, por lo cual el tono es una propiedad intrínseca de
cada sonido; en cambio la frecuencia es una magnitud física, medible y referida
a formas de onda de estricta periodicidad. Es un hecho el que cuando la
frecuencia aumenta el tono también lo hace, aunque no es menos cierto que lo
hace con una razón de variación distinta.”5
La cantidad de vibraciones que produce una fuente sonora por segundo es la
frecuencia. Se expresa en Hertz y la inversa es el periodo o tiempo que dura
una vibración completa medida en segundos.
5 Costa, J. B. (1977). Nueva Generacion De Instrumentos Musicales Electronicos. Barcelona (España): marcombo, BOIXAREU EDITORES.
19
2.1.2 TIMBRE / ESTRUCTURA ARMÓNICA
La información generada por un instrumento musical es una señal compuesta
de varias frecuencias que constituyen todos los múltiplos de la frecuencia
fundamental, dichas frecuencias se llaman armónicos, de esta manera lo que
hace que una nota en una octava determinada sea esa y nada más, es como
base principal su frecuencia fundamental junto con sus armónicos.
“Jean Fourier demostró matemáticamente que toda función periódica no
senoidal puede ser descompuesta en una serie de funciones senoidales. Por el
contrario, una onda senoidal no puede ser descompuesta, lo que confirma que
las formas de onda senoidales son las más puras obtenibles. Este método,
universalmente conocido como análisis de Fourier, involucra matemáticas
relativamente elevadas sin embargo, el concepto fundamental puede
demostrarse con relativa facilidad usando los conocidos gráficos
amplitud*tiempo.”3
2.1.3 INTENSIDAD / SONORIDAD
La intensidad es también una magnitud física y medible, que es análoga a la
potencia eléctrica, lo definen como “la energía sonora transportada por unidad
de tiempo y que atraviesa un área unidad perpendicular a la dirección de
propagación. Más concretamente se refiere a la potencia acústica por unidad
de superficie, y se expresa en W/cm2.”6
Según Fechner y Weber la sensación subjetiva de la intensidad es proporcional
al logaritmo de la intensidad según la forma
6 Costa, J. B. (1977). Nueva Generacion De Instrumentos Musicales Electronicos. Barcelona (España): marcombo, BOIXAREU EDITORES.
Ecuación 2 “Ecuación de sonoridad”
Donde n es el nivel de sonoridad expresando en dB, y I0 es el valor de
intensidad umbral que percibe el oído humano.
En acústica se emplea el dB para medir niveles de presión sonora referidos a
un nivel definido Po; entonces se define el nivel de presión sonora P como el
número de dB que P se halla por encima de Po.
2.2 SÍNTESIS DEL SONIDO
La síntesis del sonido es el proceso en el que se obtiene audio a partir de
medios no acústicos, ya sea de manera análoga o digital. Esta puede reusar
sonidos existentes mediante un procesamiento, o puede generar sonidos
electrónicamente o mecánicamente. Este proceso puede implicar matemáticas
física o incluso biología, esto une al arte con la ciencia con el fin de crear
música.
2.2.1 SÍNTESIS ADITIVA
Este tipo de síntesis consiste en la sumatoria de gran cantidad de ondas
independientes para la simulación de los diferentes instrumentos musicales,
cada una de estas ondas, ya sean sinusoidales, dientes de sierra, triangulares
o cuadradas poseerán características diferentes como sus frecuencias de
oscilación, sus amplitudes y sus fases, para tener una buena simulación de un
sonido alcanzado mediante la suma de señales, es necesario por lo menos 15
muestras diferentes que comprendan los armónicos principales y su frecuencia
fundamental.
Este tipo de síntesis, es pautado por la síntesis de Fourier, la cual determina la
suma compleja de las oscilaciones independientes para la creación del nuevo
21
espectro resultante, en caso de ser señales mucho más complejas,
simplemente recibe el nombre de síntesis aditiva.
Como todos los tipos de síntesis, este proceso necesita parámetros
fundamentales para el buen desarrollo de la simulación, cada oscilador deberá
tener dentro de sus características y posibles opciones a variar, una envolvente
de amplitud, envolvente de tono, diferente velocidad, la requerida por el
usuario, y posibilidades de modulación entre ellos, esto con el fin de poder
generar un sonido dinámico y versátil al instrumento real.
2.2.2 SÍNTESIS SUSTRACTIVA
Este tipo de síntesis es el mayormente utilizado en los sintetizadores
analógicos que se conocen comercialmente.
Su mecanismo está basado en tomar la señal del oscilador, sea cual sea el tipo
de onda, sinusoidal, triangular, cuadrada, diente de sierra o la que se esté
generando, y pasarla a través de filtros, es aconsejable que esta señal posea
una gran cantidad de armónicos, para tener mayor información en la cual
trabajar por medio del pasa-bajos, pasa-altos, pasa-banda o rechaza-banda.
De esta manera, la señal original sufrirá cambios en su dinámica y su timbre,
también en su espectro frecuencia y la cantidad de energía que pueda variar
dependiendo la o las frecuencias de corte de los filtros, y dependiendo el
orden, también sufrirá una alteración en su rizado de corte, y la existencia de
información antes o después de la frecuencia de corte, esto dependiendo
también el tipo de filtro.
2.2.3 SÍNTESIS AM
Figura 1 “Imagen de modulación AM”
Este tipo de Modulación consiste en la modificación de la amplitud de la señal
original, a diferencia de la Síntesis FM, es que en este caso, esta nueva señal
obtenida es conocida como el nombre de tremolo, una variación de pequeñas
amplitudes a partir de la señal moduladora.
La señal moduladora es una frecuencia dentro del espectro audible, que varía
de 20Hz a 20kHz, mientras que la señal portadora tiene la característica de ser
una señal periódica por encima de los 20kHz, para de esta manera generar la
multiplicación entre ambas señales y poder obtener la nueva señal generada
por la modulación, este tipo de síntesis se realiza con el fin de obtener nuevas
señales compuestas, y de mayor complejidad para dar peso y versatilidad al
instrumento que se desea desarrollar y reproducir.
2.3 SINTETIZADOR
Un sintetizador es un dispositivo que tiene la capacidad de generar síntesis de
señales con el fin de la obtención de una nueva señal de audio, existen
sintetizadores que varían según su configuración interna, estos sintetizadores
poseen parámetros esenciales para la alteración de las señales, estos
parámetros son, envolvente de la señal, tipo de ondas, filtros, ganancia en
amplitud, modulación por AM o por FM.
23
Entre sus componentes esenciales se encuentran el VCO, el VCF, el LFO, el
VCA, el Mixer y el ADSR.
En el siguiente diagrama de bloques se observa el diseño, la configuración y el
posible método de montaje para el flujo de señal del sintetizador:
Figura 2 “Diagrama del Sintetizador”
2.3.1 VCO
Un Oscilador Controlado por Voltaje, (VCO siglas en inglés) es un dispositivo
que utiliza una tensión de entrada para generar diferentes tipos de onda, estos
tipos de onda pueden variar según la necesidad, o el uso para el cual sean
diseñados.
Entre los tipos de ondas más comunes están la onda sinusoidal, la onda
triangular, la onda cuadrada, la onda diente de sierra, entre otras, estos tipos
de onda, dependiendo como sea generada tiene diferentes procedimientos de
producción, en el caso análogo, depende de los componentes que sean
utilizados, existen circuitos integrados como también amplificadores
operacionales destinadas para este uso.
Para generación de una señal periódica para audio, existen componentes
netamente diseñados para ese fin, y dependiendo los componentes
VCO
VCO
VCF VCA MIX
ADSR
LFO
complementarios para el diseño del circuito se pueden obtener varios tipos de
parámetros importantes, normalmente un VCO está compuesto por
resistencias, cristales y capacitores que según sus características, sus
posiciones, y su montaje varía su oscilación.
Como parámetros importantes para el VCO, se encuentra su respuesta en
frecuencia, su ajuste de ganancia y el ruido de fase, pero, el parámetro más
importante que implica directamente el funcionamiento de este dispositivo, es
que la frecuencia a la que oscilara el modulo, dependerá directamente de la
tensión de entrada, a variación de voltaje, la frecuencia de resonancia crecerá
o disminuirá.
2.3.2 VCF
El Filtro Controlado por Voltaje (VCF, sus siglas en inglés) es como su nombre
lo indica, un filtro con características comunes, tiene una frecuencia de corte a
la cual pone su funcionamiento, este tipo de filtro es controlado directamente
por variaciones de tensión que se pueden generar en su, o sus entradas
análogas.
El VCF normalmente es utilizado como un filtro pasa bajos, así se encuentra
diseñado y en funcionamiento en muchos de los sintetizadores comerciales,
pero también, como características de los componentes de filtros, pueden
diseñarse para que varíen a filtro pasa altos, pasa banda y rechaza banda,
dependiendo el montaje, y el acoplamiento de sus componentes electrónicos.
Los filtros poseen un factor de calidad Q, el que indica el grado de decaimiento
a partir de la frecuencia de corte, normalmente para los VCF’s, el orden de los
filtros suele ser de 12dB/oct o de 24dB/oct, de igual manera, esto no limita a
que pueda generarse un filtro de orden mayor, esto depende de las
necesidades del usuario, y el objetivo para el que fue diseñado.
25
2.3.3 VCA
El Amplificador Controlado por Voltaje (VCA, sus siglas en inglés) es un
dispositivo que amplifica señales que tiene como entrada, su característica
primordial es que la ganancia obtenida es directamente proporcional a
variaciones de tensiones que obtenga en su funcionamiento.
Este tipo de amplificadores generalmente está diseñado y construido por
amplificadores operacionales, existe una variación para la generación de este
dispositivo que no actuara directamente con voltaje sino con corriente, se le
conoce como VCA por OTA.
Dos características importantes tienen este tipo de dispositivos basados en
operacionales OTA, una es que poseen una entrada adicional por la cual la
variación de amplificación, y la relación de ganancia está dada por una
regulación de corriente, y la segunda es que también, la salida de este
componente está dado por una corriente, no un voltaje a cómo funcionan
normalmente los amplificadores operacionales.
Este tipo de componentes, y el funcionamiento básico del VCA en su diseño y
montaje, no posee gran cantidad de componentes que lo complementen.
2.3.4 MIX
El mezclador, es el componente encargado de reunir las señales generadas,
cada una de manera independiente y sumarlas para la obtención de una nueva
señal de salida, normalmente este mezclador está diseñado para la sumatoria
de todas sus señales de entrada, sin embargo dependiendo el fin y las
necesidades para las cuales se requiere su funcionamiento, puede funcionar
también como un dispositivo que substraiga las señales originales.
El mezclador es utilizado para tener las mismas amplitudes de cada señal, sin
perdidas de tensión, es usado para tener un buen acople, poca diferencia y
mayor versatilidad en las diferentes tipos de señales.
Los mezcladores pasivos están diseñados en la no linealidad entre voltaje y
corriente, de esta manera, mediante uno o más diodos proporcionan el
elemento multiplicador del dispositivo, siempre en este tipo de mezcladores, la
señal de salida es de menor potencia.
Para generar una mayor amplitud de la señal de salida, sería necesaria la
utilización de un mezclador activo, este como parámetro primordial es que
necesita mayor valor en su fuente de polarización, puede traer consecuencias
indeseadas como generación de ruido electrónico, y mayor capacidad de
disipación de potencia.
2.3.5 LFO
Un Oscilador de Baja Frecuencia (LFO, sus siglas en inglés) es un dispositivo
cuya característica principal lo indica, genera una señal normalmente por
debajo de los 20Hz, este tipo de señal normalmente es un pulso cuadrado,
aunque puede diseñarse también con onda sinusoidal, triangulas, diente de
sierra, entre otras.
Normalmente el LFO es utilizado en conjunto con un oscilador para generar
modulación FM, este tipo de síntesis es básicamente la manipulación de una
onda generada por el VCO, a partir de la onda moduladora, se utiliza para
generar mayor cantidad de armónicos con respecto a la frecuencia original.
27
Una modulación en frecuencia se conoce como vibrato, y cuando está
arraigada directamente con la amplitud de la señal original, se le conoce como
tremolo.
Este dispositivo ofrece diversos parámetros para su configuración dentro del
funcionamiento de un sintetizador, entre estos esta, control de velocidad,
sincronización de tempo, selección de tipo de onda, ganancia, y manera de
utilización, como se dijo anteriormente, dependiendo el modo a utilizar puede
funcionar como un vibrato o un tremolo a partir de la señal original.
2.3.6 AG (ENV)
Un generador de envolvente busca reproducir las características esenciales de
los instrumentos musicales, cada instrumento posee diferentes amplitudes a
medida que se desenvuelve en el tiempo, según los parámetros a modificar y
básicos del generador de envolvente puede ajustarse las cantidades de tiempo
que están presentas en el desarrollo del audio musical.
Un generador de envolvente está compuesto por 4 momentos, el ataque es el
parámetro inicial, este determina el tiempo en el que la señal alcanza su pico
máximo de amplitud, inmediatamente sigue el decaimiento, es el momento en
el que la señal pierde un poco de energía luego de haber alcanzado su pico
máximo, posterior la etapa de sostenimiento determina el volumen que
mantendrá el instrumento mientras es ejecutado, cabe resaltar que un
sostenimiento para un instrumento de percusión es finito y de poco tiempo,
mientras que un sostenimiento de un piano puede durar todo el periodo de
pulsación de la nota, y finalmente la etapa de relajación va a pautar el tiempo
en el que la amplitud de la señal desvanece completamente luego de que es
interrumpida la ejecución del instrumento, estas 4 características son
necesarias e innatas para el sonido peculiar de cada dispositivo, su distribución
fundamental se puede observar en la siguiente gráfica:
Figura 3 “Momentos de la envolvente”
No siempre este tipo de envolventes está determinada por líneas rectas,
existen componentes también, que según las necesidades del usuario y el
objetivo de su utilización puedan darse estas líneas de manera cóncava y no
mantener un crecimiento o decrecimiento lineal, también existen otros tipos de
EG como lo son AR, TADSR y ADSTR, dependiendo las características que se
le quieran otorgar a las señales.
El generador de envolvente ataca directamente el VCF o el VCA, eso
dependiendo el diseño y el montaje análogo al cual se haya decidido trabajar y
montar.
2.4 PROTOCOLO MIDI
“La norma MIDI o, el MIDI como comúnmente se le llama, es entonces un
conjunto de condiciones a las que debe ajustarse un fabricante para construir
un instrumento musical electrónico. Tales condiciones se refieren a la
codificación y unificación de las acciones que se realizan en el instrumento, a la
determinación de canales de transmisión, la forma en que pasan los datos o
códigos de un instrumento a otro, etc.
29
Cada vez que se realiza alguna acción sobre un instrumento, éste fabrica un
mensaje que consiste en uno o más códigos binarios que comunican a otros
instrumentos lo que se ha realizado”.7
Dentro del protocolo MIDI, inicialmente se debe hablar de la conexión, con el
fin de poder interconectar 2 o más instrumentos, el conector MIDI debe poseer
3 puertos independientes que funcionan de manera independiente.
El puerto MIDI IN, es el que se utiliza para hacer llegar la información de
cualquier dispositivo o controlador MIDI al instrumento.
El puerto MIDI OUT, es por el cual sale la señal del instrumento, que
generalmente va a un receptor MIDI para provocar la intercomunicación entre
dispositivos.
El puerto MIDI THRU, funciona como un copiador de la señal de salida, este
permite la comunicación entre un instrumento maestro, a otros instrumentos
esclavos, por este pin, la señal puede ser copiada las veces necesarias para
que todo funcione bajo los parámetros establecidos desde un solo dispositivo.
Figura 4 “Puertos MIDI”
El cable MIDI según el protocolo, debe poseer 16 posibles canales de
información, esto para poder enviar datos diferentes y tener una mayor
cobertura sobre la señal y el envió de información.
Estos cables, en sus terminales tienen conectores de 5 pines, cada uno para
una operación distinta dentro de la comunicación.
7 http://prodmusical.unsl.edu.ar/apuntes/Norma%20MIDI.pdf
Figura 5 “Conector MDI”
Es recomendable que la longitud del cable MIDI no supere los 15 metros de
longitud, la velocidad de transmisión de datos es de 31250 bits por segundo.
Dentro del protocolo MIDI también existe la pauta para el envío de mensajes
por parte de los dispositivos digitales, esto con el fin d poder codificar y
organizar la información pertinente para la eficaz comunicación de datos.
“Se llama mensaje MIDI a un conjunto de bytes que informan a un instrumento
la ocurrencia de una acción o situación dada. Por ej.: cuando tocamos una
tecla o cambiamos de programa, se transmiten mensajes que comunican tales
acciones a los otros instrumentos conectados. Todos los mensajes MIDI
comienzan con un primer byte que se llama BYTE DE ESTADO, que indica el
tipo de mensaje. Esto es, si se trata de un cambio de programa, tocar una
tecla, etc. A éste byte de estado lo siguen dos, uno o ningún byte, llamados
BYTES DE DATOS. Si al byte de estado lo acompañan uno, dos o ningún byte
de datos lo determina el tipo de mensaje. Para distinguir entre un byte de
estado y de datos, se utiliza el bit de la izquierda o más significativo: si es un
uno, se trata de un byte de estado; si es un cero corresponde a un byte de
datos (data byte). Entonces, un mensaje MIDI tendrá a lo sumo tres bytes: uno
de estado y dos de datos. Existe una única excepción y es cuando
transmitimos en sistema exclusivo, dónde la cantidad de bytes de datos es
ilimitada.”8
8 http://prodmusical.unsl.edu.ar/apuntes/Norma%20MIDI.pdf
31
Un byte, es un grupo de 8 dígitos Binarios, que permiten codificar 256 estados
o acciones, los mensajes MIDI, están compuestos en su mayoría, por grupos
de 3bytes que identifican el tipo de información que el instrumento está
realizando.
Los bytes dentro del protocolo MIDI están separados por grupos de 4bits, los 4
últimos bits, de izquierda a derecha, son los Bits Menos Significativos (LSB), y
los primeros 4 bits de izquierda a derecha, van a ser los Bits Más Significativos
dentro del mensaje MIDI (MSB).
Figura 6 “Byte MIDI”
Los mensajes MIDI constan de un grupo enviado de 3 Bytes, cuya
comunicación entre dispositivos se genera de manera serial, teniendo como
lectura el primer Byte que determina el estado.
Figura 7 “Mensaje MIDI”
El protocolo MIDI determina 2 tipos de mensajes para la información MIDI:
El primero es el mensaje de canal, este tiene como característica que su Byte
de estado llevara la información correspondiente al canal MIDI por el cual se
desea transmitir la información, estos mensajes como ejemplos son:
Note on
Note off
Key Pressure
Control Change
Program Change
Channel Pressure
Pitch-Bend
Los mensajes de sistema, son mensajes que no necesitan ser transmitidos por
distintos canales, de todas manera es necesario que dentro de la configuración
para el dispositivo de salida como para el de entrada, estén establecidos por un
mismo canal, sino, significaría una mala transmisión de datos, los mensajes de
sistema están clasificados en 3 tipos independientes:
Mensaje de Sistema exclusivo, este tipo de mensajes tiene como característica
primordial, no generar ningún tipo de restricciones para la longitud y el formato
en el momento de comunicación y transferencia entre dispositivos.
Mensajes Comunes, este tipo de mensajes es el que se utiliza cuando está en
funcionamiento un secuenciador o alguna maquina rítmica, dentro de este tipo
de mensajes, los más comunes son:
Selección de Canción
Puntero de Posición de Canción
Requerimiento de Afinación
Mensajes de tiempo Real, este tipo de mensajes entra en funcionamiento, más
específicamente cuando hay varios instrumentos funcionando de manera
sincrónica, los mensajes de tiempo real más comunes son:
Reloj MIDI
Arranque
Continuar
Parar
Censo Activo
Restablecimiento del Sistema
33
2.4.1 APLICACIONES
Sincronización de instrumentos
Comunicación de dispositivos
Sincronización de luces
Transmisión de datos
Control de dispositivos cuyo funcionamiento este basado en lenguaje
MIDI
Creación de música
3 METODOLOGÍA
3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
Según el Documento Marco del Sistema Integrado de Investigación
Bonaventuriano, el proyecto pretende una investigación empírica-analítica,
“cuyo interés es el técnico, orientado a la interpretación y transformación del
mundo material; proporciona una estructura particular a la metodología de
investigación en tanto que orienta el trabajo a la contrastación permanente de
las aseveraciones teóricas con la verificación experimental”, el procedimiento, y
las bases conceptuales y prácticas han sido obtenidas a medida del transcurso
de la carrera, dependiendo cada fase del proyecto, respectivamente a una o
varias materias cursadas, además muchas etapas del desarrollo del
sintetizador deberán ser expuestas a prueba y error a medida que se va
avanzando en el montaje, la programación y el acoplamiento.
3.2 HIPÓTESIS
El dispositivo de síntesis podrá reconocer información digital para la
manipulación de los parámetros de la etapa análoga, con el fin de poder
almacenar y retomar configuraciones de audio anteriormente realizadas por el
usuario.
3.3 VARIABLES INDEPENDIENTES
Acoplamiento de impedancia entre etapas
Calidad de los componentes electrónicos
Algoritmo de programación
Ubicación de pulsadores y encoders
3.4 VARIABLES DEPENDIENTES
Calidad del audio
Latencia del sistema
Interpretación de los datos en la LCD
4 DESARROLLO INGENIERIL
Uno de los lineamientos de la carrera de Ingeniería de Sonido es el desarrollar
dispositivos de sonido, para ello es necesario un conocimiento previo sobre
sistemas electrónicos, comportamientos y funcionalidades de los mismos, de
este modo pudo desplegarse toda una metodología lo suficientemente estable
y consolidada para diseñar y crear el sintetizador obtenido.
35
4.1 INTERPRETACIÓN MIDI
El PIC 16F877A es un micro controlador de Microchip Technology fabricado en
tecnología CMOS, su consumo de potencia es muy bajo y además es
completamente estático, esto quiere decir que el reloj puede detenerse y los
datos de la memoria no se pierden.
Los pines de entrada/salida de este micro controlador están organizados en
cinco puertos, el puerto A con 6 líneas, el puerto B con 8 líneas, el puerto C
con 8 líneas, el puerto D con 8 líneas y el puerto E con 3 líneas. Cada pin de
esos puertos se puede configurar como entrada o como salida independiente
programando un par de registros diseñados para tal fin. En ese registro un bit
en "0" configura el pin del puerto correspondiente como salida y un bit en "1" lo
configura como entrada.
Figura 8 “Esquema de puertos del PIC16F877A”
El encapsulado más común para este micro controlador es el DIP (Dual In-Line
Pin) de 40 pines, propio para usarlo en experimentación, la referencia completa
es PIC16F877A-I para el dispositivo tipo industrial que puede trabajar hasta a
20MHz. El siguiente es el esquema de la configuración de pines y su respectiva
tabla de explicación.
Figura 8 “Esquema pines detallados del PIC 16F877A”
37
Tabla 1 “Explicación escrita del funcionamiento de los pines del PIC 16F877A”
La siguiente figura plantea los componentes necesarios y básicos para el
funcionamiento inicial de cualquier PIC16F877A.
Figura 9 “Esquema de conexión necesaria para el funcionamiento del PIC 16F877A”
IC1 PIC16F877A R1 10kohm C1 Cod 22 C2 Cod 22 X1 20Mhz
Tabla 2 “Componentes de conexión necesaria para el funcionamiento del PIC 16F877A”
Figura 10 “Diagrama de bloques para funcionamiento MIDI y totalidad del sintetizador”
39
Teniendo en funcionamiento ya, toda la parte análoga, que incluye la variación
de los VCO en función de la resistencia otorgada por el MCP, el utilizar o no el
LFO a través de un switch, y que su parámetro sea manipulado por un
encoder, la señal fluyendo constantemente por el VCA, y que únicamente
tenga salida al parlante cuando se excite el AG a través del pin 40 del micro
controlador principal, y la elección de usar o no los dos filtros incorporados en
el sintetizador, queda desarrollar el proceso en el que el micro controlador sea
capaz de recibir información desde un controlador MIDI, para ponerse en
funcionamiento a lo largo de sus 12 semitonos,.
Se establece inicialmente que únicamente el sintetizador recibirá información
de una octava, en este caso, la cuarta, que comprenderá el dato de nota desde
3C hasta 47 (notación Hexadecimal), donde 3C es Do en la octava 4, y 47 es
Si en la octava 4.
Los otros dos datos, el primero y el tercero, para este caso en particular no
requieren de mucha atención, pues del primero únicamente nos indica el canal
por el que se está enviando la información, y el tercero, será utilizado con el fin
de terminar el proceso que se inicia con la obtención del dato nota inicialmente,
en otras palabras, el PIC16F877A entenderá que debe entrar en
funcionamiento cuando el dato nota ingrese, enviar la información al MCP y a
la pantalla, y en el momento, en el que la tecla deje de ser oprimida,
automáticamente enviara un dato número 3 con información de Note Off, que el
micro controlador tomara, para volver al main inicial.
El esquema de conexión del opto acoplador para la comunicación serial del
puerto MIDI con el microcontrolador es el siguiente.
Figura 11 “Esquema HP6N138, para comunicación MIDI entre el PIC y el Controlador”
IC1 HP 6N138
R1 22ohm
R2 1kohm
R3 910ohm
D1 1N914B
Tabla 3 “Componentes de montaje del HP6N138”
41
4.2 VCO
Figura 12 “Diagrama de bloques para el funcionamiento de VCO’s”
Se realizó inicialmente el montaje de uno solo, con un XR2206, cuyo esquema
de funcionamiento fue tomado de Electronics-DIY9, fue necesario el cambio de
algunos de sus componentes para poder obtener el oscilador deseado y apto
para el sintetizador.
Este componente tiene la capacidad de oscilar en 3 diferentes tipos de onda,
triangular, cuadrada y sinusoidal, con un juego de switches puede lograrse
independizar cada variación, además, por el pin 1 del integrado, dependiendo
el tipo de conexión, pueden darse dos parámetros independientes, si se
conecta a tierra, el oscilador funciona a la frecuencia sintonizada dependiendo
la resistencia a la que esté ubicado el potenciómetro digital MCP41050, sin
embargo, si el pin 1, se conecta a otro oscilador, automáticamente la frecuencia
de salida será una señal modulada, por lo que también el LFO podrá ser
manipulado a través de un switch.
Este diseño, se polariza con una fuente DC, en el caso particular de este
proyecto de grado que se está realizando, se utilizó un valor de 12v, y de
acuerdo a los componentes, la señal de salida posee un valor PP alrededor de
8v.
9 http://electronics-diy.com/Function_Generator_XR2206.php
Figura 13 “Onda triangular VCO”
Figura 14 “Onda seno VCO”
43
Figura 15 “Onda cuadrada VCO”
Luego de haber obtenido el oscilador esencial, con un rango de sintonía de una
octava completa de los 523Hz a los 987Hz, lo que significa que el dispositivo
maneja 12 tonos independientes, esto otorga al usuario un rango de
frecuencias a través de un potenciómetro análogo, se inició el montaje de los
otros 2 osciladores y su acoplamiento, esto aún, en la protoboard, pues hacían
falta otro tipo de pruebas antes de su diseño final y posterior impresión del
PCB.
Se vio la necesidad de empezar a probar el correcto funcionamiento de los
VCO a través del micro controlador, sin embargo es necesario explicar primero
como es este procesamiento, a través de 12 pulsadores, conectados
independientemente por 12 pines al microcontrolador, se envían pulsos de 1 y
0 lógico, el micro controlador entiende esta variación de voltaje, y en su
algoritmo interno hace el respectivo proceso, para enviar la información
correcta al potenciómetro digital MCP41050, donde dependiendo el dato que
recibe, este dispositivo se estabiliza en una única resistencia, ya teniendo
cubierto lo que inicialmente hacíamos con el potenciómetro análogo, podemos
ubicar las frecuencias deseadas para generar los 12 tonos independientes a
través de los pulsadores, que harían la función del piano.
Este MCP41050 fue probado inicialmente con solo 1 VCO, lo que nos indicó
cuales serían los datos necesarios para ubicar las resistencias específicas para
la frecuencia de oscilación, sin embargo, al momento de ser conectado a los 3
VCO su resistencia se dividía en los 3 módulos, por lo que fue necesario de
nuevo el re diseño de algunos de los componentes.
Los datos a enviar a través del microcontrolador son:
NOTA FRECUENCIA[HZ] DATO AL MCP C 523 75
C# 554 70 D 587 65
D# 622 60 E 659 56 F 698 52
F# 739 48 G 783 44
G# 830 41 A 880 38
A# 932 35 B 987 32
Tabla 4 “Datos MCP vs Frecuencia de notas”
Fue importante observar que al momento del acople de los 3 VCO, polarizados
con la misma fuente, no hubo variación de las respuestas ni de los voltajes de
salida de la onda.
En definitiva, el siguiente esquema muestra como son los VCO finales, junto
con sus componentes, conexiones y demás información pertinente para su
funcionamiento y verídico entendimiento.
45
Figura 16 “Esquema VCO con XR2206”
En donde C2 y C3 se utilizan para quitar ruidos provenientes de la fuente; R3,
R4 y R5 generan un divisor de voltaje que afecta directamente la amplitud de la
onda saliente; La configuración de C4 y C5 sintonizan la frecuencia de
oscilación.
IC1 XR2206 R1 1kohm R2 1kohm R3 6.8kohm R4 6.8kohm R5 20kohm R6 10kohm C1 10µf C2 100 µf C3 0.1 µf C4 1 µf C5 Cod 473
Tabla 5 “Componentes VCO con XR2206”
Figura 17 “3 Módulos VCO’s”
4.2.1 CONTROL DE FRECUENCIA DEL MODULO VCO POR EL
INTEGRADO MCP
Uno de sus usos dentro del desarrollo del sintetizador, es estabilizar los
osciladores en las frecuencias requeridas por el usuario, al ser un dispositivo
capaz de reproducir una octava completa, incluyendo tonos y semitonos, debe
tener 12 pasos fijos para este fin.
Para poner en funcionamiento el potenciómetro digital, al momento que el
usuario oprima uno de los 12 pulsadores, que a su vez están conectados a la
fuente de 5V, y luego a los pines A1, A2, A3, A4, A5, B0, B1, B2, B3, B4, B5,
B6 automáticamente el controlador entiende la orden de los 12 semitonos
respectivamente, y a través de sus puertos, envía el dato al MCP, el cual está
conectado en paralelo a los 3 VCO.
El conexionado de este dispositivo para su buen y correcto funcionamiento es
el siguiente.
47
Figura 18 “Esquema MCP”
El algoritmo del acople entre los pulsadores y la respuesta del MCP, que se
entiende en el código como el envío de datos de 0 a 256 variando la
resistividad respectivamente, fue diseñado totalmente por los desarrolladores
del proyecto, mas sin embargo, el código de funcionamiento interno del MCP,
entendido como la librería que maneja PicC, fue re diseñada con el fin de
modificar el SC pin al puerto A0, todo esto en busca de mayor orden al
momento del montaje físico.
Antes de experimentar de manera física el funcionamiento de la codificación,
fue necesario su análisis y observación en la plataforma Proteus, software
destinado a circuitos electrónicos, que brinda la posibilidad de estudiar
integrados como el PIC 16F877A y sus respuestas de salida.
Figura 19 “Simulación general en proteus”
Figura 20 “Simulación con nota Do oprimida”
49
Figura 21 “Simulación con nota MI oprimida”
Figura 22 “Simulación con nota Sol sostenido oprimida”
Figura 23 “Simulación con nota SI oprimida”
4.3 LFO
Figura 24 “Diagrama de bloques para el funcionamiento del LFO”
Se realizaron diversos intentos con diferentes componentes, se hicieron
practicas con AO555, LM741 y algunos otros más, sin embargo, no eran lo
suficientemente estables y específicos como se deseaban, poco después, se
optó por realizar este oscilador con un XR2206, pues este dispositivo ofrece
dependiendo de sus componentes, llegar a oscilar infra o ultrasonido.
En este caso especial, para poder determinar que este módulo fuese variante
dependiendo el gusto del usuario, se hizo la comunicación nuevamente, entre
el micro controlador y el LFO, es válido hacer una breve explicación
51
nuevamente de este acoplamiento, pues el algoritmo y profundización se
encuentra en el literal 4.3.2, el usuario tiene la posibilidad de modificar un
encoder externo, que se une a los pines del micro controlador, internamente a
través del código, va entendiendo si sube o baja la frecuencia de oscilación, a
lo que envía de nuevo, a otro MCP41050 los datos necesarios para programar
la resistencia implicada, que se encuentra conectada al puerto 7 del XR2206.
Como este parámetro únicamente va a ser la frecuencia de modulación, se
decidió únicamente utilizar la onda sinusoidal, y aterrizar directamente el pin 1
a tierra, y desde el pin 2, salir directo al switch de los VCO.
Figura 25 “Onda LFO”
La tabla de datos a enviar a través del micro controlador al MCP, se encuentra
a continuación.
Frecuencia[Hz] Dato 1 5 3 50 5 180 7 240
Tabla 6 “Datos MCP para oscilación de frecuencia del LFO”
Se llevó a cabo el buen funcionamiento del LFO junto con los 3 VCO, en otras
palabras, los 4 módulos en funcionamiento, más los comandos necesarios a
enviar a través del microcontrolador, se polarizaron los 4 XR2206 con la misma
fuente, y efectivamente, no hubo pérdidas de voltajes ni variaciones en el modo
de respuesta ya establecido con anterioridad.
El siguiente es el esquema del montaje del LFO.
Figura 26 “Esquema LFO con XR2206”
En donde C2 y C3 se utilizan para quitar ruidos provenientes de la fuente; R3,
R4 y R5 generan un divisor de voltaje que afecta directamente la amplitud de la
onda saliente; La configuración de C4 y C5 sintonizan la frecuencia de
oscilación.
IC1 XR2206
R1 1kohm
R2 1kohm
R3 6.8kohm
R4 6.8kohm
R5 51kohm
53
R6 3.9kohm
C1 10 µf
C2 100 µf
C3 0.1 µf
C4 47 µf
C5 10 µf
Tabla 7 “Componentes LFO con XR2206”
Figura 27 “Módulo LFO”
En la siguiente figura se observa los VCO’s acoplado con el LFO, la señal se ve
modulada con respecto a la frecuencia otorgada por este último modulo.
Figura 28 “Frecuencia de VCO modulada con LFO”
Figura 29 "Frecuencia de VCO modulada con LFO”
El esquema de acople entre LFO y VCO se ve en la siguiente grafica
Figura 30 “Diagrama de bloques del acople entre VCO’s y LFO”
4.3.1 CONTROL DE FRECUENCIA DEL MODULO LFO POR EL
INTEGRADO MCP
Para el caso del LFO, el potenciómetro digital únicamente tiene 4 pasos
determinados en el algoritmo, esto para dar la variación desde 1Hz hasta los
7Hz, sin embargo, es válido primero explicarse cómo será el lenguaje y
comunicación entre el usuario y la variación.
55
El usuario tiene la posibilidad de variar, mediante un encoder o perilla digital, la
modulación de los módulos VCO, cuando el microcontrolador entiende las
variaciones de voltaje, generadas por el encoder que le entran por sus pines
C5 y C6, está en la capacidad de enviar los datos ya explicados con
anterioridad al MCP, a medida que el encoder se gira a la derecha, la
frecuencia de modulación se hace más alta, y a medida que se gira a la
izquierda, la frecuencia de modulación se hace más pequeña, el potenciómetro
digital está directamente conectado al puerto del XR2206 encargado de la
sintonización de frecuencia mediante voltaje.
Al igual que en el caso del MCP para la variación de los VCO, su modo de
conexión será el mismo, a diferencia que en este caso, este potenciómetro
digital estará conectado a un segundo micro controlador.
Figura 31 “Esquema MCP 41050”
La simulación generada en Proteus, no contiene el encoder dentro de sus
componentes para el montaje, por lo que luego de haber entendido su
funcionamiento y modo de trabajo, se concluyó que puede llegar a compararse,
analógicamente con dos pulsadores, pues el encoder debe conectarse a dos
pines del micro controlador, en este caso son el pin C5 y el pin C6, y a medida
que se gira, tiene un comportamiento regular, cuando su perilla es movida en
sentido de las manecillas del reloj, siempre, el pin C5 tendrá un valor de 1 y el
pin C6 de 0, y en caso contrario, cuando la perilla es girada contrario a las
manecillas del reloj, el pin C5 tendrá un valor de 0 y el C6 de 1, de esta
manera, fue como se logró hacer la simulación, antes de realizar su montaje en
físico, y estar seguros que la programación era la adecuada.
Figura 32 “Simulación encoder en proteus”
4.4 AG
Figura 33 “Diagrama de bloques para funcionamiento del AG”
Este es el modulo encargado de generar la envolvente de amplitud del
sintetizador. Para el desarrollo del proyecto se definió el modulo con un
57
esquema que permite la variación de manera análoga tanto del ataque como
de la relajación.
El módulo es un dispositivo híbrido entre lo que es comportamiento digital y
análogo, pues su activación o puesta en marcha se da a través de impulsos
que se generan desde el microcontrolador, (esta función está programada en el
mismo código que varía el MCP41050 para la ubicación de las notas dentro de
la octava 5), se encuentra codificado que envíe 1 o 0 a través de un pin de
salida digital del microcontrolador, entonces al momento de oprimir la tecla,
aparte de enviar los datos al potenciómetro digital conectado a los VCO,
también tendrá como función un note on y note off para poner en marcha el
AG.
Teniendo claro que el inicio del AG se da con un voltaje generado por el
microcontrolador, cabe aclarar que se podrá variar el ataque y el relajamiento
de la señal a través de los potenciómetros encargados de tal fin, esto lo hace
un módulo completo, de funcionamiento digital y análogo, y además, bastante
estable con rangos eficientes para una envolvente de un sintetizador.
Al esquema le fueron agregadas 8 resistencias más, (en la figura se
encuentran estas nuevas resistencias, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12),
repartidas en grupos de 4 en la parte del control del ataque y del control del
relajamiento, esto con el objetivo de poder generar los parámetros y dejar
estándar 4 diferentes respuestas de envolventes, así, mediante dos switches
de on/off con numeración, el usuario ubica en el mismo número cada uno y
obtendrá los presets propuestos por el mismo sintetizador. Se desarrolló de esa
manera, con la finalidad de poder cumplir con el objetivo de obtener 4
diferentes instrumentos del proyecto a partir de los componentes básicos de
síntesis, como lo son el tipo de onda, y la envolvente que los caracteriza.
El siguiente esquema es el diseño electrónico del AG.
Figura 34 “Esquema AG”
Donde Q1, es el transistor que trabaja como un switch que permite el flujo de
corriente de la fuente de 12v; R1 y R2 son un divisor de voltaje; El banco de
resistencias R4 – R12, junto con VR1 y VR2, son los encargados de otorgar el
ataque y el decaimiento de la envolvente generada; IC1 funciona como un
acople donde la relación de ganancia es 1.
IC1 ½ 747 Q1 BC107 R1 39ohm R2 100ohm R3 47kohm R4 68kohm R5 31kohm R6 51ohm R7 39kohm R8 68kohm R9 18kohm
R10 10ohm R11 15ohm R12 37kohm R13 6.8kohm C1 10µf D1 1N914 D2 1N914
VR1 500kohm VR2 1Mohm
Tabla 8 “Componentes AG”
59
Figura 35 “Módulo de AG”
La siguiente figura muestra la envolvente generada por el preset 1 en cada uno
de los switch de la superficie, correspondiente a la flauta, con un ataque de
750ms y un decaimiento de 1.7s.
Figura 36 “Envolvente flauta”
La siguiente figura muestra la envolvente generada por el preset 2 en cada uno
de los switch de la superficie, correspondiente a un piano, con un ataque de
0ms y un decaimiento de 0ms.
Figura 37 “Envolvente piano”
La siguiente figura muestra la envolvente generada por el preset 3 en cada
uno de los switch de la superficie, correspondiente a un órgano con un ataque
de 0ms y un decaimiento de 3.5s.
Figura 38 “Envolvente Órgano”
La siguiente figura muestra la envolvente generada por el preset 4 en cada
uno de los switch de la superficie, correspondiente al violín con un ataque de
1.6s y un decaimiento de 1.3s.
61
Figura 39 “Envolvente Violín”
4.5 VCA
Figura 40 “Diagrama de bloques funcionamiento VCA”
Para el desarrollo del VCA, se hizo un diseño propio teniendo en cuenta el
funcionamiento del módulo, luego de haber entendido y analizado, se optó por
desarrollarlo como se explica a continuación.
Por la fotorresistencia entra la señal que sale del sumador, en otras palabras,
los 3 VCO en funcionamiento; mas sin embargo, al no recibir ningún haz de luz,
este componente toma un valor resistivo bastante grande, llegando a superar
1Mohm, y según la disposición del montaje, esto significa un 0 de amplificación,
lo que a la salida del AO la señal tiende a 0v, alrededor de los 100mv, aunque
sigue siendo una señal bastante baja, tiene la capacidad de alcanzarse a
escuchar en un altavoz pasivo, esto, sin la amplificación final, lo que supone
que en la etapa de salida, este mismo voltaje poseerá una mayor potencia y el
sintetizador siempre estará en constante audio, por esta razón, se
implementaron los diodos a la salida del circuito.
Ahora, la manera de variar esta fotorresistencia, para bajar su resistividad, se
hace mediante un led apuntándole directamente, a mayor luz, menor
resistencia, lo que a partir de la disposición de los componentes, le da una
amplificación de casi 1, en otras palabras, el VCA funciona como un atenuador,
este led, está conectado a un AO anterior, que le da la ganancia necesaria a la
señal proveniente del AG, pues su salida no es suficientemente alta como para
lograr encenderlo.
En el siguiente esquema se explica el diseño y montaje de los componentes.
Figura 41 “Esquema VCA”
Donde R1 y R2 están en configuración junto a IC1 para que sea modo inversor,
y la ganancia está dada con respecto a
; R3 se encarga de otorgar
corriente suficiente para el encendido del led; R4 y R5 junto IC2 están
configurados de manera inversora donde la ganancia se explicó anteriormente.
63
IC1 LM741 IC2 LM741 R1 2kohm R2 15kohm R3 200ohm R4 LDR Foto Resistencia R5 1kohm R6 1kohm D1 Led 5v
Tabla 9 “Componentes VCA”
Figura 42 “Módulo VCA”
4.6 MIXER
Figura 43 “Diagrama de bloques MIXER”
Se implementa una etapa de mezcla para tener el control sobre el voltaje de
salida de cada uno de los osciladores, el propósito de este es evitar distorsión
al momento que la señal ingresa al VCA no superando los 5 voltios, y permitir
que el usuario balancee los sonidos de acuerdo a su criterio.
La siguiente imagen muestra un ejemplo de como el mixer está realizando la
sumatoria de dos señales triangulares, junto con una cuadrada, las 3 son
obtenidas de los VCO’s del sintetizador.
Figura 44 “Sumatoria de 2 señales triangulares y una cuadrada”
El siguiente es el esquema electrónico del proceso de sumatoria de señales, y
fue diseñado con el fin de tener una ganancia no superior a 1.
65
Figura 45 “Esquema MIXER”
Donde VR1 – VR3 son los potenciómetros encargados de permitir que cantidad
de señal ingresa al amplificador operacional; R1, R2 y R3, junto con R4 están
en configuración inversora donde por tener el mismo valor, obtienen una
ganancia de 1.
IC1 TL082CN R1 10kohm R2 10kohm R3 10kohm R4 10kohm R5 10kohm
VR1 10kohm VR2 10kohm VR3 10kohm C1 1µf C2 1µf C3 1 µf C4 27pf
Tabla 10 “Componentes MIXER”
Figura 46 “Módulo del MIXER”
4.7 PANTALLA LCD
Figura 47 “Diagrama de bloques para funcionamiento de pantalla”
67
En el desarrollo de este proceso, se decidió utilizar una pantalla LCD de
128x64 pixeles, dada su gran funcionalidad y posibilidades que ofrece a poder
imprimir más datos que la pantalla LCD convencional.
Esta es una pantalla gráfica monocromo con una interfaz serie, además de
escribir texto, esta pantalla LCD también permite dibujar líneas, círculos,
rectángulos y establecer los pixeles individuales, borrar bloques específicos de
la pantalla, control de la luz de fondo y ajustar la velocidad de transmisión.
El conexionado de la pantalla de cada uno de sus pines se especifica a
continuación.
Pin LCD 128x64 1 Tierra 2 Vcc 3 Pot Análogo 4 Pin 35 (Pic 16F877A) 5 Pin 37 (Pic 16F877A) 6 Pin 38 (Pic 16F877A) 7 Pin 19 (Pic 16F877A) 8 Pin 20 (Pic 16F877A) 9 Pin 21 (Pic 16F877A)
10 Pin 22 (Pic 16F877A) 11 Pin 27 (Pic 16F877A) 12 Pin 28 (Pic 16F877A) 13 Pin 29 (Pic 16F877A) 14 Pin 30 (Pic 16F877A) 15 Pin 33 (Pic 16F877A) 16 Pin 34 (Pic 16F877A) 17 Pin 15 (Pic 16F877A) 18 Pot Análogo 19 Vcc 20 Tierra
Tabla 11 “Conexionado de pantalla LCD 128x64”
Estos son algunos de los pantallazos que ofrece la LCD en la interfaz gráfica
del sintetizador.
Figura 48 “Saludo del sintetizador”
Figura 49 “Pantalla imprimiendo al pulsar la nota Fa”
4.8 ALGORITMOS Y PLATAFORMAS DE PROGRAMACIÓN
El cerebro que promueve el funcionamiento de todo el sintetizador, es en
efecto, la programación realizada y aplicada a cada uno de los
microcontroladores.
69
La plataforma de programación con la cual se desarrolla el algoritmo, es PicC,
con una interfaz amigable que permite codificar en C, tener varias pestañas
abiertas, y compilar automáticamente en .hex, extensión que luego será
arrastrada por el otro software complementario para la simulación digital.
PicC tiene la facilidad de trabajar con algunas librerías ya establecidas, que
facilitan la intervención de dispositivos como la LCD o el MCP, dependiendo
también las necesidades del programador, pueden variarse estos drivers ya
establecidos.
El programa de funcionamiento efectivamente se desarrolló en esta plataforma,
y luego con Proteus, a través de los montajes esquemáticos que se realizan,
(cabe aclarar que este software tiene una aplicación ya por defecto a trabajar
con sistemas digitales, por lo que toma por hecho muchos componentes, y las
fuentes siempre tendrán un valor de 5V) se importan los compilados de PicC a
los microcontroladores, y se pone en marcha como si fuera en tiempo real.
Es necesario definir otro tipo de variables antes de iniciar la simulación, entre
ellas, la de ubicar la velocidad del reloj del microcontrolador a 20MHz, pues, en
este caso en particular, el proyecto desarrollado se basó en esta velocidad
para el desarrollo de la programación, y aun mas, los cristales como
componentes participes del montaje, también tienen una frecuencia de
oscilación de 20MHz, que harán de reloj maestro para la velocidad de
oscilación del PIC, así se fijara una misma frecuencia tanto en la parte física,
como en el algoritmo de ejecución.
Los algoritmos han de ser llamados a través de cada uno de los
microcontroladores, realizando doble clic y ubicando el archivo en las carpetas
internas del computador, siempre han de importarse los archivos con extensión
.hex, los cuales quedaran almacenados en los microcontroladores a través de
MPLab, software encargado de realizar la programación del microcontrolador a
través de USB.
Proteus, como se dijo anteriormente, da por hecho que muchos componentes
ya están siendo tenidos en cuenta, por lo que no es necesario ponerlos en la
simulación, por ejemplo, a cada pulsador en la vida real, ha de ponérsele una
resistencia a tierra, en este software no es necesario.
El siguiente es el esquema final en Proteus del proyecto desarrollado.
Figura 50 “Simulación final parte digital”
Donde U1 es el microcontrolador principal, consultar Anexo A para código de
programación, en otras palabras, es el controlador al que llega la información
de los pulsadores propios del sintetizador, y la información MIDI del
controlador, (simulado como U4), y de donde salen pulsos para seguir con el
proceso del buen funcionamiento, por el pin 40 salen 1 o 0 lógico dependiendo
si el usuario excita o no el AG, información al MCP de los VCO, e información
en 1 o 0 para el U3.
U3 recibe los 1 o 0 provenientes de U1 para enviar la información a la pantalla
de la nota que se está tocando, y además, posee el algoritmo de la
manipulación del encoder, para variar el MCP que se conecta con el LFO, de
esta manera, se manejan los dos PIC16F877A, para el total desarrollo del
71
sintetizador análogo con control digital. Consultar Anexo B para código de
programación.
5 PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
Todo el proceso y desarrollo de un semestre de trabajo arduo y conciso finaliza
en la presentación de un sintetizador, con su caja propia, un sistema de teclado
y una pantalla que permite la comunicación entre el usuario y el dispositivo.
Figura 51 “Producto final 1”
Este sistema resulta siendo un dispositivo complejo, que cumple con todos los
objetivos planteados al inicio del proyecto, además de su estabilidad y
confianza que genera al usuario para la reproducción de sonidos acordes a una
octava de frecuencia.
La interfaz o mesa de mando, que ubica al usuario en contacto con el sistema
electrónico termina siendo bastante amigable, y de ayuda visual para modificar
los parámetros que están permitidos variar dentro del desarrollo del sistema,
además de tener una presentación ingenieril, es estéticamente agradable a la
vista del usuario.
Figura 52 “Producto final 2”
El dispositivo finaliza constando de 6 módulos independientes, que fueron
desarrollándose con su respectiva PCB, a medida que se iban alcanzando los
objetivos y logrando las metas propuestas, esto, con el fin de poderlos manejar
de manera independiente, mucho más sencillo al momento de montar en la
73
caja y en caso de falla alguna, poder saber identificar el problema, función que
sería complicada pero posible si se hubiera decidido hacer una sola PCB para
todo el integrado.
Estos 6 módulos son:
VCO, compuesto por los 3 osciladores con su respectiva polarización.
LFO, un único oscilador, con su respectiva polarización.
AG, diseño tomado y arreglado para proponer los presets.
VCA, diseñado totalmente por los desarrolladores del proyecto.
Mixer y Filtros.
Micro controladores, 2 PIC16F877A, uno para el manejo principal, es
decir el entendimiento del lenguaje MIDI o pulsadores propios para la
oscilación de los semitonos, y el otro para la impresión de la pantalla y la
manipulación del LFO a través del encoder.
El diseño de la caja fue realizado directamente por los desarrolladores del
proyecto, teniendo en cuenta las dimensiones de los circuitos impresos, el
espacio ocupado por la altura de la fuente, le dio la dimensión hacia arriba a la
caja, pues es el componente que mayor espacio ocupa de manera vertical.
5.1 GENERACIÓN DEL SONIDO
Es un sistema de comportamiento netamente análogo, aunque sus parámetros
de control y excitación se realicen de manera digital, es un dispositivo cuyo
funcionamiento depende de los componentes acoplados, voltajes y corrientes.
El desarrollo inicia en el momento en el que el usuario oprime uno de los
pulsadores propios del sintetizador, o una tecla del controlador MIDI.
5.1.1 PULSADORES
Son botones, los cuales por uno de sus pines están conectados a una fuente
de 5V, y por otro a las entradas del micro controlador, de esta última conexión,
siempre ira una resistencia conectada a tierra; cuando el usuario presiona uno
de los pulsadores, automáticamente permite el paso de la corriente a uno de
los pines del micro controlador, el programa interpreta este pulso y da la orden
al potenciómetro digital (MCP) de cambiar el valor de la resistencia, con el fin
de variar la tensión de entrada de VCO para que este oscile a la frecuencia
deseada.
Además de enviar los datos al potenciómetro digital, envía también datos de 1
o 0 lógico al segundo micro controlador, (sin embargo, esta parte es solamente
para la impresión de pantalla), cuando el pulsador es oprimido, el algoritmo
envía también señal a través de otro de los pines del Pic, en este caso el pin
40, es simplemente un encendido o apagado del puerto, esto con el objetivo de
polarizar el AG por su entrada de señal, y que el transistor entre en
funcionamiento junto con el resto de los componentes, de esta manera, a
medida que el usuario oprime los pulsadores, va excitando también el
generador de envolvente, para que el VCA pueda entrar en funcionamiento, y
la señal fluya en su camino.
5.1.2 CONTROLADOR MIDI
El micro controlador posee un algoritmo capaz de comprender los datos
seriales que llegan desde el controlador MIDI, esta información llega de 3
bytes, para el caso de este proyecto, únicamente se hablaran de los datos para
el envío de notas MIDI mediante el mismo protocolo.
75
El mensaje proveniente del controlador MIDI es un mensaje de activación y
desactivación de nota, donde el primer dato, envía el canal por el cual se está
transportando la señal, son 16 posibles canales, sin embargo, este dato no
será tomado en cuenta al momento de hacer su arribo al micro controlador,
pues no brinda mayor información para el desarrollo de este proyecto.
El segundo dato, es el que transporta la información del semitono pulsado,
varia linealmente ascendiendo de a una unidad a medida que se sube en la
escala tonal, así, el Do con el que inicia la excitación, tendrá un valor
hexadecimal de 3C, y llegara hasta 47 en hexadecimal también, valor del Sí,
antes de iniciar la siguiente octava.
A medida que llegan esos datos a través del segundo paquete, con
condicionales dentro de la programación, se obliga al micro controlador a
enviar la información pertinente al MCP 41050 para la variación de los VCO, y
1 lógico en el pin 40.
Finalmente, el tercer dato que llega de manera serial desde el micro
controlador, es una activación o desactivación de nota, únicamente será
tomada en cuenta al momento de soltar la tecla, así, el programa se realiza de
manera más sencilla y eficiente, pues consumirá menos RAM y memoria del
microcontrolador.
¿Cómo lo hará?, al momento que la tecla es oprimida, inmediatamente el
controlador MIDI envía un dato con un numero hexadecimal de 85, esto indica
que está encendida la nota, cuando se suelta, el dato es de 95, este dato
vuelve a llegar en un tercer paquete desde el controlador MIDI, cuando el
algoritmo, a partir de condicionales entiende que este nuevo dato es ahora 95,
sale de su funcionamiento de nota, para entrar de nuevo al programa general.
5.2 CONSIDERACIONES
Los presets de envolvente establecidos para el buen funcionamiento del
sintetizador, deben concordar con las indicaciones dadas en la
superficie de trabajo del dispositivo, pues allí se encuentra qué tipo de
onda debe acompañar a cada uno de los switch que se ubiquen en el
sector del AG.
El LFO tendrá una variación exclusivamente de 4 frecuencias, en 4
pasos del encoder, puesto que este dispositivo es una perilla de pasos
infinitos, podría entrarse en confusión de poder subir más, o bajar menos
la frecuencias de oscilación, es importante recalcar, que el LFO del
sintetizador desarrollado, únicamente varia en 1, 3, 5 y 7Hz, y además,
debe ser activado mediante el switch en la parte superior de la caja.
Si se oprime más de un pulsador a la vez, debe tenerse en cuenta que
únicamente sonara el que fue manipulado inicialmente, pues este
dispositivo no está en la capacidad de tener un comportamiento
polifónico, dado que funciona con 3 VCO para la totalidad de los 12
semitonos, tal como se había propuesto inicialmente.
No dejar golpear el sistema, pues posee componentes frágiles, y una
fuente pesada que otorgara mayor estabilidad y capacidad de carga a
cada uno de los módulos del sintetizador, pues es una fuente capaz de
otorgar el amperaje requerido por cada uno de los módulos, lo esencial
para el buen rendimiento del dispositivo.
No oprimir la pantalla LCD con los dedos dado que no es un sistema
táctil, la pantalla únicamente indicara al usuario las notas que se están
tocando, o la frecuencia de oscilación del LFO, sin tener en cuenta el
saludo de bienvenida, y los datos extras imprimidos en la parte superior
e inferior.
77
6 CONCLUSIONES
El sintetizador Orcasint, es un dispositivo netamente Colombiano, cuya
capacidad de funcionamiento es bastante eficiente dado que simula un
piano de una octava con 12 semitonos, repartidos en la superficie a
través de 12 pulsadores.
El uso de microcontroladores como lo son el PIC16F877A, generan una
estabilidad y facilidad, para poder controlar digitalmente lo que el usuario
desea, pues están en la capacidad de interpretar los 12 semitonos
únicamente con oprimir un botón.
Utilizar un encoder, o potenciómetro infinito por pasos, genera una
mayor confianza y maniobra en parámetros, como variación de la
frecuencia del LFO, además que, su uso, es similar al funcionamiento de
dos pulsadores en conjunto pues al momento de girar, uno de sus dos
pines deja pasar voltaje y el otro no.
El sintetizador está en la capacidad de funcionar con 3 osciladores, cada
uno con 3 posibles formas de onda, Seno, Triangular y Cuadrada, esto
es posible de controlar a través de su interfaz en la superficie, y de las
necesidades del usuario.
El sintetizador está en la capacidad de conectarse a un controlador MIDI
y entrar en funcionamiento para una octava completa, en este caso será
la numero 4; podrá también aplicársele si se desea, el módulo LFO a los
tonos producidos desde el controlador, este proceso le da un mayor
alcance al dispositivo.
La pantalla LCD utilizada para la interfaz gráfica y de comunicación entre
el usuario y el microcontrolador, está en la capacidad de entregar
información como los nombres de los desarrolladores del proyecto, el
nombre del sintetizador, la nota pulsada y la frecuencia de oscilación del
LFO.
Tras varios intentos, el VCA más eficiente que se utilizó para el
desarrollo del proyecto, es un opto acoplador diseñado por los mismos
postulantes del trabajo, donde a través de un led de 5V y una
fotorresistencia, se da o se detiene el flujo de señal del sumador hasta
su salida, en este caso en específico, los speaker.
El sintetizador ofrece variabilidad completa para los parámetros más
importantes que se pueden manipular a nivel general y comercial, pues
permite escoger los tipos de onda de cada VCO, si se desea o no usar el
LFO, además de poder cambiar la frecuencia de oscilación, también
ofrece un banco de presets para el comportamiento del AG o en su
defecto, a gusto del usuario, cantidad de señal de cada VCO en el
mixer, contraste de la pantalla, uso o no de los filtros establecidos y un
switch de encendido o apagado del sistema.
El sistema está totalmente polarizado con una fuente conmutada, sin
pérdida alguna de carga, esto genera confianza para el buen
rendimiento de cada uno de los módulos, y su funcionamiento al máximo
de sus capacidades.
Es un dispositivo única y exclusivamente para generación de tonos cuya
reproducción audible será de manera individual, por lo cual no será
entendido como un sistema polifónico.
Finalmente, se concluye que el proyecto presentado, cumple con las
expectativas y la totalidad de los objetivos planteados desde el inicio,
incluyendo información recolectada a lo largo del proceso, queda la
79
constancia del arduo esfuerzo y el trabajo imparable para alcanzar la
meta en el semestre transcurrido.
7 RECOMENDACIONES
Iniciar siempre el sintetizador con algún banco preestablecido para el
AG, o en su defecto, en 5 cada uno de los switches con el fin de poder
manipular la envolvente a gusto del usuario.
Podría llegarse a realizar un sintetizador polifónico, teniendo en cuenta
que si se desean 3 VCO por semitono, debería realizarse un esquema
del sistema completo con 36 VCO.
Lograr el funcionamiento del sistema con más de una octava, tanto de
los pulsadores externos, como de la información recibida a través del
controlador.
Utilizar filtros activos, con posibilidad a variación en sus parámetros de
corte de frecuencia, y pendiente de caída.
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Southard, J. S. (1969). Waveform Mixing For Organ Pedal Tone Generation. Elkhart,
Indiana: AES.
Steiner, N. A. (977). A Super Simple Three-Mode Simultaneous Input, Variable
Resonance Voltage Controlled Filter For Signal Processing. Salt Lake City,
Utah: AES.
Telecomunicaciones, E. T. (2005). INSTRUMENTACION ELECTRONICA DE
COMUNICACIONES. Recuperado el 20 de Mayo de 2012, de Ruidos e
Interferencias: Tecnicas de Reduccion:
http://www.ctr.unican.es/asignaturas/instrumentacion_5_IT/IEC_4.pdf
Timoney, V. L. (Junio de 2010). Theory and Practice of Modified Frequency Modulation
Synthesis. Recuperado el Abril de 2012, de
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Universidad Nacional de Rosario, F. d. (2004). Osciladores Senoidales.
Winder, S. (2002). Analog and Digital Filter Design. Newnes.
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Wollesen, D. L. (1965). Field Effect Transistors In Audio Preamplifiers. Phoenix,
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83
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Fibrous Assembly Absorbers. 1321 White Avenue, Knoxville, TN 37996-1950,
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Young Eung Lee, C. W. (2003). Sound Absorption Properties of Thermally Bonded
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Technology.
Z. A. Krezel and Dr K. J. McManus, A. (2002). Recycled Aggregate Concrete Sound
Absorbing Barriers for Urban Freeways. Swinburne University Of Technology.
I
ANEXO A Programación del microcontrolador principal
Figura 53 “Diagrama de flujo del código del Microcontrolador Principal”
#include <16F877a.H> /* tipo de PIC */
#use delay( clock = 20000000 ) /* reloj de 20 MHz */
#fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP,NOBROWNOUT,NOPUT
#use rs232(baud=31250, xmit=PIN_c6, rcv=PIN_c7, STREAM=1)
#define pc 1
#include <mcp41050.c>
int dato,dato0=0,dato1=0,dato2=0;
#int_rda
void rda_isr() //toma datos del controlador
{
dato0=fgetc();
dato1=fgetc();
dato2=fgetc();
}
void notado(void) //sub programa nota do
{
dato=75;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
output_high(PIN_B7);
output_high(PIN_D0);}
void notadosos(void) //sub programa nota do sostenido
{dato=70;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
output_high(PIN_B7);
output_high(PIN_D1);}
void notare(void) //sub programa nota re
{dato=65;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
output_high(PIN_B7);
output_high(PIN_D2);}
void notaresos(void) //sub programa nota re sostenido
{dato=60;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
output_high(PIN_B7);
output_high(PIN_D3);}
void notami(void) //sub programa nota mi
III
{dato=56;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
output_high(PIN_B7);
output_high(PIN_D4);}
void notafa(void) //sub programa nota fa
{dato=52;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
output_high(PIN_B7);
output_high(PIN_D5);}
void notafasos(void) //sub programa nota fa sostenido
{dato=48;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
output_high(PIN_B7);
output_high(PIN_D6);}
void notasol(void) //sub programa nota sol
{dato=44;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
output_high(PIN_B7);
output_high(PIN_D7);}
void notasolsos(void) //sub programa nota sol sostenido
{dato=41;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
output_high(PIN_B7);
output_high(PIN_D0);
output_high(PIN_D1);}
void notala(void) //sub programa nota la
{dato=38;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
output_high(PIN_B7);
output_high(PIN_D2);
output_high(PIN_D3);}
void notalasos(void) //sub programa nota la sostenido
{dato=35;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
output_high(PIN_B7);
output_high(PIN_D4);
output_high(PIN_D5);}
void notasi(void) //sub programa nota si
{dato=32;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
output_high(PIN_B7);
output_high(PIN_D6);
output_high(PIN_D7);}
void main()
{
enable_interrupts(int_rda); //habilitar puertos MIDI
enable_interrupts(GLOBAL);
while(true)
{
rda_isr();
output_low(PIN_B7);
if (input(PIN_A1)==1 || dato1==(0x3C)) //reconocimiento nota do
{
notado();
while(input(PIN_A1)==1 || dato0==(0x95))
{rda_isr();}
output_low(PIN_D0);
dato1=0;
}
if (input(PIN_A2)==1 || dato1==(0x3D)) //reconocimiento nota do sostenido
{
notadosos();
while(input(PIN_A2)==1 || dato0==(0x95))
{rda_isr();}
output_low(PIN_D1);
dato1=0;
}
if (input(PIN_A3)==1 || dato1==(0x3E)) //reconocimiento nota re
{
notare();
while(input(PIN_A3)==1 || dato0==(0x95))
V
{rda_isr();}
output_low(PIN_D2);
dato1=0;
}
if (input(PIN_A4)==1 || dato1==(0x3F)) //reconocimiento nota re sostenido
{
notaresos();
while(input(PIN_A4)==1 || dato0==(0x95))
{rda_isr();}
output_low(PIN_D3);
dato1=0;
}
if (input(PIN_A5)==1 || dato1==(0x40)) //reconocimiento nota mi
{
notami();
while(input(PIN_A5)==1 || dato0==(0x95))
{rda_isr();}
output_low(PIN_D4);
dato1=0;
}
if (input(PIN_B0)==1 || dato1==(0x41)) //reconocimiento nota fa
{
notafa();
while(input(PIN_B0)==1 || dato0==(0x95))
{rda_isr();}
output_low(PIN_D5);
dato1=0;
}
if (input(PIN_B1)==1 || dato1==(0x42)) //reconocimiento nota fa sostenido
{
notafasos();
while(input(PIN_B1)==1 || dato0==(0x95))
{rda_isr();}
output_low(PIN_D6);
dato1=0;
}
if (input(PIN_B2)==1 || dato1==(0x43)) //reconocimiento nota sol
{
notasol();
while(input(PIN_B2)==1 || dato0==(0x95))
{rda_isr();}
output_low(PIN_D7);
dato1=0;
}
if (input(PIN_B3)==1 || dato1==(0x44)) //reconocimiento nota sol sostenido
{
notasolsos();
while(input(PIN_B3)==1 || dato0==(0x95))
{rda_isr();}
output_low(PIN_D0);
output_low(PIN_D1);
dato1=0;
}
if (input(PIN_B4)==1 || dato1==(0x45)) //reconocimiento nota la
{
notala();
while(input(PIN_B4)==1 || dato0==(0x95))
{rda_isr();}
output_low(PIN_D2);
output_low(PIN_D3);
dato1=0;
}
if (input(PIN_B5)==1 || dato1==(0x46)) //reconocimiento nota la sostenido
{
notalasos();
while(input(PIN_B5)==1 || dato0==(0x95))
{rda_isr();}
output_low(PIN_D4);
output_low(PIN_D5);
dato1=0;
}
if (input(PIN_B6)==1 || dato1==(0x47)) //reconocimiento nota si
{
notasi();
while(input(PIN_B6)==1 || dato0==(0x95))
{rda_isr();}
output_low(PIN_D6);
VII
output_low(PIN_D7);
dato1=0;
}
}
}
I
ANEXO B
Programación del Microcontrolador esclavo
Figura 54 “Diagrama de flujo del código del Microcontrolador esclavo”
#include <16f877a.h>
#fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP,NOPUT,NOBROWNOUT
#use delay(clock=20M)
#include "HDM64GS12.c"
#include "graphics.c"
#include <mcp41050.c>
int a=1, dato;
char var12[]="German y Andres", var13[]="Orcasint", var14[]="Nota", var[]="Do", var1[]="Do#",
var2[]="Re",
var3[]="Re#", var4[]="Mi", var5[]="Fa", var6[]="Fa#", var7[]="Sol", var8[]="Sol#", var9[]="La",
var10[]="La#", var11[]="Si", var15[]="Bienvenido", var1hz[]="1Hz", var3hz[]="3Hz", var5hz[]="5Hz",
var7hz[]="7Hz", var16[]="LFO", varglob[];
void varfull(void) //sub programa variables constantes en pantalla
{glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(1,1,var13,1,on); //impresión variable en pantalla
glcd_text57(35,57,var12,1,on); //impresión variable en pantalla
glcd_text57(100,10,var16,1,on); //impresión variable en pantalla
glcd_text57(10,18,varglob,4,on);} //impresión variable en pantalla
void lfo(void) //sub programa lfo
{if(input(PIN_C5)==1 && input(PIN_C6)==0)
{a=a+1;
delay_ms(100);
if(a==2)
{varfull();
dato=5;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
delay_ms(100);
glcd_text57(100,25,var1hz,1,on); //impresión variable en pantalla
}
if(a==3)
{
varfull();
dato=50;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
delay_ms(100);
glcd_text57(100,25,var3hz,1,on); //impresión variable en pantalla
III
}
if(a==4)
{
varfull();
dato=180;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
delay_ms(100);
glcd_text57(100,25,var5hz,1,on); //impresión variable en pantalla
}
if(a==5)
{
varfull();
dato=240;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
delay_ms(100);
glcd_text57(100,25,var7hz,1,on); //impresión variable en pantalla
}
if(a>=5)
{
a=5;}
}
if(input(PIN_C5)==0 && input(PIN_C6)==1)
{a=a-1;
delay_ms(100);
if(a==2)
{
varfull();
dato=5;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
delay_ms(100);
glcd_text57(100,25,var1hz,1,on); //impresión variable en pantalla
}
if(a==3)
{
varfull();
dato=50;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
delay_ms(100);
glcd_text57(100,25,var3hz,1,on);} //impresión variable en pantalla
if(a==4)
{
varfull();
dato=180;
set_pot(dato);/ /mando dato al potenciómetro
delay_ms(100);
glcd_text57(100,25,var5hz,1,on);} //impresión variable en pantalla
if(a==5)
{
varfull();
dato=240;
set_pot(dato); //mando dato al potenciómetro
delay_ms(100);
glcd_text57(100,25,var7hz,1,on); //impresión variable en pantalla
}
if(a<=0)
{
a=1;
}
}}
void iflfo(void) //sub programa impresión frecuencia de lfo
{if (a==2)
{glcd_text57(100,25,var1hz,1,on);} //impresión variable en pantalla
if (a==3)
{glcd_text57(100,25,var3hz,1,on);} //impresión variable en pantalla
if (a==4)
{glcd_text57(100,25,var5hz,1,on);} //impresión variable en pantalla
if (a==5)
{glcd_text57(100,25,var7hz,1,on);}} //impresión variable en pantalla
void vartotal(void) //sub programa borrado de pantalla
{glcd_fillscreen(off);
iflfo();
glcd_text57(1,1,var13,1,on); //impresión variable en pantalla
glcd_text57(35,57,var12,1,on); //impresión variable en pantalla
glcd_text57(100,10,var16,1,on);} //impresión variable en pantalla
V
void main()
{
set_tris_a( 255 ); //inicialización puertos a
set_tris_c( 128 ); //inicialización puertos c
glcd_init(ON); //inicialización pantalla
glcd_text57(20,1,var13,2,on); //impresión variable en pantalla
glcd_text57(35,40,var15,1,on); //impresión variable en pantalla
delay_ms(3000);
glcd_fillscreen(off);
while(true)
{
lfo();
iflfo();
glcd_text57(1,1,var13,1,on); //impresión variable en pantalla
glcd_text57(35,57,var12,1,on); //impresión variable en pantalla
glcd_text57(100,10,var16,1,on); //impresión variable en pantalla
if (input(PIN_C7)==1 && input(PIN_A1)==0)
{
varglob=var; //igualación variables de caracteres
vartotal();
glcd_text57(10,18,var,4,on); //impresión variable en pantalla
while(input(PIN_C7)==1)
{lfo();}
glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(10,18,var14,4,on); //impresión variable en pantalla
}
if (input(PIN_A1)==1 && input(PIN_C7)==0)
{varglob=var1; //igualación variables de caracteres
vartotal();
glcd_text57(10,18,var1,4,on); //impresión variable en pantalla
while(input(PIN_A1)==1)
{lfo();}
glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(10,18,var14,4,on); //impresión variable en pantalla
}
if (input(PIN_A2)==1 && input(PIN_A3)==0)
{varglob=var2; //igualación variables de caracteres
vartotal();
glcd_text57(10,18,var2,4,on); //impresión variable en pantalla
while(input(PIN_A2)==1)
{lfo();}
glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(10,18,var14,4,on); //impresión variable en pantalla
}
if (input(PIN_A3)==1 && input(PIN_A2)==0)
{varglob=var3; //igualación variables de caracteres
vartotal();
glcd_text57(10,18,var3,4,on); //impresión variable en pantalla
while(input(PIN_A3)==1)
{lfo();}
glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(10,18,var14,4,on); //impresión variable en pantalla
}
if (input(PIN_A4)==1 && input(PIN_A5)==0)
{varglob=var4; //igualación variables de caracteres
vartotal();
glcd_text57(10,18,var4,4,on); //impresión variable en pantalla
while(input(PIN_A4)==1)
{lfo();}
glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(10,18,var14,4,on); //impresión variable en pantalla
}
if (input(PIN_A5)==1 && input(PIN_A4)==0)
{varglob=var5; //igualación variables de caracteres
vartotal();
glcd_text57(10,18,var5,4,on); //impresión variable en pantalla
while(input(PIN_A5)==1)
{lfo();}
glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(10,18,var14,4,on); //impresión variable en pantalla
}
if (input(PIN_C1)==1 && input(PIN_C2)==0)
{varglob=var6; //igualación variables de caracteres
vartotal();
VII
glcd_text57(10,18,var6,4,on); //impresión variable en pantalla
while(input(PIN_C1)==1)
{lfo();}
glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(10,18,var14,4,on); //impresión variable en pantalla
}
if (input(PIN_C2)==1 && input(PIN_C1)==0)
{varglob=var7; //igualación variables de caracteres
vartotal();
glcd_text57(10,18,var7,4,on); //impresión variable en pantalla
while(input(PIN_C2)==1)
{lfo();}
glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(10,18,var14,4,on); //impresión variable en pantalla
}
if (input(PIN_C7)==1 && input(PIN_A1)==1)
{varglob=var8; //igualación variables de caracteres
vartotal();
glcd_text57(10,18,var8,4,on); //impresión variable en pantalla
while(input(PIN_C7)==1)
{lfo();}
glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(10,18,var14,4,on); //impresión variable en pantalla
}
if (input(PIN_A2)==1 && input(PIN_A3)==1)
{varglob=var9; //igualación variables de caracteres
vartotal();
glcd_text57(10,18,var9,4,on); //impresión variable en pantalla
while(input(PIN_A2)==1)
{lfo();}
glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(10,18,var14,4,on); //impresión variable en pantalla
}
if (input(PIN_A4)==1 && input(PIN_A5)==1)
{varglob=var10; //igualación variables de caracteres
vartotal();
glcd_text57(10,18,var10,4,on); //impresión variable en pantalla
while(input(PIN_A4)==1)
{lfo();}
glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(10,18,var14,4,on); //impresión variable en pantalla
}
if (input(PIN_C1)==1 && input(PIN_C2)==1)
{varglob=var11; //igualación variables de caracteres
vartotal();
glcd_text57(10,18,var11,4,on); //impresión variable en pantalla
while(input(PIN_C1)==1)
{lfo();}
glcd_fillscreen(off);
glcd_text57(10,18,var14,4,on); //impresión variable en pantalla
}
varglob=var14; //igualación variables de caracteres
}
}