tesis carlos alberto catuta.pdf

UNIVERSIDAD TECNOLGICA ISRAEL

CARRERA DE ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONES

PORTADA

TEMA: DISEO E IMPLEMENTACIN DE UN AFINADORELECTRNICO PARA EL ESTUDIO DE DIFERENCIACIN DELSONIDO EN UNA GUITARRA PRIMER ELECTROACSTICA

Trabajo de graduacin previo a la obtencin del ttulo de Ingeniero en Electrnica yTelecomunicaciones

AUTOR: Carlos Alberto Catuta

TUTOR: Ing. Mauricio Alminati

Quito-Ecuador

2014


APROBACIN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del Trabajo de Graduacin certifico:

Que el trabajo de graduacin DISEO E IMPLEMENTACIN DE UN AFINADORELECTRNICO PARA EL ESTUDIO DE DIFERENCIACIN DEL SONIDO ENUNA GUITARRA PRIMER ELECTROACSTICA , presentado por Carlos AlbertoCatuta Prez, estudiante de la Carrera de Electrnica y Telecomunicaciones,rene los requisitos y mritos suficientes para ser sometido a la evaluacin delTribunal de Grado, que se designe, para su correspondiente estudio y calificacin.

Quito D. M., febrero de 2014

TUTOR

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Ing. Mauricio Alminati V.


AUTORA DE TESIS

El abajo firmante, en calidad de estudiante de la Carrera de Electrnica yTelecomunicaciones, declara que los contenidos de este Trabajo de Graduacin,requisito previo a la obtencin del Grado de Ingeniera en Electrnica yTelecomunicaciones, son absolutamente originales, autnticos y de exclusivaresponsabilidad legal y acadmica del autor.

Quito D.M., febrero de 2014

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Carlos Alberto Catuta

CC: 1804500567


APROBACIN DEL TRIBUNAL DE GRADO

Los miembros del Tribunal de Grado, aprueban la tesis de graduacin de acuerdocon las disposiciones reglamentarias emitidas por la Universidad TecnolgicaIsrael para ttulos de pregrado.

Quito D.M., febrero de 2014

Para constancia firman:

TRIBUNAL DE GRADO

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PRESIDENTE

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MIEMBRO 1 MIEMBRO 2

AgradecimientoA mi Casona la Universidad Tecnolgica Israel quien fue mi segundo hogar ydonde nunca se perdi la esencia de la confianza depositada en m para formarmentegramente en muchos mbitos, me llevo un gran recuerdo desde el primer daen que la pis.

A mis maestros de los niveles iniciales que supieron cimentar las basesfundamentales de mi carrera, as como, a los docentes de niveles superiores quefortalecieron en m la vocacin de una persona involucrada en tecnologa

A la bella ciudad de Quito que me abri sus puertas, lugar ilustre donde estoydesarrollndome an ms como persona, llena de valores y donde emprendoproyectos en base a los conocimientos de mi carrera y otros talentos.

A mis queridos compaeros y amigos con los cuales compartimos un sinnmerode ancdotas para alcanzar este objetivo y que de seguro en el mbito profesionalexistirn muchas ms.

A Trans-Telco S.A. donde puedo dar fe que se forjan muchos objetivos laboralesafines a lo ya aprendido durante la carrera.

Finalmente agradecer a la msica, su arte y su energa positiva que se depositen mi voz y en mi mano izquierda para interpretarla, base de la inspiracin paracualquier actividad. Arte innegable e irrenunciable para cualquier habitante delplaneta: Si en tu vida no existe msica, simplemente no existe nada.

Dedicatoria

A Dios por permitirme ser parte de la interaccin vital en este planeta.

A mis amados padres Hernn y Yolanda, quienes sembraron en mi el talento y lacapacidad para afrontarlo absolutamente todo con cario, respeto y tenacidad sinamilanarse ante nada ni nadie. Grandes profesionales de esta nacin de loscuales estoy muy orgulloso.

A Santiaguito, mi hermano mayor el ejemplo de mi superacin permanente, mimejor amigo y la persona quien de seguro la vida entera siempre le agradecerpor su labor.

A mis queridos abuelitos, tos estoy seguro estn orgullosos de ver siempre mifrente en alto y con el brazo de victoria levantado.

A mi ciudad natal Ambato porque confiaron en m para representarla en la capital,en especial a mi querido colegio el I.T.S. Bolvar que de seguro celebrar estavictoria conmigo.

A mis maestros de escuela quienes en mi niez visionaron llegara este momentosin lugar a dudas.

A el amor, sobre todo de esas verdaderas damas quienes participaron de misfacetas personales en varios pasajes de mi vida universitaria. Su fidelidad, cario,aliento y experiencias siempre enriquecieron mi personalidad.

A las personas que confiaron en m durante todo este proceso y mucho ms a lasque no, pues es por ellos que ms fuerza se obtuvo para seguir mejorando,posiblemente perdieron la oportunidad de compartir experiencias nicas,afortunadamente an estn a tiempo de hacerlo.

A todos los inventores, cientficos, msicos, productores, escritores, pintores,diseadores grficos, deportistas es decir a cada uno de esos mentalizadores degenialidades que han dialogado conmigo personal o virtualmente compartiendo suvida y de los que siempre tendr una fuente confiable para enrumbar cambiospositivos en bien de nuestro pas y de nuestro planeta.

NDICE DE CONTENIDOS

Pgina

CAPTULO 1 PROBLEMATIZACIN

1.1 Antecedentes................................................................................................. 18

1.2 Problema Investigado ................................................................................... 19

1.3 Problema Principal........................................................................................ 22

1.4 Problemas Secundarios ............................................................................... 22

1.5 Justificacin .................................................................................................. 22

1.6 Objetivos........................................................................................................ 23

1.6.1 Objetivo General ..................................................................................... 23

1.6.2 Objetivos Secundarios ........................................................................... 23

1.7 Metodologa Utilizada ................................................................................... 23

CAPTULO 2 MARCO DE REFERENCIA

2.1 Marco Terico................................................................................................ 25

2.1.1 El sonido.................................................................................................. 25

2.1.2 Espectros del sonido.............................................................................. 26

2.1.3 Acstica................................................................................................... 28

2.1.4 Instrumentos acsticos de cuerda: Guitarra acstica ........................ 29

2.1.5 Tratamiento del sonido .......................................................................... 33

2.1.6 Tipos de sistemas de afinacin............................................................. 34

2.1.7 Composicin musical ............................................................................. 35

2.1.8 Amplificadores de potencia de audio ................................................... 38

2.1.9 Ecualizador.............................................................................................. 39

2.1.10 Adaptadores de audio .......................................................................... 40

2.1.11 Regulador de Voltaje ............................................................................ 40

2.1.12 Amplificadores Operacionales ............................................................ 40

2.1.13 Microcontroladores .............................................................................. 41

2.1.14 Visualizadores....................................................................................... 43

2.1.15 Cables de audio .................................................................................... 43

2.2 Marco Conceptual: ........................................................................................ 44

2.2.1 Guitarra Primer American Classic P-CG10........................................... 44

2.2.2 Plug y Jack Mono 6.5mm a 3.5mm ........................................................ 46

2.2.3 Regulador NTE 960 ................................................................................. 46

2.2.4 Regulador LM7885 .................................................................................. 47

2.2.5 Switch Regulador MC33369 ................................................................... 48

CAPTULO 3 DISEO E IMPLEMENTACIN DE UN DISPOSITIVOELECTRNICO QUE SE ADAPTE AL MODELO DE UNA GUITARRAELECTROACSTICA PRIMER Y SIRVA DE GUA PARA AFINARLA

3.1 Sntesis y homologacin de la informacin sobre los sistemas deafinacin actuales para guitarras acsticas ..................................................... 49

3.1.1 Estudio de la afinacin de una guitarra en base al odo humano ...... 52

3.1.2 Estudio de la afinacin de una guitarra en base a un silbato ............. 54

3.1.3 Estudio de la afinacin de una guitarra en base a un diapasn ......... 54

3.1.4 Estudio de la afinacin de una guitarra que tiene incluido un afinadoren su ecualizador............................................................................................. 55

3.1.5 Estudio de la afinacin de una guitarra con un afinador que poseemicrfono ......................................................................................................... 55

3.1.6 Estudio de la afinacin de una guitarra en base a un afinador concable.................................................................................................................. 56

3.1.7 Estudio de la afinacin de una guitarra con un afinador que poseemicrfono y tambin conexin por cable ...................................................... 56

3.1.8 Estudio de la afinacin de una guitarra en base a pedal electrnico 57

3.1.9 Estudio de la afinacin de una guitarra en base a software desimulacin ........................................................................................................ 57

3.1.10 Estudio de la afinacin de una guitarra en base a software conconexin WIFI .................................................................................................. 58

3.1.11 Estudio de la afinacin de una guitarra en base al ajuste automticode cuerdas........................................................................................................ 58

3.2 Estudio de diferenciacin del sonido de la primera cuerda en una guitarraen base a un afinador ......................................................................................... 59

3.2.1 Resultados de afinadores con micrfono............................................. 59

3.2.2 Resultados de afinacin mediante conexin por cable ...................... 60

3.2.3 Resultados de afinacin mediante la gua de un sintetizador ............ 60

3.2.4 Resultados de afinacin mediante la gua de un pedal ....................... 61

3.3 Diseo de un afinador electrnica para guitarras electroacsticas ....... 595

3.3.1 Diagrama de bloques referencial para el diseo del prototipo:.......... 62

3.3.2 Diseo del Software del Sistema........................................................... 53

3.3.3 Diseo Mecnico del Sistema................................................................ 54

3.4 Montaje del Sistema...................................................................................... 56

3.4.1 Montaje del circuito regulador de voltaje ............................................. 56

3.4.2 Montaje del conversor anlogo-digital ................................................. 57

3.4.3 Montaje de la etapa de anlisis y comunicacin ATMega-LCD .......... 57

3.5 Implementacin de un dispositivo de afinacin electrnica para el estudiodel sonido en guitarras electroacsticas.......................................................... 59

3.5.1 Elaboracin e implementacin de la placa electrnica ....................... 59

3.5.2 Implementacin de los elementos en la placa ..................................... 61

3.5.3 Adaptacin de la caja para la placa final .............................................. 62

3.6 Validacin del sistema de afinacin para guitarras electroacsticas ...... 64

3.6.1 Pruebas de validacin del sistema........................................................ 64

3.6.3 Pruebas de ingreso del sonido de la segunda cuerda desde unaguitarra electroacstica Primer ...................................................................... 66

3.6.4 Pruebas de ingreso del sonido de la tercera cuerda desde unaguitarra electroacstica Primer ...................................................................... 66

3.6.5 Pruebas de ingreso del sonido de la cuarta cuerda desde una guitarraelectroacstica Primer .................................................................................... 67

3.6.6 Pruebas de ingreso del sonido de la quinta cuerda desde una guitarraelectroacstica Primer .................................................................................... 67

3.6.7 Pruebas de ingreso del sonido de la sexta cuerda desde una guitarraelectroacstica Primer .................................................................................... 68

3.6.8 Pruebas de ingreso del sonido de la primera cuerda desde unaguitarra electroacstica Primer cuando el selector est en otra opcin .... 68

CAPTULO 4 RESULTADOS Y COSTOS

4.1 Anlisis de resultados .................................................................................. 69

4.1.1 Anlisis de resultados de las pruebas de validacin del sistema ...... 69

4.2 Matriz FODA del producto ............................................................................ 71

4.3 Matriz FODA del estudio............................................................................... 72

4.4 Costos del Proyecto ..................................................................................... 73

CAPTULO 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 Conclusiones .................................................................................................74

5.2 Recomendaciones .........................................................................................75

BIBLIOGRAFA .....................................................................................................76

LINKOGRAFA ......................................................................................................77

ANEXOS..............................................................................................................778

NDICE DE TABLAS

Tabla 2.1 Calibres y grosor (mm) de las cuerda en una guitarra .............. Error!Marcador no definido.

Tabla 2.2 Distribucin de cuerdas en una guitarra . Error! Marcador no definido.

Tabla 3.1 Sistemas de afinacin y sus caractersticas ......... Error! Marcador nodefinido.

Tabla 3.2 Testimonios y pruebas reales de guitarristas....... Error! Marcador nodefinido.

Tabla 3.3 Pruebas de afinacin por micrfono ....... Error! Marcador no definido.

Tabla 3.4 Pruebas de sonido afinacin por cable ... Error! Marcador no definido.

Tabla 3.5 Pruebas de afinacin por sintentizador... Error! Marcador no definido.

Tabla 3.6 Pruebas de afinacin por pedal................ Error! Marcador no definido.

Tabla 3.7 Fase de comparacin cuando una cuerda es presionada ........ Error!Marcador no definido.

Tabla 3.8 Posibilidades de calibracin del ecualizador EQ7545R antes de lafase de demostracin ................................................Error! Marcador no definido.

Tabla 3.9 Condiciones fsicas de temple y fuerza al tocar una cuerda en lademostracin.............................................................. Error! Marcador no definido.

Tabla 3.10 Mensajes que mostrar el visualizador para interactuar con elusuario ........................................................................Error! Marcador no definido.

Tabla 3.11 Pruebas bsicas de validacin............... Error! Marcador no definido.

Tabla 3.12 Pruebas con la primera cuerda .............. Error! Marcador no definido.

Tabla 3.13 Pruebas con la segunda cuerda............. Error! Marcador no definido.

Tabla 3.14 Pruebas con la tercera cuerda................ Error! Marcador no definido.

Tabla 3.15 Pruebas con la cuarta cuerda................. Error! Marcador no definido.

Tabla 3.16 Pruebas con la quinta cuerda................. Error! Marcador no definido.

Tabla 3.17 Pruebas con la sexta cuerda .................. Error! Marcador no definido.

Tabla 3.18 Pruebas especiales con la primera cuerda ......... Error! Marcador nodefinido.

Tabla 4.1 Costos del proyecto .................................. Error! Marcador no definido.

NDICE DE GRFICOS

Figura 1.1.Distribucin de clavijas en una guitarra clsica estndar ...... Error!Marcador no definido.

Figura 1.2. Afinador cromtico KORG CA-20 ..........Error! Marcador no definido.

Figura 1.3 Caractersticas tcnicas KORG CA-20 ...Error! Marcador no definido.

Figura 1.4 CT10 Chromatic Headstock.....................Error! Marcador no definido.

Figura 1.5 TunerMatic ................................................Error! Marcador no definido.

Figura 2.1 Forma de ondas peridicas.....................Error! Marcador no definido.

Figura 2.2 Armnicos de Do Central ........................Error! Marcador no definido.

Figura 2.3 Forma de onda no peridica ...................Error! Marcador no definido.

Figura 2.4 Forma de onda aleatoria .......................... Error! Marcador no definido.

Figura 2.5 Banda Entorno a los 830 Hz ....................Error! Marcador no definido.

Figura 2.6 Fuente imgenes para un espacio rectangular ... Error! Marcador nodefinido.

Figura 2.7 Fuente imgenes para un espacio rectangular ... Error! Marcador nodefinido.

Figura 2.8 Guitarra acstica ......................................Error! Marcador no definido.

Figura 2.9 Tipos de guitarras ....................................Error! Marcador no definido.

Figura 2.10 Reflexin del sonido en un espacio cerrado ..... Error! Marcador nodefinido.

Figura 2.11 Absorcin del sonido que se produce entre 2 espacios ....... Error!Marcador no definido.

Figura 2.12 Difusin del sonido que se produce entre 2 espacios........... Error!Marcador no definido.

Figura 2.13 Diapasn .................................................Error! Marcador no definido.

Figura 2.14 Cilindros de grabacin de Edison ................................................. 19

Figura 2.15 Dictfono.......................................................................................... 19

Figura 2.16 Lingot / Software Libre de simulacin de afinacinError! Marcadorno definido.

Figura 2.17 RealStrat/AdobeAudition Software Privado para tratamiento delsonido .........................................................................Error! Marcador no definido.

Figura 2.18 Demostracin del uso de RealStrat ......Error! Marcador no definido.

Figura 2.19 Vol Luthier ..............................................Error! Marcador no definido.

Figura 2.20 Chiliquina Modelo Santacto ..................Error! Marcador no definido.

Figura 2.21 Diagrama de bloques simplificado de los megaAVR ............. Error!Marcador no definido.

Figura 2.22 Diferentes Tipo de Visualizadores LCD Error! Marcador no definido.

Figura 2.23 Vista superior del EQ 7545R..................Error! Marcador no definido.

Figura 2.24 Tipo de cuerpo y tapa armnica de una guitarra Primer Classic.....................................................................................Error! Marcador no definido.

Figura 2.25 Plug y Jack Mono 6.5mm a 3.5mm .......Error! Marcador no definido.

Figura 2.26 Distribucin del NTE 960 .......................Error! Marcador no definido.

Figura 2.27 Distribucin del LM7885 ........................Error! Marcador no definido.

Figura 2.28 Distribucin y dimensiones del MC33369 .......... Error! Marcador nodefinido.

Figura 3.1 Prueba con afinador Cherub WST-520GB............ Error! Marcador nodefinido.

Figura 3.2 Prueba con afinador Eno Music ET 2005Error! Marcador no definido.

Figura 3.3 Prueba de afinacin mediante la gua de un sintetizador........ Error!Marcador no definido.

Figura 3.4 Prueba de afinacin mediante un pedal.Error! Marcador no definido.

Figura 3.5 Diagrama de bloques del sistema prototipo ........ Error! Marcador nodefinido.

Figura 3.6 Circuito de regulacin y transformacin de seal digital ........ Error!Marcador no definido.

Figura 3.7 Representacin esquemtica del integrado ATMEGA16 ......... Error!Marcador no definido.

Figura 3.8 Representacin esquemtica del LCD ...Error! Marcador no definido.

Figura 3.9 Diagrama Esquemtico............................ Error! Marcador no definido.

Figura 3.10 Flujograma con la lgica del programa del sistema .............. Error!Marcador no definido.

Figura 3.11 Mtodo Burbuja ......................................Error! Marcador no definido.

Figura 3.12 Representacin grfica de la caja vista de frente .. Error! Marcadorno definido.

Figura 3.13 Fotografa de etapa de regulacin de voltaje..... Error! Marcador nodefinido.

Figura 3.14 Fotografa del valor medido despus de la etapa de regulacin.....................................................................................Error! Marcador no definido.

Figura 3.15 Fotografa de etapa de transformacin digital... Error! Marcador nodefinido.

Figura 3.16 Fotografa etapa de anlisis y comunicacin ATMega-LCD.. Error!Marcador no definido.

Figura 3.17 Pruebas de comunicacin entre la etapa de conversin y anlisisdel integrado............................................................... Error! Marcador no definido.

Figura 3.18 Visualizador funcionando despus de las etapas de regulacin,conversin anlogo-digital y anlisis. .....................Error! Marcador no definido.

Figura 3.19 Uso del programa Proteus ....................Error! Marcador no definido.

Figura 3.20 Pistas resultantes de la distribucin virtual (mirror) ............. Error!Marcador no definido.

Figura 3.21 Screen de los elementos .......................Error! Marcador no definido.

Figura 3.22 Virtualizacin completa del circuito .....Error! Marcador no definido.

Figura 3.23 Montaje fsico del circuito parcial .........Error! Marcador no definido.

Figura 3.24 Montaje fsico del circuito completo ....Error! Marcador no definido.

Figura 3.25 Apertura del orificio rectangular para el displayError! Marcador nodefinido.

Figura 3.26 Apertura los orificios para los leds y botn de control ......... Error!Marcador no definido.

Figura 3.27 Ampliacin de los orificios para el ajuste de la placa a la caja.....................................................................................Error! Marcador no definido.

Figura 3.28 Montaje completo del prototipo ............Error! Marcador no definido.

RESUMEN

Producto de la necesidad de investigacin en la ciencia de la electrnica yfusionando un arte como la msica nace este estudio en donde se puedeencontrar una visin muy detallada de los sistemas de afinacin que existen en laactualidad.

Parte de este informe versiona testimonios reales con personas involucradasntegramente a la msica. De esta forma y con todos los antecedentestecnolgicos y las enseanzas adquiridas en cuanto a la electrnica bsica, depotencia y programacin de microcontroladores se ha logrado encontrar unaestrecha relacin entre estas dos ramas.

El Captulo 1 muestra la problemtica hallada y con ella los objetivos que marcanel punto de partida para el desarrollo del estudio y el proyecto de implementacin.Es una visin general de cmo se origin la idea para desarrollar la investigacin.

Posteriormente se tiene un Captulo 2 con un compendio de conceptos generalesy especficos as como de cada uno de los elementos que actan en cada etapadel circuito. Aqu se puede destacar las caractersticas de la familia ATMegaposteriormente considerada como corazn de todo el sistema.

Para tener una visin ms clara del procedimiento de estudio, diseo eimplementacin del sistema se tiene el Captulo 3 en donde se ha agregado uninforme con relevante informacin sobre los sistemas de afinacin, su forma deuso, comparaciones y otros elementos que refuerzan el trabajo de investigacin demanera considerable. Aqu se puede encontrar tambin los resultados obtenidos amanera de tablas.

Los Captulos 4 y 5 desarrollan textualmente los resultados obtenidos, as comomatrices con las fortalezas, oportunidad, debilidades y amenazas que identifican oidentificarn al producto y al estudio de investigacin realizados; as como tambinlas conclusiones y recomendaciones resultantes respectivamente.

El estudio de investigacin realizado a continuacin busca promover que otrascarreras universitarias tales como la Ingeniera en Sonido, Ingeniera en Sistemasy Produccin Musical tengan un punto de partida para construir proyectos enconjunto.

ABSTRACTProduct of the need for research in the science of electronics and fusing an art likemusic born this study there is detailed pictures of the tuning system that existtoday.

Part of this report revisits real testimonials with people involved entirely to music. Inthis way and with all the technological background and lessons learned about basicelectronics, power and microcontroller programming has failed to find a closerelationship between these two branches.

Chapter 1 shows the problem and found her goals that mark the starting point forthe development of the study and the implementation project. It is an overview ofhow the idea originated to develop research.

Chapter 2 contains an overview of general and specific concepts as well as each ofthe elements that act at each stage of the circuit. Here you can highlight thecharacteristics of the ATMega family subsequently regarded as the heart of thewhole system.

To get a clearer picture of the process of study, design and implementation of asystem Chapter 3 has been added where a report with relevant information abouttuning systems, its usage, comparisons, and other elements that reinforce theresearch considerably. Here there are the results obtained by way of tables too.

Chapters 4 and 5 develop verbatim from the results obtained, as well as matriceswith the strengths, opportunities, weaknesses and threats identified or will identifythe product and the research study conducted as well as the resulting conclusionsand recommendations respectively.

The research study then seeks to promote other university courses such as SoundEngineering, Systems Engineering and Music Production have a starting point tobuild projects together.

CAPTULO 1

PROBLEMATIZACIN

Introduccin:

En este captulo se presentan los antecedentes de los orgenes y evolucin de laguitarra acstica as como una referencia de los sistemas de afinacin actual.

Se menciona tambin un diagnstico donde se deducen los problemas principalesy secundarios a ser analizados y resueltos en el proyecto.

Entonces se definen los objetivos principales y secundarios que sirven de guapara resolver la problemtica anteriormente mencionada.

Adicionalmente se justifica terica y prcticamente la realizacin del proyecto ascomo la metodologa utilizada.

1.1 Antecedentes:

El origen exacto de la guitarra no est definido pero existen representacionespictricas halladas a travs de la historia que indican que este instrumentodesciende de la lira sumndola una caja de resonancia, y cuya estructura ha idocambiando de acuerdo a la disponibilidad de recursos de los diseadores oconstructores y la necesidad de los msicos.

La lira es originaria en la antigua Grecia y su estructura bsica era de 3 cuerdas(las cuales recibieron su nombre en honor a las 3 musas de Delfos: Nete, Mese,Hipate) y que con el tiempo fueron aumentando en su nmero: 4, 5, 6 y hasta 18cuerdas. Es por esto que la evolucin del instrumento data en otros sectores delcontinente europeo, Turqua, Espaa, Francia, Italia por nombrar a los msrelevantes hasta llegar a la actual guitarra clsica1.

Actualmente consideradas las ms utilizadas para la expresin de la msica ycomposicin, las guitarras acsticas estn conformadas de 3 partes bsicas queson la caja de resonancia, diapasn y clavijero; ste ltimo comprende un sistemamecnico de clavijas que permite ajustar las cuerdas y templar conjuntamente conel traste principal al otro lado del instrumento.

Especficamente la marca de guitarra clsicas Primer posee un sistema de clavijasestndar colocadas en una distribucin de 3 clavijas por cada extremo, cadaclavija conectada a un sistema de engranajes que regula su posicin.

En la actualidad las guitarras Primer ya cuentan con un sistema de ecualizacin yque tambin permite la conexin a amplificadores de audio.

Por otra parte, los mtodos de afinacin datan paralelamente a la creacin yevolucin de los instrumentos de cuerda, as se menciona todos los tipos dediapasones y sus modificaciones hasta llegar a prototipos de afinadoreselectrnicos.

1 Wikipedia: Historia de la msica

1.2 Problema Investigado:

Las cuerdas de una guitarra clsica en un gran porcentaje son susceptibles adesafinacin por el uso constante de las mismas.

El guitarrista a los largo de la historia ha utilizado varios mtodos para afinar unaguitarra acstica, siendo el ms tradicional el procedimiento manual y actualmentecon afinadores electrnicos que an aportando con la gua, el instrumentista deberealizar el proceso convencional de ajuste.

Una guitarra clsica Primer con clavijero estndar posee una distribucinergonmica en el diseo de su clavijero como muestra la figura 1.1

Figura 1.1.Distribucin de clavijas en una guitarra clsica estndar

La afinacin de una guitarra puede darse por varios mtodos como: un diapasn(el cual da la nota la menor), de odo (mtodo convencional), con silbatosespecializados, con la ayuda de otros instrumentos musicales, con armnicosnaturales, con programas de computadora o con afinadores electrnicos, perotodos stos no estn sintetizados ni homologados en un solo estudio.

Los afinadores electrnicos actuales de guitarra dan la gua de la nota de cadacuerda para que el instrumentista ajuste la misma manualmente hasta obtener elsonido que crea adecuado, pero no existe un estudio profundo sobre losparmetros que estos dispositivos utilizan para la validacin de la nota.

En las figuras 1.2 y 1.3 se muestran el afinador electrnico KORG CA-20 y partede las especificaciones que consta en su manual de uso respectivamente:

Figura 1.2. Afinador cromtico KORG CA-202

Figura 1.3 Caractersticas tcnicas KORG CA-203

As tambin ya existen en el mercado afinadores de guitarras elctricas como losque se muestran en las figuras 1.4 y 1.5:

2 www.korg.com Seccin instrumentacin

3 http://www.hermes-music.com.mx/hermes_off/pdf_manuales/KORG/KRGI%20%20CA%2020.pdf

Figura 1.4 CT10 Chromatic Headstock4

Figura 1.5 TunerMatic5

El CT10 es un afinador que se ajusta como una pinza en todo el contorno delclavijero y funciona con un sistema de sensores muy especializados. En 2013 fueuno de los ms usados por los guitarristas de nuestro pas.

TunerMatic es un equipo electrnico que funciona para guitarras electroacsticaso elctricas.

Funciona como una herramienta que ajusta automticamente la cuerda, testeadigitalmente la nota que corresponde le corresponde, pero su funcionamiento notiene un estudio de validacin tonal.

El precio en el mercado ecuatoriano de los afinadores actuales oscila entre $30,00USD y $1890,00 USD.

1.3 Problema Principal:

4 http://www.besportier.com/archives/chromatic-guitar-tuners-planet-wave-ct10-chromatic-headstock-tuner.html

5 http://www.tunermatic.com

Para una guitarra electroacstica Primer no existe un estudio especfico de susonido en base a la afinacin de sus cuerdas con la ayuda de un dispositivoelectrnico construido manualmente.

1.4 Problemas Secundarios:

- Existe mucha informacin sobre sistemas de afinacin actuales paraguitarras electroacsticas pero no de forma sintetizada y homologada.

- La electroacstica es un campo muy amplio dentro del sonido por lo queslo se puede puntualizar en un instrumento especfico, no existenestndares ni generalidades.

- No existe diseos de dispositivos de afinacin electrnica para guitarraselectroacsticas construidos en Ecuador.

- No se ha implementado dispositivos de afinacin electrnica para el estudiodel sonido en guitarras electroacsticas en Ecuador.

- No hay registros de mtodos validados de un sistema de afinacin deguitarras electroacsticas.

1.5 Justificacin:

El proyecto aplica conceptos en electrnica digital y de potencia debido a que seutiliza elementos como amplificadores operacionales, microcontroladores,amplificadores y dems, los cuales ayudan a conseguir la referencia para afinaruna guitarra electroacstica y obtener la nota musical esperada.

Paralelamente esto contribuye a estrechar las relaciones de la tecnologa digitalcon un arte como la msica.

Es por esto que el proyecto permite al msico experimentar un proceso deafinacin diferente a los convencionales y lo incentiva a conocer el funcionamientolgico del mismo; as como en los diseadores electrnicos buscar la innovacinen sus sistemas.

A la vez se obtuvo una estadstica que muestra los resultados de las pruebas enlas condiciones normales y ms complejas de afinacin en una guitarra electro-acstica.

Adicionalmente podemos incluir que varias de las pruebas se realizaron esestudios de grabacin musical profesionales.

1.6 Objetivos1.6.1 Objetivo General:

- Disear e implementar un dispositivo electrnico que se adapte al modelode una guitarra electroacstica Primer y sirva de gua para afinarla.

1.6.2 Objetivos Secundarios:

- Sintetizar y homologar la informacin sobre los sistemas de afinacinactuales para guitarras acsticas.

- Realizar un estudio que diferencie cada caracterstica del sonido en laguitarra en base al afinador.

- Disear un dispositivo de afinacin electrnica para guitarraselectroacsticas.

- Implementar un dispositivo de afinacin electrnica para el estudio delsonido en guitarras electroacsticas.

- Buscar un mtodo de validacin de un sistema de afinacin para guitarraselectroacsticas.

1.7 Metodologa Utilizada:

La fase de estudio se realiz mediante el mtodo inductivo y de sntesis, debido aque con los conceptos particulares en afinacin, electrnica digital y de potencia,as como los de la escala musical se pudo estructurar una idea ms clara ydepurada para empezar la fase de diseo.

La etapa de diseo se realiz a base del mtodo de anlisis ya que la ideaobtenida en la fase de estudio se plasm en un bosquejo inicial de la estructuradel dispositivo, estudio de sus elementos, de la forma, del funcionamiento y de susespecificaciones tcnicas.

Las fases de implementacin, montaje y validacin se realizaron mediante elmtodo experimental debido a que se prob el dispositivo hasta obtener laafinacin ms cercana a la real para que en la guitarra acstica se puedainterpretar una meloda completa demostrando as su correcto funcionamiento.

CAPTULO 2

MARCO DE REFERENCIA

Introduccin:

Este captulo se divide en 2 partes, el marco terico: donde se describe en formageneral aquellos conceptos, tablas, grficos de todos los elementos quefundamentarn el presente proyecto y el marco conceptual que detalla lascaractersticas de los elementos que se implementarn en el diseo.

2.1 Marco Terico:

2.1.1 El sonido:

Una onda longitudinal puede viajar a travs de cualquier medio sea este lquido,slido o gaseoso.

Entonces, el sonido puede estudiarse como la propagacin de una onda sonora enel aire, considerando lo siguiente:

- Una onda definida consta de una frecuencia, amplitud y longitud.- El odo humano es sensible a ondas que se encuentran dentro del intervalo

de 20Hz a 20 kHz de frecuencia. Debajo de este intervalo las ondas tomanel nombre de infrasnicas y sobre ste se denominan ultrasnicas.

- Las ondas sonoras suelen dispersarse en todas las direcciones a partir dela fuente de sonido, con una amplitud que depende de la direccin ydistancia desde la fuente.6

- A una frecuencia dada, cuanto mayor sea la amplitud de presin de unaonda sonora senoidal, mayor es el volumen percibido.7

- La intensidad de una onda se define como la razn media a la cual la ondatransporta energa por unidad de rea a travs de una superficieperpendicular a la direccin de la propagacin.

- Otros aspectos a considerar son el timbre, el ruido y la atenuacin delsonido y sus efectos en el campo musical y acstico.

6 Fsica Universitaria Volumen 1 Edicin 9 Sears, Zemanski, Young Freedman Captulo 21

7 Fsica Universitaria Volumen 1 Edicin 9 Sears, Zemanski, Young Freedman Captulo 21

2.1.2 Espectros del sonido2.1.2.1 Espectro Armnico:

Son aquellos componentes de frecuencia en relacin armnica, en estaclasificacin se encuentran todos los sonidos musicales

Figura 2.1 Forma de ondas peridicas8

En la escala musical se puede tomar como ejemplo los armnicos de Do central:

1er armnico 261,6 Hz

2do armnico 523,2 Hz

3er armnico 784,8 Hz

4to armnico 1046,4 Hz

5to armnico 1308 Hz, etc.

Figura 2.2 Armnicos de Do Central9

8 Quinto Armnico Espaa Blog: http://quintoarmonico.es/2010/11/09/38-calidad-de-red-%C2%BFque-son-los-armonicos/

9 Escuela Universitaria de Msica eMe, 2006 Curso dirigido a docentes de IPA Leonardo Fiorelli / Martn Rocamora

2.1.2.2 Espectro Inarmnico:

Se compone de elementos que no tienen ninguna relacin armnica

Figura 2.3 Forma de onda no peridica10

2.1.2.3 Espectro Contnuo:

Son elementos que forman una onda de tendencia aleatoria, es as que elespectro no se estructura de componentes discretos sino por bandas de ruido.

Figura 2.4 Forma de onda aleatoria11

Figura 2.5 Banda Entorno a los 830 Hz12




2.1.3 AcsticaEs la rama de la fsica que estudia el sonido por medio de modelos fsicos ymatemticos; de forma prctica se deriva de este estudio, la produccin,transmisin, almacenamiento, percepcin o reproduccin del sonido.

2.1.3.1 Acstica en espacios:

Cuando en una sala se apaga repentinamente una fuente sonora, el sonido sesigue escuchando por un determinado tiempo, este fenmeno se conoce comoreverberacin y este depende del tamao de la sala y los materiales queconstituyen su superficie.

As, en salas pequeas o en aquellas que tienen grandes superficies absorbentesdel sonido, la reverberacin ser corta, mientras que en salas grandes con pocaabsorcin la reverberacin es larga pudiendo alcanzar fcilmente algunossegundos.

En un lapso de 2 segundos el sonido ha recorrido aproximadamente 700 metros,impactando las superficies lmites de la sala varias veces reflejndose en lasparedes en distintos ngulos.

Cada reflexin en una superficie que sea 100% reflectante se puede considerarcomo proveniente de una fuente imagen. 13

Figura 2.6 Fuente imgenes para un espacio rectangular14

13 Ingeniera Acstica: Teora y Aplicaciones / Manuel Mser, Jos Luis Barros


Figura 2.7 Fuente imgenes para un espacio rectangular15

2.1.4 Instrumentos acsticos de cuerda: Guitarra acsticaLas guitarras tienen una gran variedad de formas, tamaos y tipos, pero algunosaspectos son comunes en todas ellas. Una guitarra comprende de 3 partesbsicas: un cuerpo, un mstil y un clavijero cabeza de afinacin.

2.1.4.1 Cuerpo:

El cuerpo es donde se produce el sonido del instrumento est formado de la tapaarmnica y la tapa posterior.

La tapa armnica est situada debajo de las cuerdas; la boca es un agujeroredondo situado en el centro y desde la cual fluye el sonido; y la tapa posterior esnormalmente del mismo tipo de madera de la tapa armnica.

Tipos de madera comnmente usados: arce, caoba, aliso, fresno de pantano,entre otras.

En la Figura 2.8 tenemos la representacin grfica de una guitarra con todas suspartes detalladas, debemos considerar que a lo largo del tiempo esta ha sido ladistribucin convencional del instrumento pero no podemos obviar que hanexistido fbricas de instrumentos personalizados donde incluso ya no incluyenparte como la tapa armnica o el clavijero.


Figura 2.8 Guitarra acstica16

2.1.4.2 Mstil:

Es una pieza que une el cuerpo de la guitarra con el clavijero. Normalmentesoporta una pieza plana de madera llamado diapasn, este a la vez est divididoen secciones simtricas llamados trastes. Las cuerdas pasan por encima delpuente, se extienden por el mstil y cruzan la cejilla hacia las clavijas.17

2.1.4.3 Funcionamiento:

Al puntear una cuerda sta empieza a vibrar. Esta vibracin se transmite a travsdel puente al cuerpo del instrumento, provocndola resonancia en su interior, esavibracin recorre la tapa armnica y la tapa trasera, se crean las ondas sonoras enel interior del cuerpo que se expandirn a travs de la boca.18

16 Manual para tocar la guitarra Escrito por Ernie Jackson,Imma Gurdia,Ma Non Troppo (Firm),RobinBook (Firm)



2.1.4.4 Caractersticas de las cuerdas:

Son elementos de vida limitada que poseen diferentes calibres o grosores, estosltimos se miden en fracciones de pulgadas. Cuando ms ligero es el calibre delas cuerdas ms fcil resulta flexionarlas y dominarlas para interpretar la meloda;en cambio que con ms grosor, ms volumen, ms sostenido el sonido y ms fcilmantener la guitarra afinada.

Los calibres ms comunes son:

Tabla 2.1 Calibres y grosor (mm) de las cuerda en una guitarra19

Las cuerdas pueden ser de tres tipos:

Nailon: usadas en guitarras espaolas o clsicas.

De bronce: para instrumentos acsticos con cuerdas de metal, porque tienencierto carcter elctrico

De acero: para instrumentos acsticos y elctricos. Este tipo estn hechas con unhilo o parte central de acero, alrededor de la cual otro hilo de acero se entorchahermticamente. Existen 3 tipos de entorchado

- Entorchado plano: el usado ms frecuentemente en las guitarras de tapaarqueada o tallada. Este tipo de cuerdas consisten en una cinta plana deacero entorchada alrededor de un centro de acero.

- Entorchado redondo: usados ms en guitarra elctrica, El hilo de acero seenrolla alrededor de otro.

- Entorchado prensado: Tienen el mismo principio de las de estilo redondocon la particularidad de que se las prensa hasta adquirir una superficieparcialmente aplanada.


2.1.4.5 Tipos de guitarras:

En el mercado actual se han distinguido varias marcas a lo largo del tiempo,dejando una diversidad de modelos, diseos, formas y modificaciones en los tiposde guitarras. En la figura 2.9 se muestra una parte de la gran variedad que hansido construidas.

Figura 2.9 Tipos de guitarras20

2.1.4.6 Notas en el cuello de una guitarra para afinacin estndar

La tabla 2.2 muestra detalladamente la distribucin de una guitarra de 24 trastes(2 octavas) donde se toma como referencia el par 0I (Mi Natural).

Tabla 2.2 Distribucin de cuerdas en una guitarra21

20 http://ciudadlaspalmas.olx.es/clases-de-guitarra-iid-118446548

21 http://foros.tibiahispano.com/showthread.php?t=54408-

2.1.5 Tratamiento del sonidoLos principios del tratamiento del sonido se asocian a conceptos relacionados conla acstica tales como:

Reflexin: Se llama as a la devolucin de la energa que se incidi en unasuperficie en forma especular mantenindola siempre con su forma original.

Figura 2.10 Reflexin del sonido en un espacio cerrado22

Absorcin: Es aquel fenmeno por el cual una onda sonora se refleja sobre unasuperficie en forma especular, pero la seal reflejada posee menos energa de laincidente. Es decir que parte de esa energa es consumida por la superficie.

Figura 2.11 Absorcin del sonido que se produce entre 2 espacios23

22 http://www.educared.org/wikiEducared/Reflexi%C3%B3n_y_refracci%C3%B3n_del_sonido.html23 http://www.armstrong.com/commclgam/latam1/ea/ar/sabin.html

Difusin: Es aquel fenmeno de incidencia de una onda sonora sobre unasuperficie de tal manera que la misma es reflejada en mltiples direccionesaproximadamente de forma simultnea, cada una con menos energa de la quetena originalmente. Es decir que la energa incidente se redistribuye en el tiempoy en el espacio.

Figura 2.12 Difusin del sonido que se produce entre 2 espacios.24

En el pasado no era posible realizar afinaciones de tipo automtico es por eso quese dice que los sonidos eran ms puros y sin ningn tipo de arreglos.

Actualmente se han desarrollado un sinnmero de programas que facilitan lacaptura de los sonidos y poder tratarlo de acuerdo a las necesidades del usuario.

2.1.6 Tipos de sistemas de afinacin

Diapasn: Es un elemento hecho de metal en forma de U que el momento de sergolpeado vibra a la frecuencia exacta de 440 Hz, es por eso que se utiliza paraafinar instrumentos de una forma concreta siguiendo la escala de notas musicales.Este dispositivo marc la pauta para construir elementos electrnicos con elmismo fundamento de afinacin.

Figura 2.13 Diapasn25

24 http://es.wikipedia.org/wiki/Ac%C3%BAstica_arquitect%C3%B3nica

Afinadores Electrnicos: Hay varios datos que coinciden que los primerosafinadores de carcter digital obedecieron al principio del diapasn, guardando ensu configuracin la frecuencia exacta de 440 Hz a la que se le asigna el la naturaly a partir de ella la comparacin del resto de notas y seguir la gua de visualizacinpara afinar el instrumento.

2.1.6.1 Parmetros Estndar de Afinacin de una guitarra

A lo largo de la historia el diapasn ha cambiado su valor por varios motivos como:

- Mejora en la calidad de los elementos que componen los instrumentos.- Estudios de sonido han ido cambiado de acuerdo al avance tecnolgico.

De esta manera se puede recordar el valor de frecuencias establecidos a la notaLa (la mayor) en la escala musical.

1495 Catedral de Halberstadt 560Hz1636 Mersenne 563Hz1648 Espinetta de Mersenne 403Hz1780 Diapasn de Mozart 422Hz1810 Diapasn de medio Paris 423Hz1834 Scheilbler (Congreso de Sttugart) 440Hz1885 Conferencia de Viena 435Hz1953 Conferencia de Londres 440Hz

2.1.7 Composicin musicalEn la antigedad las compaas musicales usaban herramientas de grabacincomo el cilindro de fongrafo, dictfonos u otros elementos para capturar elsonido.

Debido a que el proceso de reproduccin era bastante tedioso, el momento de lagrabacin el artista no poda equivocarse sino deba repetirse el proceso desde elinicio.

25 http://www.zonameditacion.com.ar/diapasones/

2.14 Cilindros de grabacin Edison26 2.15 Dictfono27

Es por esta necesidad que con el pasar del tiempo y el avance de la tecnologa secrearon herramientas, tales como grabadoras digitales, rebobinadores, consolascapaces de modificar el sonido grabado y ayudados por software especializadopoder acoplar otros sonidos.

A tal punto que el msico no necesita estar con todo el coro e instrumentistas paragrabar en conjunto.

2.1.7.1 Aplicaciones de software simuladores de sonido

Se han desarrollado tambin software de aplicacin que facilitan los sistemas deafinacin y tratamiento del sonido.

Figura 2.16 Lingot / Software Libre de simulacin de afinacin28

26 Capturas de pantalla: http://www.youtube.com/watch?v=vgNguRPKhfg

27 www. twittervenezuela.co/dictafono

28 http://sofguerlibre.blogspot.com/2010/12/como-afinar-su-guitarra-en-gnulinux.html

As como tambin se puede encontrar software privativo como por ejemplo:

RealStrat que incluye muchas funciones para el estudio del sonido, edicin ymasterizacin del mismo complementado por Adobe Audition, aplicaciones muyverstiles y de gran ayuda.

Figura 2.17 RealStrat/AdobeAudition Software Privado para tratamiento delsonido29

Figura 2.18 Demostracin del uso de RealStrat30

29 Captura de pantalla RealStrat30 Captura de pantalla RealStrat

2.1.8 Amplificadores de potencia de audioEs un componente en la gran variedad de procesadores de seal, cuya funcin esla de aumentar el nivel de dicha seal.

Este sistema de audio es el ltimo componente activo de la cadena ubicado justoantes de los altavoces y/o parlantes.

Para amplificar la potencia es necesario obtener la energa de una fuente dealimentacin externa, por lo tanto se puede considerar al amplificador comomodulador de la salida de la fuente.

2.1.8.1 Principios:

Un amplificador de audio debe cumplir siempre con las leyes de la termodinmica.As, la potencia entregada al parlante no puede ser nunca mayor a la potencia dela fuente.

Se debe tener en cuenta que no se involucra la potencia entregada por el parlanteque depende del rendimiento del mismo y que no se puede medir fcilmente portratarse de una unidad de presin sonora.

2.1.8.2 Evolucin:

Los sistemas amplificadores de audio estn cambiando rpidamente ya que en laactualidad se cuenta con dispositivos con tecnologa digital.

Inclusive los parlantes han modificado su estructura de los conocidos analgicosde 2 terminales (masa y vivo) por aquellos parlantes digitales multifilares de 8,16 yhasta 32 salidas.

Actualmente se cuenta con bafles digitales (plancha rgida de altavoz que eliminainterferencias) provistos de 8 parlantes en donde el medio ambiente realiza latransformacin digital analgica en el mismo odo del usuario.

Es decir que el antiguo concepto de procesar una seal digital para poderconvertirla en una analgica antes de enviarla al amplificador de audio que esanalgico perdi validez.

Actualmente se puede trabajar de forma netamente digital y el nico elemento detipo analgico sera el propio odo humano que realizara la conversin interna dela seal.

2.1.9 EcualizadorEcualizar proviene del trmino ingls que se traduce como igualar, entonces, sepuede definir que es el hecho de aadir o restar volumen y cuerpo a una seal deaudio, con la diferencia que en este caso se puede escoger las frecuencias que sequiere modificar, para lograr el equilibrio o efecto deseado

Las guitarras electroacsticas modernas poseen en su estructura un ecualizadorque permite realizar estas modificaciones a la seal de entrada por cuanto sepodra relacionar que tambin son mezcladores.

El proceso de ecualizacin es importante cuando se quiere empatar otrossistemas como afinadores, amplificadores y consolas debido a que se debe buscarla intensidad de sonido adecuada en bajos, medios y agudos y evitar saturacin yruidos que perjudiquen el proceso. En las siguientes grficas se muestra 2 de lasms modernas guitarras electroacsticas que incluyen un sistema de ecualizacin

Figura 2.19 Vol Luthier31 Figura 2.20 Chiliquinga Modelo Santacoto32

31 Pgina Oficial de Facebook Vol Luthier32 Pgina Oficial Proyecto Santacoto www.proyectosantacoto.com

2.1.10 Adaptadores de audioEste tipo de conectores son utilizados en un sinnmero de dispositivos quetransmiten sonido de forma analgica.

Ms conocidos como Jack, stos conectores posee diferentes medidas en sudimetro: 6,35 milmetros se emplean en consolas de back-line e instrumentosalimentados por electricidad; los ms usados de 3.5 milmetros sobre todo enconsolas, ecualizadores, auriculares, etc. y los de 2.5 milmetros para dispositivosde menor tamao. Existen del tipo mono y estreo dependiente de la aplicacin

2.1.11 Regulador de VoltajeEs un dispositivo electrnico capaz de mantener constante un valor de tensin,estos son utilizados comnmente en fuentes de alimentacin.

Un regulador puede ser considerado tambin como un atenuador de tensin, enalgunos casos las fuentes son de un mayor valor del que se necesita, mediantefiltros propios de su estructura interna realiza el proceso de bajar este valor alnecesitado. Ejemplo comn: Fuente 24 voltios Valor requerido: 5 voltios

2.1.12 Amplificadores OperacionalesAl hablar de amplificacin es un sinnimo de ganancia, estos son circuitoselectrnicos que se obtienen a partir de amplificadores diferenciales (que posee 2etapas de amplificacin idnticas) con otras bandas adicionales. Suscaractersticas son:

- Resistencia de entrada normalmente de valor elevada.

- Resistencia de salida normalmente de valor sumamente bajo.

- Tienen por objetivo proporcionar una ganancia de voltaje muy elevado.

En la rama de la Electrnica de Potencia se podra profundizar este temaconsiderando que un OPAM se usa en aplicaciones lineales y no lineales comocircuitos sumadores, restadores, inversores, acopladores, filtros, comparadoresrespectivamente.

2.1.13 Microcontroladores33

Un microcontrolador es un circuito integrado cuya arquitectura se asemeja a la deun computador pues posee CPU, memoria EEPROM, RAM, circuitos de entrada ysalida.

Con este criterio se puede concluir que este elemento electrnico permiteprogramar instrucciones de tal forma que permita ejecutar una o variasinstrucciones.

Dentro de un afinador electrnico es necesaria la interaccin de un dispositivo deesta naturaleza ya que hay varias etapas en el circuito que necesitan serconcatenadas.

2.1.13.1 Microcontroladores AVR

Pertenecen a la familia de microcontroladores RISC elaborados por la compaaATMEL

La caracterstica principal de los microcontroladores ATMEL es que poseeArquitectura Harvard (dispositivos de almacenamiento fsicamente separados paralas instrucciones y para los datos).

Los AVR manejan 32 registros de propsito general de 8bits. Los registros deentrada y de salida as como la memoria de datos forman un mismo espacio delocalidades, que se acceden mediante operaciones de carga y almacenamiento.

Familias de AVR:Los AVRs generalmente son clasificados en 6 grupos, se adjunta suscaractersticas principales:

tinyAVR o Serie ATtiny

Memoria programable: 0.5 -16kBNmero de Pines del integrado: 6-32Ventaja: Dispositivo con tamao cmodo para implementarlo en circuiteraDesventaja: Configuracin va perifricos limitada

33 Captulo 2 Microntroladores Programacin en BASIC 3ra Edicin / Carlos A. Reyes

megaAVR o Serie ATmega:

Memoria Programable: 4-512 kBNmero de Pines del integrado: 28-100Ventaja: Configuracin a travs de perifricos es ms extendida y memoriasoporta programas extensos.Desventaja: Propenso a desconfiguraciones

XMEGA o Serie ATxzmega:

Memoria Programable: 16-384kBNmero de Pines del integrado: 44-64-100 (Tipos A4, A3, A1)Ventajas: Configuracin para aplicaciones con tecnologa DMA, soporte paracriptografa entre otros.Configuracin va perifricos extendida con ADCsDesventajas: Demasiado costoso y no recomendado para circuitera donde noexista aplicaciones como la antes mencionadas.

Inicialmente se puede indicar la manera general de trabajar de esta familia atravs de la figura 2.21;

Figura 2.21 Diagrama de bloques simplificado de los megaAVR

2.1.14 VisualizadoresMs conocidos por su traduccin al ingls, los displays son dispositivos quepermiten mostrar informacin a travs de conjuntos de leds o una matriz, tambinexisten del tipo pantalla u otros incluso ms modernos como proyectores deimgenes tridimensionales.

Los visualizadores en mucho de los casos trabajan conjuntamente conmicrocontroladores para tomar las instrucciones y desplegar los diferentesmensajes. Sin embargo en el mercado existen tambin displays que incluyensegmentos de memoria programable que facilita el trabajo al usuario paravisualizar lo requerido.

Visualizadores del Tipo Mdulo LCD

Permite mostrar cualquier carcter ASCII y consumen menos que los displays de 7segmentos, existen de varias presentaciones por ejemplo de 2 lneas por 8caracteres, 2x16, 2x20, 4x20, 4x40, siendo el ms popular el primero en mencin

Figura 2.22 Diferentes Tipo de Visualizadores LCD34

2.1.15 Cables de audioExisten una gama extensa de cables de audio en el mercado, su objetivo principales la comunicacin entre 2 o ms dispositivos, su relacin con los conectores esmuy estrecha por lo que se ha tomado en cuenta todas sus principalescaractersticas: extensin, dimensin, material, tratamiento del ruido en base a suestructura, etc.

34 Grfica http://www.feniximvico.com/catalogo.php?ididioma=ES&id_pro=175&id_cat=12

2.2 Marco Conceptual:

2.2.1 Guitarra Primer American Classic P-CG10Caractersticas:

- 23 trastes- Ecualizador EQ 7545R 4 bandas, control de volumen: para bajos, medios,

agudos y efectos (Figura 2.23)

- Compartimiento y control de batera mediante leds.

Figura 2.23 Vista superior del EQ 7545R35

- Tapa Armnica Radial (Figura 2.24)

- Soporta cuerdas de nylon y metal

- Clavijero Estndar: distribucin 2 hileras con 3 cuerdas cada una, grado deinclinacin en relacin a la recta de mstil 22

- Mastil (vista frontal)

Largo: 44.6 cmAncho sector puente: 5cmAncho sector boca: 6cmEspesor: Mediano

- Tipo de Cuerpo: Jumbo

35 DataSheet EQ7545R

El cuerpo Jumbo es aquella que se engorda en la 2da curvatura y se destaca enlas guitarras rtmicas; brinda acordes amplios, llenos de volumen y un equilibriosobresaliente. En este caso se debe tomar en cuenta el tamao del instrumento.

Adicionalmente este tipo de cuerpo posee ms volumen y recoge ms aireprovocando sonidos que corresponde con su nombre. Debido a la figura de lacurvatura de la tapa se producen medios vibrantes con tonos redondos, estohacen que se diferencie de otro tipo de instrumentos.

Las tonalidades del cuerpo Jumbo estn acentuadas por el rango dinmico deeste tipo de guitarras, desde acordes agresivos a delicados hace que respondaperfectamente a las necesidades del guitarrista.

Largo: 53 cmProfundidad: 13 cmTapa Superior: 32 cmTapa Inferior: 43,5 cm

Figura 2.24 Tipo de cuerpo y tapa armnica de una guitarra PrimerClassic36

36 Diseo Propio

2.2.2 Plug y Jack Mono 6.5mm a 3.5mmLos adaptadores de audio de este tipo son uno de los ms utilizados para lainterconexin de dispositivos de audio. La distribucin de sus anillos es la msbsica y la podemos observar en la Figura 2.25

Una guitarra electroacstica conectada mediante este tipo de adaptador tiene laventaja de que el tratamiento del sonido que emita sea ms puro puesto que eldispositivo est diseado para analizarlo a travs de 1 solo canal.

Figura 2.25 Plug y Jack Mono 6.5mm a 3.5mm37

2.2.3 Regulador NTE 960Es un circuito integrado monoltico que cumple la funcin de regular voltaje. El tipode empaque que lo cubre es del modelo TO-220. (Figura 2.26)

Est diseado para usarse en una serie de aplicaciones que incluyen regulacinEste regulador internamente emplea un limitador de corriente, un sistema de auto-apagado trmico, y un rea segura de compensacin. Con una adecuadadisipacin trmica este dispositivo puede entregar corrientes mximas a 1Amperio.

Caractersticas:

- Corriente de salida mxima: 1 Amperio- No requiere componentes externos- Proteccin trmica interna- Circuito limitador de corriente interno- rea segura de compensacin

37 http://bifer.es/361-251-large/adaptador-jack-6-3mm-macho-mono-3-5mm-mono.jpg

Figura 2.26 Distribucin del NTE 96038

2.2.4 Regulador LM7885La familia de reguladores con la serie LM78XX posee tres terminales y tambinestn protegidos con un empaque de modelo TO-220 (Figura 2.27)

Este dispositivo provee de varios rangos de voltaje de salida haciendo que seamultiuso para varias aplicaciones. Cada tipo emplea limitadores de corrientes, unsistema de auto-apagado trmico. Una caracterstica particular es que estconstruido para ser indestructible

Con una adecuada disipacin trmica este dispositivo puede entregar corrientesmximas a 1 Amperio.

Caractersticas:

- Corriente de salida mxima: 1 Amperio- Voltajes de Salida 5, 9, 12, 15, 24 voltios- Requiere elementos externos como amplificadores operacionales, capacitores,

para llegar a voltajes requeridos.- Proteccin trmica interna.- Circuito limitador de corriente interno.- Estructura del integrado considerada como indestructible.

38 All DataSheets

Figura 2.27 Distribucin del LM788539

2.2.5 Switch Regulador MC33369Son reguladores de voltaje monolticos que actan tambin como switches. Tienencomo caracterstica especial resistir voltajes bastante altos de hasta 700 voltios.Dependiendo de su empaque puede incluir el estilo TO-220 (Figura 2.28)

Se pueden alimentar con voltajes de 110 voltios, 115 voltios y 230 voltiossoportando potencias de entre 90 watios - 150 watios. El dispositivo funciona conun controlador programable, un chip Sensefet (soporta 700 voltios), circuito depoder tipo switch.

Figura 2.28 Distribucin y dimensiones del MC3336940

39 All DataSheets40 All DataSheets

CAPTULO 3

DISEO E IMPLEMENTACIN DE UN DISPOSITIVO ELECTRNICO QUE SEADAPTE AL MODELO DE UNA GUITARRA ELECTROACSTICA PRIMER YSIRVA DE GUA PARA AFINARLA.

Introduccin:

En este captulo se detallan todas y cada una de las etapas que se desarrollaronen las fases de estudio, diseo, montaje e implementacin que dieron comoresultado el dispositivo y todas sus funciones.

3.1 Sntesis y homologacin de la informacin sobre los sistemas deafinacin actuales para guitarras acsticas:

En la tabla 3.1 se incluye la informacin de los tipos de sistemas de afinacinactuales, su caracterstica principal, ventaja, desventaja, valoracin de acuerdo ala experiencia de uso de cada sistema, y la valoracin fsica de cada uno en baseal mtodo de afinacin convencional del odo.

Consolidar esta informacin da el punto de partida para el anlisis y comparacinal momento de construir el prototipo.

Sistema de afinacin

Caractersticaprincipal

Ventaja Desventaja Valoracin alusar elsistema

Valoracinfsica del odo

Odo

Desarrollomusical del

sistema auditivo

Reconocimientonatural de

sonidos agudos,medios y graves

Con el tiempoexiste desgaste

fsico

Bueno Bueno

Silbatos

Emite un sonidobase para la

afinacin

Referencia parainstrumentistas

Percepcin delsonido difiereen cada odo

Regular Bueno

Sistema de afinacin


Ventaja Desventaja Valoracin alusar elsistema

Valoracinfsica del odo

Diapasn

Emite un sonidobase para la

afinacin

Referencia parainstrumentistas

Percepcin delsonido difiereen cada odo

Bueno Muy bueno

Afinadores mediante ecualizadores

Vienen incluidoscon el

instrumento

Fcil portabilidad Puede tenerinconsistencias

por lapresencia deecualizacin

Regular Regular

Afinadores con micrfono

Contienen untransductor

bastante sensiblepara el anlisis

Retiene sonidospuros de la

guitarra paraanlisis

Dispersin delsonido en el

ambientepuede alterar

afinacin

Bueno Bueno

Afinadores por conexin con cable

Sistema decomunicacinms directo

Mejornegociacin del

sonido

Depende de lacalidad del

cable

Muy bueno Muy bueno

Afinadores por conexin por micrfono y conexin por cable juntos

Incluye 2sistemas de

afinacin para laseleccin del

usuario

Econmicamentees la mejor

opcin

Inconsistenciasdebido a la

presencia de 2sistemasdiferentesusando la

mismacircuitera

Regular Bueno

Sistema de afinacin


Ventaja Desventaja Valoracinal usar elsistema

Valoracinfsica del

odo

Afinadores por sistema de pedal

El pedalfunciona como

un sintetizador yreferencia las

notas

Econmicamentees algo costoso ysus repuestos son

limitados

Susceptible aproblemas de

calibracin

Regular Regular

Software de simulacin de afinacin

Lacomunicacin

entre unaguitarra y laconsola del

programa anmantiene

comunicacinfsica por cable

El sistemasiempre tendr

como referencialsonido real ms

aproximado

Se va perdiendo lasensibilidad del

odo

Muy bueno Regular

Software de simulacin de afinacin con comunicacin WIFI

Comunicacininalmbrica

entre elinstrumento yuna Pc para el

anlisis

Mejor movilidad ycomodidad

Pueden existirfrecuenciasintrusas que

afecten lacomunicacin

Regular Regular

Sistema de afinacin y ajuste automtico de cuerdas

Realiza todo eltrabajo sin la

presenciahumana.

ltimo avancetecnolgico

Econmicamentecostoso, prdidatotal del uso del

odo

Excelente Malo

Tabla 3.1 Sistemas de afinacin y sus caractersticas

3.1.1 Estudio de la afinacin de una guitarra en base al odo humanoEsta caracterstica que se desarrolla en pocas personas alrededor del planetatiene como nombre odo absoluto y es la capacidad de reconocer cualquier tipode nota musical sin intervencin de una nota referencial.

El mtodo de afinacin en base al parmetro de odo absoluto consiste en que elguitarrista canta mi mayor y as ajusta la primera cuerda, repite el procedimientocon el resto del instrumento.

En este estudio no se logr tener un acercamiento con personas con estacaracterstica, de acuerdo a estudios mdicos una gran parte son autistas eincluso personas no videntes que en ausencia de visin desarrollan el odo comocompensacin.

El odo absoluto se divide en 2 tipos: el natural y el cultivado

La audicin absoluta natural es el don con el que una persona nace parareconocer cualquier tipo de nota referenciando la frecuencia de la primera cuerda.

La audicin absoluta cultivada es la que se adquiere con el transcurso del tiempo yla que el msico refuerza al escuchar constantemente muchos sonidos, es decir,memoriza el timbre caracterstico hasta acostumbrar y desarrollar su sistemaauditivo.

Existe otro tipo de caracterstica llamada odo relativo y refiere a la educacinque tiene el odo al escuchar constantemente un sonido guardndolo en sumemoria y de acuerdo a esto referenciar cada cuerda al ajuste necesario.

Se puede clasificar a las relatividades en: cuantitativa y cualitativa

La audicin cuantitativa relaciona la proximidad de las notas considerando sucolocacin en la base, por ejemplo do al lado del re, etc. En cambio, la audicinrelativa cualitativa relaciona la proximidad armnica en base a quintas, terceras,octavas, etc.

A continuacin, la tabla 3.2 muestra las diferencias establecidas entre 3guitarristas diferentes; sus testimonios reales as como el seguimiento de suscarreras artsticas y de produccin permitieron obtener los datos con los que sepuede analizar de mejor forma la evolucin de los mtodos de afinacin en base alodo:

GUITARRISTA MTODOAFINACIN

PRECISIN MIMAYOR (EN

PORCENTAJE)

COMPARACINCON SONIDO

REALAPROXIMADO

Francisco Espina Odo relativocualitativo

85% Muy cercano

Pablo Estrella Odo relativocuantitativo/cualitativo

90% Exacto

Csar Galarza Odo relativocuantitativo

80% Cercano

Tabla 3.2 Testimonios y pruebas reales de guitarristas

Francisco Espina uno de los mejores guitarristas y productores de rock enEcuador tiene un odo relativo cualitativo, menciona: Si efectivamente el odo esfundamental en el momento de la afinacin, cuando no se tiene una referencia depor medio se volver complicado una precisin tonal.

Se puede considerar que su precisin es muy cercana al sonido real puesto queen un ajuste de la primera cuerda a 375 herzios l ya indicaba que el sonidoestaba dentro de la frecuencia deseada. Es decir hubo un porcentaje del 85% deacierto, se recuerda que la primera cuerda debe ajustarse a 440 herzios.

Se estudi el mtodo de afinacin en base al odo de Pablo Estrella integrante dela banda RockVox, productor y docente de msica contempornea.

Con l se tiene mayor exactitud al momento de reconocer el sonido de la primeracuerda de una guitarra, la frecuencia utilizada fue 392 herzios, acercndose al90% de acierto, sin embargo esto se debe a que combin su don natural con laeducacin a lo largo de los aos de su sistema auditivo.

De esta forma la aproximacin al sonido se refuerza aumentando la valoracin conrespecto al instrumentista anterior.

Csar Galarza posee un tipo de odo relativo cuantitativo, es decir, elreconocimiento del sonido de la primera cuerda para completar el procedimientoen todo el instrumento, pero gran parte es la educacin a su odo durante su

niez-juventud. Esto reduce la valoracin de precisin debido a que no existe lapresencia de un don natural, sin embargo no deja de ser cercano al deseado.

La prueba de afinacin en este caso funcion a una frecuencia de 355 herziospara la primera cuerda que corresponde a un 80% de acierto.

Sin embargo los mismos expertos coinciden que la tecnologa musical se hadesarrollado mucho y el procedimiento de afinacin en base al odo, aunque esmuy tradicional, frente a lo tcnico no tiene el grado de acierto requerido.

El odo tiene un desgaste fsico y su capacidad se va reduciendo a lo largo deltiempo.

Se puede concluir entonces, que el mtodo de afinacin de odo relativo cualitativoes ms exacto que el de odo relativo cuantitativo.

3.1.2 Estudio de la afinacin de una guitarra en base a un silbatoUn silbato es un dispositivo tubular que emite un sonido especfico al soplarlo porsu boquilla.

En el caso de los silbatos afinadores son construidos para escuchar el mi mayor yde acuerdo a esto referenciar la primera cuerda.

Este mtodo de afinacin en el pas est quedando obsoleto. Se tiene una nocinde que varios msicos instrumentistas en sinfnicas, profesores de msica, gruposfolclricos an mantienen este sistema.

3.1.3 Estudio de la afinacin de una guitarra en base a un diapasnEs uno de los mtodos de afinacin vigentes y se pueden divisar an en losensayos de las ms importantes Sinfnicas a nivel mundial, academias de msicasobre todo clsica. Se utiliza para la sincronizacin de los sonidos ya que altocarlo emite el sonido de mi mayor a 440 herzios.

En comparacin con los mtodos de afinacin con el odo y silbato, el diapasntiene un grado de acierto ms alto pero tambin es susceptible a desgaste fsico yen caso de desperfectos con el material si se pretende refaccionar no va a tener elmismo efecto sonoro.

3.1.4 Estudio de la afinacin de una guitarra que tiene incluido un afinadoren su ecualizadorFbricas de guitarras para economizar sus costos incluyen en los sistemas deecualizacin un programa que permite visualizar si las cuerdas del instrumentoestn afinadas.

En el mercado es muy comn encontrar este tipo de guitarras, sin embargo deacuerdo a la experiencia de los msicos entrevistados los dispositivos usadostienden a generar problemas con cualquiera de los dos servicios, por ejemplo:

Un ecualizador con un volumen alto tendr una saturacin en su salida, por lo queel afinador no tendr una buena referencia en su anlisis y as arrojar el resultadocorrecto.

Un ecualizador con un volumen medio puede ayudar al afinador a acercarse a unvalor ptimo.

Mientras que, un ecualizador con volumen bajo simplemente no permitir que elsonido sea analizado de manera correcta por la falta de amplificacin del mismo.

3.1.5 Estudio de la afinacin de una guitarra con un afinador que poseemicrfonoUn afinador con micrfono incorporado posee la ventaja de captar de manera mspura el sonido de las cuerdas de una guitarra, sin embargo la afinacin se vuelvecomplicada cuando al tocar una cuerda el sonido de la misma se dispersa en elambiente es decir parte de la frecuencia real se pierde, por lo que el anlisis delafinador no es 100% confiable.

En los estudios de grabacin El Serrucho en Quito se realiz una prueba directaentre una guitarra electroacstica Primer y un afinador con micrfono Epiphoneincludo, uno de los ms sofisticados:

El resultado del afinador con este micrfono arroj una cifra de 400 herzios; hayque considerar que el espacio es cerrado, hermtico y con elementos anti-ruido ensu arquitectura. La reverberancia del sonido est dentro de los parmetrosnormales.

En Ardillon Records se realiz la misma prueba con el mismo afinador, el espacioes diferente en su arquitectura, incluso sin elementos anti-ruido y ms bien con un

sistema de atenuacin de ruido con vidrios reforzados y otros. El resultado arroj380 herzios.

Se concluye que los resultados obtenidos de los afinadores con micrfono incluidovaran en relacin al espacio fsico donde se encuentre ubicado el instrumento yaque muchos parmetros influyen en el entorno, sin embargo no es un mal mtodo.

3.1.6 Estudio de la afinacin de una guitarra en base a un afinador con cableA diferencia del sistema con micrfono incluido este sistema de afinacin requierede una conexin con cable directa entre la guitarra y el dispositivo. Cada unoposee una salida con un adaptador de audio hembra. El mtodo es ms confiabledebido a que hay una mejor negociacin del sonido evitando la intrusin de ruido oagentes externos.

Sin embargo el tipo de cable, as como la asociacin del adaptador de audio con eltransductor interno del afinador tambin puede tener inconsistencias; en ese casose habla de la fuerza al momento de rasgar la cuerda para la afinacin.

Mientras ms fuerte se rasga una cuerda existir mayor vibracin y mayor mezclade frecuencias, complicando el anlisis para el sistema construido.

Mientras menos fuerte se rasga una cuerda no habr la vibracin suficiente paraemitir la frecuencia a analizar.

Otro parmetro a considerar es que el adaptador de audio viene por defecto conun revestimiento que en algunos casos tambin elevar o incluso atenuar laseal emitida por una cuerda para su anlisis.

3.1.7 Estudio de la afinacin de una guitarra con un afinador que poseemicrfono y tambin conexin por cableEste sistema conjunto puede abaratar los costos para el usuario sin embargo lamayora de equipos diseados con esta distribucin comparten la circuiterainterna para cumplir con las diferentes tareas, lo cual puede causar algunosinconvenientes.

El micrfono con el tiempo se acostumbra a un tipo de sonido ingresado al rasgarlas cuerdas y evaluarlo tcnicamente. Si se usa el mismo sistema pero por el

mtodo del adaptador de audio ya existir un patrn de anlisis por lo que puedeexistir inconsistencias.

Sucede el mismo inconveniente con el caso contrario, acostumbrar al sistema porel mtodo de adaptacin puede dar inconveniente al momento de intentar usarlova micrfono.

3.1.8 Estudio de la afinacin de una guitarra en base a pedal electrnicoEste tipo de sistemas es ms comn para guitarras elctricas y se basa en laconexin del instrumento con un cable hasta un pedal donde tiene pregrabadosonidos ecualizados, as se tiene la referencia de cada cuerda para realizar elajuste manual.

La ventaja de los pedales es que no tienen un costo tan elevado sin embargo sonsusceptibles a perder calibracin por lo que la referencia de afinacin se puedeperder.

En la actualidad existen equipos con varios pedales; aumentan las posibilidadesde jugar con distorsiones y amalgamas del sonido pero de alguna manera tambinhace que se pierda la escala natural de una afinacin normal.

No se ha confirmado sistemas de afinacin en base a pedal para guitarras electro-acsticas.

3.1.9 Estudio de la afinacin de una guitarra en base a software desimulacinEn la actualidad se puede contar con varios programas que emiten el sonidocorrecto de la nota musical mi mayor y as el guitarrista referenciarse para laafinacin. Estos pueden encontrarse en la web como, gadgets, complementos,entre otros. Para que pueda funcionar este principio se debe conectar con cable elinstrumento con la entrada de la Pc previamente configurada con el software.

Sin embargo tambin se puede encontrar programas muy sofisticados como losusados en los estudios de grabacin profesional en plataformas Apple y Microsoftcuya finalidad es la de comparar el sonido emitido por las cuerdas de una guitarray en base a animaciones de tercera dimensin anunciar al usuario si se esttrabajando a la frecuencia correcta.

Estos mismos programas tambin sirven como editores de audio, ecualizadores,secuenciadores, mezcladores y masterizadores de sonido.

Por obvias razones el uso y licencias de los mismos son costosos por lo quepuede representar una desventaja.

El uso de un software ya es un limitante de la capacidad humana.

3.1.10 Estudio de la afinacin de una guitarra en base a software conconexin WIFISe cumplen los mismos principios del punto 3.1.9 pero la comunicacin entre elinstrumento y el software es va inalmbrica.

Este tipo de sistema es muy beneficioso en eventos en vivo donde el artista noquiere un escenario con muchos accesorios y desea el control exclusivamente delmaster de sonido tras escenarios.

3.1.11 Estudio de la afinacin de una guitarra en base al ajuste automtico decuerdasLa empresa Fender una de las lderes en construccin de guitarras y suscomplementos hace varios aos desarroll un prototipo de guitarras elctricasdonde tienen incluido un conjunto de motores ultrasensibles para el ajusteautomtico de sus cuerdas. Su principio electrnico no se ha socializado portemas de exclusividad y confidencialidad.

Esta innovacin tecnolgica puede ser posible con el tratamiento digital del sonido.

Prcticamente dentro del instrumento existe una consola de audio sofisticadaconectada a la parte mecnica para que con un gran precisin se afine cadacuerda.

Es el sistema de afinacin ms costoso existente y posiblemente ha reemplazadoa todos los mtodos tradicionales, incluso el de la presencia humana.

3.2 Estudio de diferenciacin del sonido de la primera cuerda en una guitarraen base a un afinadorEn esta seccin se habla del tratamiento del sonido de la primera de acuerdo aresultados arrojados slo por dispositivos afinadores: va micrfono, va cable,pedal o sintetizador.

3.2.1 Resultados de afinadores con micrfonoTipo de afinador Seal de referencia y

aciertoPorcentaje de aciertode acuerdo al sonido

real aproximado

Eno Music ET 2005 Bemol / Ok / Sostenido 85%

Cherub WST 520GB Escalmetro 90%

Tabla 3.3 Pruebas de afinacin por micrfono

Figura 3.1 Prueba con afinador Cherub WST-520GB

La prueba representada en la Figura 3.1 fue realizada en los estudios degrabacin de El Serrucho Producciones, donde se tom en cuenta lareverberacin, es decir, el tiempo en segundos que transcurre desde que se emiteel sonido hasta que este pierde su nivel para que sea escuchado por el odohumano: el tiempo fue de 0.7 a 1 segundo.

3.2.2 Resultados de afinacin mediante conexin por cable

Tipo de afinador Seal de referencia yacierto

Porcentaje deacierto de acuerdo al

sonido realaproximado

Eno Music ET 2005 Bemol / Ok / Sostenido 90%

Cherub WST 520GB Escalmetro 95%

Tabla 3.4 Pruebas de sonido afinacin por cable

Figura 3.2 Prueba con afinador Eno Music ET 2005

El cable juega un papel importante en el retardo del sonido, en la prueba de laFigura 3.2 se obtuvo el tiempo de reverberacin en el estudio de grabacinArdillon Records: 0.5 a 0.7 segundos.

3.2.3 Resultados de afinacin mediante la gua de un sintetizadorTipo de afinador Frecuencia de

referencia que detectacorrecta

Porcentaje de acierto deacuerdo a la frecuencia

normal

Yamaha 420Hz 92%

Tabla 3.5 Pruebas de afinacin por sintetizador

Figura 3.3 Prueba de afinacin mediante la gua de un sintetizador

La prueba de la Figura 3.3 corresponde a la gua del sonido de la nota mi mayoren base a la clave de sol mayor emitida por un sintetizador Yamaha PSR-E233uno de los ms verstiles del mercado, fue realizada en los estudios deRadioWMosfet.

3.2.4 Resultados de afinacin mediante la gua de un pedalTipo de afinador Frecuencia de referencia

que detecta correctaPorcentaje de acierto deacuerdo a la frecuencia

normal

Zoom G1XN-EXT 390Hz 87%

Tabla 3.6 Pruebas de afinacin por pedal

Figura 3.4 Prueba de afinacin mediante un pedal

En la figura 3.4 se representa el anlisis del sonido emitido por la primera cuerdade una guitarra electroacstica Primer en un pedal Zoom, este tipo de dispositivosampla el rango de frecuencias, lo que tambin reduce su grado de confiabilidad.El mtodo de reconocimiento a travs de la nomenclatura inglesa: E es mi mayor.

3.3 Diseo de un dispositivo electrnico de afinacin para guitarras electro-acsticas

3.3.1 Diagrama de bloques referencial para el diseo del prototipo:

Figura 3.5 Diagrama de bloques del sistema prototipo

3.3.1.1 Fase de alimentacin y regulacin de voltaje:

Se tendr una batera de 9 voltios que alimentar todo el circuito obviamentedespus de una etapa de regulacin de voltaje para la cual se tiene la presenciadel integrado NTE960. Este dispositivo tendr la funcin de emitir un voltajeconstante cercano a 5 voltios, valor necesario en la tecnologa de los integradosutilizados.

Fuente de alimentacinBatera 9V Regulador de voltaje

Conversor anlogo / digital

Adaptador de audio

Microcrontrolador

Sistema debotones decontrol

Ledsindicadores de

afinacin

Display

3.3.1.2 Fase de transformacin digital y anlisis:

Una vez los circuitos alimentados, se procede a tocar una de las cuerdas de laguitarra Primer electroacstica, esta seal es captada por el Jack Stereo oadaptador de audio el cual va conectado directamente al conversor anlogo digitalLM358 o puede hacerse una serie de arreglos con las resistencias,condensadores y otros dispositivos que iguale la funcin del integrado.

En la Figura 3.6 se muestra el diagrama de esta etapa.

El arreglo se refiere a un filtro del tipo ButterWorth de Primer Grado en dondeexisten 2 sub-etapas:

La primera es la que est conectada al terminal positivo del amplificadoroperacional y del cual se obtiene una ganancia A1.

Ganancia A1 comprendida con R2, R5: Es la primera carga conformada por 2resistencias de 10k

Ganancia A2 comprendida con C1, R10: Constituyen la segunda carga convalores de 1nF y 10k respectivamente.

En la ganancia A2 (ara el terminal negativo del operacional, se tiene un arreglo enparalelo de 2 resistencias de 10k, R3 y R4.

En conjunto se ha denominado a este arreglo como Mtodo Burbuja puesto quepermite a la seal analgica regularla de una manera que no puede entrar sealesparsitas como en otras distribuciones y en conjunto con la siguiente etapaconvertirla en la seal digital cercana a la ideal.

Despus de este paso se habla del anlisis de frecuencias del sonido real de lascuerdas en una guitarra y su comparacin con el valor aproximado el cual lo tieneprogramado el integrado ATMega16 representado en la figura 3.7.

Figura 3.6 Circuito de regulacin y transformacin de seal digital

Figura 3.7 Representacin esquemtica del integrado ATMEGA16

Seal de Salida

Ganancia 2

Ganancia 1

3.3.1.3 Fase de comparacin y visualizacin de resultados:

La programacin del integrado tiene por fin detectar los altos y bajos de la sealque ingresa desde el roce de una cuerda y transformada en base al circuito filtroinicial. Cada una de las cuerdas tienen una frecuencia, la misma que es guardadaen la memoria del integrado, en una segunda parte del proceso el programa seencarga de comparar el valor de esa frecuencia convertida en digital con el valorguardado en la memoria del integrado.

Una vez hecha la comparacin, existen 4 ambientes:

Estado 1: Es cuando el circuito est esperando la accin del usuario o empieza elanlisis de la frecuencia emitida al rasgar 1 de las cuerdas, como referencia seencender el led de color azul.

Estado 2: En este caso el programa detecta que la frecuencia emitida por elrasgado de la cuerda es ms baja de la configurada y har que se encienda el ledde color rojo. En ese caso el guitarrista deber ajustar manualmente la cuerdahasta conseguir el valor aproximado al que se requiere

Estado 3: En este caso el programa detecta que la frecuencia emitida por elrasgado de la cuerda es ms alta de la configurada y har que se encienda el ledde color amarillo. En ese caso el guitarrista deber des-ajustar manualmente lacuerda hasta conseguir el valor aproximado al que se requiere.

Estado 4: En este caso el valor de la frecuencia emitida por la cuerda al serrasgada est dentro del rango permitido para el valor guardado en el micro-controlador, por lo que el led verde se encender indicando que la afinacin escorrecta.

LED ESTADO 1 ESTADO 2 ESTADO 3 ESTADO 4 CUERDA

Azul Encendido Apagado Apagado Apagado Testing

Rojo Apagado Encendido Apagado Apagado Subir

Amarillo Apagado Apagado Encendido Apagado Bajar

Verde Apagado Apagado Apagado Encendido Ok

Tabla 3.7 Fase de comparacin cuando una cuerda es presionada

Para que estas condiciones se cumplan tambin se debe tomar en cuenta lacalibracin del ecualizador que la guitarra Primer electroacstica tiene incluidopuesto que el volumen as como el tipo de intensidad armnica es fundamental almomento de rasgar la cuerda a la que se analizar.

La tabla 3.8 muestra los parmetros bsicos de un ecualizador:

VOLUMEN BASS MEDD TREB PRESS STATUS PARAINICIAR AFINACIN

0-30(%) Mnimo Mnimo Mnimo Mnimo Poco perceptible

30-60(%) Media Media Media Media Condicin correcta

60-100(%) Mximo Mximo Mximo Mximo Saturacin

Tabla 3.8 Posibilidades de calibracin del ecualizador EQ7545R antes de la fasede demostracin

Volumen: Para un volumen de 0%-30% se refiere a la rotacin de la perilla, elafinador no tiene una seal ptima con la que se puede iniciar el anlisis delsonido de cada cuerda.

Para un volumen de 30%-60% con respecto a la rotacin de la perilla, el afinadortiene una seal muy buena para iniciar el trabajo de comparacin.

Para un volumen entre el 60% y el mximo considerando la rotacin de la perilla,el afinador tendr una saturacin por lo que podra presentar inconsistencias almomento de reconocer la frecuencia deseada.

Bass: Es el ecualizador especializado en sonidos bajos para una guitarra. Al igualque el volumen debe ser tratado en la condicin de 30%-60% de acuerdo a larotacin de la perilla para que el afinador no tenga problemas.

Medd: Corresponde al canal de ecualizacin que calibra los sonidos medios de laguitarra, se cumple exactamente el mismo principio que con el volumen general ylos bajos para la afinacin.

Treb: Del ingls treble que significa sobre-agudo y es donde se calibra los sonidosms agudos del instrumento. En este caso se debe considerar que mientras msagudo sea el sonido puede existir saturacin del volumen al momento del anlisisdel afinador por lo que se recomienda usar un nivel medio de calibracin al igualque los otros casos

Press: Del ingls Presence Control y no constituye un parmetro que influya en lacalibracin del ecualizador para

tesis carlos alberto catuta.pdf

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