dimecres, 19 de juny de 2019


ELECTRICITAT


En física, l'electricitat és un terme genèric que engloba tot un conjunt de fenòmens que són la manifestació de la presència d'un moviment de càrregues elèctriques. Podem aplicar el terme electricitat a fenòmens prou coneguts com el llamp o l'electricitat estàtica però també a d'altres com el camp electromagnètic o la inducció electromagnètica. La paraula també serveix per designar la branca de la física que estudia els fenòmens elèctrics i les seves aplicacions.

L'electricitat va ser estudiada des de l'antiguitat però no va començar a ser compresa fins als segles XVII i XVIII. Va ser a finals del segle XIX quan l'enginyeria elèctrica va aconseguir utilitzar l'electricitat en aplicacions industrials i residencials. Nikola Tesla i Thomas Edison van tenir un paper capdavanter en l'expansió i el desenvolupament de la utilització de l'electricitat, els seus treballs van permetre l'adveniment de la segona revolució industrial. Avui dia, l'energia elèctrica és omnipresent a la vida quotidiana dels països desenvolupats: a partir de diferents fonts d'energia (hidràulica, tèrmica, nuclear), l'electricitat produïda s'utilitza a les llars i a la indústria.

En el llenguatge general podem utilitzar el terme electricitat per designar un cert nombre de fenòmens, però és massa ambigu per a ser utilitzat en els diferents àmbits científics i és substituït per un seguit de conceptes més precisos:

Càrrega elèctrica: Propietat d'algunes partícules subatòmiques que determina les seves interaccions electromagnètiques. La matèria elèctricament carregada és afectada pels camps electromagnètics i en produeix.
Corrent elèctric: Moviment o flux de partícules elèctricament carregades.
Camp elèctric: Efecte produït per una càrrega elèctrica sobre altres que en són properes.
Potencial elèctric: Capacitat d'un camp elèctric de produir un treball.
Electromagnetisme: Interacció fonamental entre els camps electromagnètics i les càrregues elèctriques i el seu moviment. L'electricitat està estretament relacionada amb el magnetisme i per això s'inclou dintre del camp de l'electromagnetisme, que estudia conjuntament els fenòmens elèctrics i magnètics.

Naturalesa de l'electricitat
De la mateixa manera que la massa, la càrrega elèctrica és una propietat de la matèria que és a l'origen de diferents fenòmens. Ningú ha observat mai de manera directa una càrrega elèctrica, però a partir de l'estudi de certes partícules com els electrons i els protons els científics han deduït que no tenien la mateixa càrrega i que sovint era oposada.

Resultado de imagen de electricidad repelenDues càrregues de tipus oposat s'anul·len, la matèria ordinària té tants electrons com protons i, per tant, és elèctricament neutra. En el món de l'electricitat hi ha dos tipus de càrrega elèctrica que es comporten com si fossin oposades, per convenció reben la denominació de positiva i negativa. Les càrregues del mateix signe es repel·leixen, mentre que les càrregues de signe oposat s'atreuen. La magnitud de la força d'atracció o repulsió ve donada per la Llei de Coulomb.
Atracció de càrregues de pols oposats Repulsió de càrregues de pols iguals
dues càrregues de signe oposat s'atreuen dues càrregues del mateix signe, per exemple dues càrregues positives, es repel·leixen
El moviment de les càrregues elèctriques dins la matèria és l'origen de l'electricitat.

Corrent elèctric
Un circuit elèctric bàsic. El generador V a l'esquerra aporta un corrent I al circuit, proporcionant energia elèctrica a la resistència R. Des de la resistència, el corrent retorna a la font, completant el circuit.
Resultado de imagen de corrente electricaHi ha materials com els metalls, l'aigua salada, el cos humà o el grafit que permeten que les càrregues elèctriques es desplacin fàcilment al seu través. El moviment de les càrregues elèctriques és el que coneixem com a corrent elèctric, normalment són electrons però qualsevol càrrega en moviment és un corrent elèctric, la seva intensitat es mesura en amperes.

En caminar sobre una moqueta el fregament dels peus n'arrencarà electrons i el cos es carregarà d'electricitat estàtica. En tocar el pom metàl·lic de la porta notarem una petita descàrrega elèctrica acompanyada d'un arc elèctric causat pel desplaçament sobtat de les càrregues elèctriques cap a terra a través dels materials conductors de la porta. El moviment de les càrregues és degut al fet que n'hi havia més al cos que a terra. De la mateixa manera que dues càrregues del mateix tipus tenen tendència a repel·lir-se, en un material conductor tenen tendència a desplaçar-se cap al punt menys carregat. Aquesta diferència del nombre de càrregues entre dos cossos és el que s'anomena diferència de potencial.


dijous, 13 de juny de 2019

Teclat MIDI (Maquinari)


La estructura com es veu en l'imatge es igual a la bateria per a les pates hem utilitzat tubs de pvc connectats entre si per altres peçes de pvc. El piano en si mateixa esta fet per uns canals de plàstic i per dins estan els sensors "Lidar" i el arduino.


-Sensors "Lidar"


Aquest sensor basat en el xip VL53L0X és capaç de mesurar la distància de forma molt precisa ja que funciona amb un diminut làser juntament amb un receptor integrat. És capaç de mesurar distàncies d'entre 50 i 1200 mil·límetres. Per al piano hem utilitzat 13 sensors.

Sensor de distancia láser VL53L0X

En quant al circuit lo que hem fet es connectar el GND del sensors al del arduino, l'SCL a la seua entrada analògica correspondent, l'SDA també a la seua entrada analògica correspondent i per ultim el VCC a 5V.


Ací esta el fitxer Fritzing per a baixar

dimecres, 12 de juny de 2019

Teclat: Programari

   Aquest post es bastant curt degut a que  gran part ja ho he explicat en posts anteriors.
   En primer lloc,  el programa d'Arduino, com he mencionat en el post sobre el maquinari del teclat, el vam tindre que modificar varies vegades per a que cada sensor, emetera una senyal MIDI diferent sobre el mateix bus I2C, però al final ens vam adonar que no es tractava del programa però de quina adreça I2C tenia cada sensor, perquè tots enviaven la senyal a la mateixa adreça (42), per això el que vam fer va ser: apagar tots els sensors menys un i a aquest canviar-li la adreça a 42+12 (perquè hi han 13 sensors) i després encendre el següent i posar 42+11, i així consecutivament fins el últim que el deixàvem amb l'adreça 42 original, d'aquesta manera cada sensor enviava la senyal a una adreça I2C diferent i per lo tant la placa Arduino les diferenciava com a diferents notes MIDI.
   Una vegada aconseguit açò el procediment es quasi el mateix que en el programari de la bateria. Com l'ordenador no reconeix la placa Arduino com un dispositiu MIDI, ens ajudem del programa HairLess per solucionar aquest problema, i finalment en el programa de sitetització de so Qsynth seleccionem HairLess com l'entrada de codi MIDI i li assignem un so de la llibreria. Ara sols queda saber tocar i fer melodies ;-).


Teclat: Maquinari

El maquinari del teclat es basa en dos parts: el circuit i l'estructura.
En quant al circuit tenim, primer que tot els detectors de distancia làsers anomenats VL53L0X, que estan basats en el Temps de Vol (ToF). Aquesta mesura de temps és el que tarda un làser llançat per el sensor a tornar a ell i segons el temps, el sensor calcula a quina distància està l'obstacle.

El sensor utilitza la comunicació I²C per a connectar-se i enviar missatges al Arduino que és un bus de comunicacions en sèrie. El seu nom ve d'Inter-Integrated Circuit (Circuits Inter-Integrats). La principal característica d'I²C és que utilitza dos línies per a transmetre la informació: una per a les dades i per un altre el senyal de rellotge. També és necessària una tercera línia, però esta només és la referència (massa/Ground).
El problema va se connectar els 13 sensors a un mateix bus I²C perquè tots enviaven la mateixa senyal i no es podia arreglar per Hardware i per això vam tindre que  dissenyar un programa que diferenciara els senyals.

A l'hora de connectar els sensors ho vam fer a través d'una connexió en serie que acabava en un cable que sortia de cada sensor a una entrada digital, amés de l'entrada als ports ICSP2(bus I2C), Ground(massa) i 5V(alimentació). Ací deixe un esquema d'exemple.
 

Tot aquest circuit anava encaragolat a un canal de plàstic amb forats en la tapadora per on sortia cada sensor. Aquest canal el vam pintar amb forma de piano(delimitant les diferents tecles originals) i el vam posar sobre un suport de tubs de PVC.

dimarts, 11 de juny de 2019

Fitra CTC - Jacobo Just

El passat divendres vàrem anar els alumnes de 4-ESO de tecnologia, altres de 3r i alguns del Pr4 a la fira CTC d'Arduino en La Ciutat de les Arts i les Ciències de València.

On vàrem presentar els nostres projectes: la bateria electrònica i el piano sense contacte.

Al principi quan heu vam acabar de muntar vam trobar el primer problema, que els sensors infraroigs del teclat no funcionaven correctament i pensem que va ser pel sol que hi havia aquest dia. Aquest problema va fer que Chej i Adrià Bayona hagueren d'arreglar-ho pel software.

Els nostres projectes van ser els que mes van agradar amb diferència, sobretot als desarrolladors i professors; també a alguns alumnes que aporrejaven la nostra bateria com si fóra una de veritat ( vam tindre que aguantar-la perquè no es trencara).

Va vindre la televisió Espanyola a gravar-nos i vam parlar Adria, Guillem i jo (jacobo) i també el nostre professor Joan.

Alfinal vam parlar per a tota la feria i ens van donar un bolígraf i les gràcies, després van veure qui va guanyar i va ser un projecte de piano xicotet que no s´escoltava i tenia quatre tecles, un just guanyador òbviament.

Anecdota: Una xiquilla va vindre on estàvem Adria Gosp, Salva i jo i ens va intentar comprar el seu vot; quan vam aplegar al seu projecte no sabia explicar-ho cap de les xiques que hi havia allí, però tenien molts vots. Moralitat: És més important vendre el producte que el producte en si.

TECLAT CTC-MAQUINARI




                                                  EL PIANO CTC



1- ESTRUCTURA: la estructura del piano se basa en primer lugar en tubos de PVC, hemos utilizado los tubos para poder conseguir una forma para el Piano, igual que en el proyecto de la Batería, en segundo lugar cogemos un trozo de una canaleta de los tubos, donde se usan normalmente para cubrir los cables en las casas, además hemos pintado 13 teclas, siete de ellas con el color negro y el resto con el color blanco.



 
El circuito: El circuito del piano se basa en 13 sensores láseres llamados,  VL53L0X, gracias al laser que envía un infrarrojo verticalmente hacia arriba para poder detectar a que distancia esta el cuerpo, en este caso la mano, puede detectar el cuerpo desde 5cm hasta 2 metros.
Aquí esta el circuito hecho en Fritzing.
 



Teclat MIDI (Programari)


-Problemes amb el codi de l'arduino

El primer codi no va funcionar ja que tots els sensors tenien la mateixa adreça i no es podia cambiar l'adreça.
Ací esta per a baixar el primer codi.

El codi final esta arreglat el problema de les adreces i envia les notes MIDI quan cada sensor detecta moviment per primera vegada. Es pot controlar la instensita del so dependent de lo lluny esta la má del sensor o més prop del sensor, gracies als codis aftertouch. 


-Sintetitzador

Primer hem utilitzat el sintetitzador Qsynth, però ignorava els codis aftertouch, al final hem utilitzat el sintetitzador LMMS que si feia cas als codis aftertouch.


Resultado de imagen de sintetizador LMMS

En el piano hem utilitzat el Hairless MIDI per a que el sintetitzador LMMS entenga el codi MIDI, com la bateria.

Resultado de imagen de hairless midi

Piano(maquinari)

Piano(maquinari)

-Estructura
El piano esta fet amb tubs de PVC i un canal de plàstic per a poder fer les tecles.A part el piano esta pintat distingint les tecles negres amb les blanques i per damunt el embellicime.




-cablejat
El circuit del teclat , consta de 13 sensors cridats VL53L0X , els quals envien un infraroig verticalment cap amunt i detecta a  quina  distància està el cos que ho està obstruint, estos són molt precisos i detecten des de 5cm fins a 2 metres. 


Bateria(Programari)

Bateria(Programari)


-Sintetitzador Hydrogen

gràcies a este sintetitzador hem pogut programar els sons  de percusió de la bateria



-Hairless MIDI Serial

Per a que el sintetitzador poguera entendre el llenguatge MIDI s'ha utilitzat el Hairless MIDI Serial que  detecta quin sensor ha sigut colpejat i envia la informació MIDI a l'ordinador, desprès passa per el Hairless i l'envia la informació al Hydrogen.


Post al blog de la bateria:maquinari

 Bateria


-Esta bateria electrònica esta feta a la nostra clase per els alumnes i consta de diferents parts que son reciclats a la clase o s'han comprat a part.

-sensors piezoelèctrics, 
-circuits, 
-tabals, 
plats,
- estructura, 
-circuits d'interconnexió


-Els sensors piezoelèctrics:

Son sensors que al rebre pressió en un material piezoelèctric com el quars o titanat de bari generen una senyal elèctric.

-El circuit:


Consta de varies parts com la placa aruduino mega ja que la nano sols te 6 entrades analògiques i necessitavem 9.També la placa Perf Board que es la mes menuda del circuit y  és un material per a fer prototips de circuits electrònics (també anomenat DOT PCB). És una làmina rígida i prima amb forats preperforats a intervals estàndard a través d'una graella, normalment una quadrícula de 0,1 polzades (2,54 mm). Aquests forats estan anellats per coixinets de coure rodons o quadrats, encara que també hi ha tauletes nues disponibles. La placa de fixació barata pot tenir pastilles a un sol costat del tauler, mentre que una placa de perfecció de millor qualitat pot tenir pastilles als dos costats (forats amb plaques). Atès que cada coixinet està aïllat elèctricament, el constructor realitza totes les connexions amb tècniques de cablejat punt a punt o en miniatura.

-Plats:


  a material principal esta fet de fusta com a base,en mig esta el sensor i per damunt goma eva de color negra per a identificar el plat del tabal.

-tabals:



Estan fets de corcho com a base, el sensor en mig i goma eva blava per diferenciarlo del plat.

-Estructura:



La estructura esta feta amb tubs de PVC 
Resultat d'imatges de peçes de tubos pvc
tambe amb conectors com Tee o codos de PVC.



-Circuits d'interconexió
Tots els sensors van conectats a les entrades analògiques d'una placa Arduino Mega i al Ground. A part dels sensors piezoelèctrics trobem un micro-switch  que estarà conectat a una entrada digital i al Ground.