INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRICA
UNIDAD ZACATENCO
AUTOMATIZACIÓN DEL SISTEMA DE ENGRANAJE CORRESPONDIENTE A LA
AFINACIÓN DE UNA GUITARRA ELÉCTRICA A TRAVÉS DE LA VIBRACION DE
LAS CUERDAS
T E S I S
PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN
PRESENTA:
MORENO GONZÁLEZ LUIS ENRIQUE
ASESORES:
ING. JUAN DANIEL RIVAS MARTINEZ
ING. ANA MARIA VERA JAIME
MÉXICO, D.F. NOVIEMBRE DEL 2016
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas
I
Índice General
Objetivo General ......................................................................................................................................... V
Objetivos Específicos ................................................................................................................................. V
Introducción .............................................................................................................................................. VIII
Capítulo 1. MARCO TEORICO ............................................................................................................ - 1 -
1.1 Historia y Antecedentes de la Guitarra Eléctrica. ................................................................... - 1 -
1.2 Partes de una Guitarra Eléctrica ............................................................................................... - 6 -
1.2.1 El Cuerpo ............................................................................................................................... - 6 -
1.2.2 El Clavijero ............................................................................................................................. - 8 -
1.2.3 El Mástil .................................................................................................................................. - 9 -
1.2.4 El Diapasón ......................................................................................................................... - 10 -
1.2.5 El Cuello ............................................................................................................................... - 11 -
1.2.6 Controles de Volumen y Tono .......................................................................................... - 12 -
1.3 Afinación de una Guitarra Eléctrica o Acústica. .................................................................... - 13 -
1.4 Métodos para Afinar una Guitarra Eléctrica. ......................................................................... - 15 -
1.4.1 Afinador Electrónico. .......................................................................................................... - 15 -
1.4.2 Afinación por Comparación ............................................................................................... - 16 -
1.4.3 Método del 5to Traste. ....................................................................................................... - 16 -
1.4.4 Afinación con Armónicos. .................................................................................................. - 17 -
1.5 Tipos de Afinaciones Especiales ............................................................................................. - 19 -
1.6 Arduino UNO .............................................................................................................................. - 20 -
1.7 Motor a Pasos ............................................................................................................................ - 22 -
Capítulo 2. DESARROLLO DE AUTOMATIZACIÓN DEL SISTEMA DE ENGRANAJE .......... - 24 -
2.1 Selección y Justificación de Componentes ........................................................................... - 24 -
2.1.1 Arduino UNO R3 ................................................................................................................. - 24 -
2.1.2 Motor a Pasos (Stepper Motor PFT35T-24) ................................................................... - 25 -
2.1.3 Pantalla LCD JHD 162A .................................................................................................... - 26 -
2.2 Diseño y Montaje de Circuitos ................................................................................................. - 27 -
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas
II
2.2.1 Obtención de la Señal ........................................................................................................ - 27 -
2.2.2 Circuito Pasa Bajas y su Montaje .................................................................................... - 28 -
2.2.3 Programación de Lectura de Vibración en la Interfaz Arduino .................................... - 32 -
2.2.4 Pantalla LCD y su Montaje ................................................................................................ - 37 -
2.2.5 Programación de la Pantalla LCD 16x2 en la Interfaz Arduino ................................... - 40 -
2.2.6 Motor Paso a Paso y su Montaje. .................................................................................... - 50 -
2.2.7 Estrategia de Control de Posición del Motor Paso a Paso. ......................................... - 54 -
2.2.8 Programación del Motor Paso a Paso en la Interfaz Arduino...................................... - 56 -
Capítulo 3 COSTOS Y ANALISIS DEL MERCADO. ...................................................................... - 66 -
3.1 Análisis de Mercado .................................................................................................................. - 66 -
3.2 Costos .......................................................................................................................................... - 69 -
Conclusiones ......................................................................................................................................... - 70 -
Referencias ................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Bibliografía ..................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas
III
Índice de Figuras
Figura 1.- "Interior de una Guitarra Acústica" .................................................................................... - 2 -
Figura 2.- "Partes de la Guitarra Electrica (Fender Stratocaster)" .................................................. - 6 -
Figura 3.-"Cuerpo de una Guitarra Eléctrica" ..................................................................................... - 7 -
Figura 4.-"Clavijero de una Guitarra Eléctrica" .................................................................................. - 8 -
Figura 5.-"Mástil de una Guitarra Eléctrica" ....................................................................................... - 9 -
Figura 6.-"Diapasón de una Guitarra Eléctrica" ............................................................................... - 10 -
Figura 7.-"Fijación de Mástil con Tornillos" ...................................................................................... - 11 -
Figura 8.-"Fijación de Mástil Tipo Pegado" ...................................................................................... - 11 -
Figura 9.- "Circuito de Control de Tono y Volumen de una Guitarra Eléctrica" .......................... - 12 -
Figura 10.-"Perillas de Volumen y Tono" .......................................................................................... - 12 -
Figura 11.-"Notas Musicales Correspondientes a la Afinación Estándar" ................................... - 13 -
Figura 12.-"Notación Musical Latina y Americana" ......................................................................... - 14 -
Figura 13.-"Tipos de Afinadores" ....................................................................................................... - 15 -
Figura 14.-"Afinación por el Método del 5to Traste" ....................................................................... - 17 -
Figura 15.-"Afinación por el Método con Armónicos" ..................................................................... - 18 -
Figura 16.-"Tipos de Afinaciones Especiales" ................................................................................. - 19 -
Figura 17.-"Esquema de Pines Arduino UNO" ................................................................................ - 21 -
Figura 18.-"Diagrama Interno de Arduino UNO" ............................................................................. - 21 -
Figura 19.-"Motor Paso a Paso" ......................................................................................................... - 22 -
Figura 20.-"Motor Paso a Paso (Stepper Motor PFT35T-24)" ...................................................... - 25 -
Figura 21.- "LCD JHD 162A" .............................................................................................................. - 26 -
Figura 22.-"Cable Monofónico con Jack 6.3mm" ............................................................................ - 27 -
Figura 23.-"Diagrama de Conexión de un Jack Hembra 6.3mm" ................................................. - 28 -
Figura 24.-"Circuito Pasa Bajas Propuesto por la Librería FreqMeasure" .................................. - 29 -
Figura 25.-"Circuito Pasa Bajas Propuesto Para la Lectura de Vibraciones de la Guitarra
Eléctrica" ................................................................................................................................................ - 30 -
Figura 26.-"Diagrama de Montaje del Circuito Pasa Bajas Conectado a Arduino UNO" .......... - 31 -
Figura 27.-"Fotografía del Montaje Guitarra Eléctrica-Circuito Pasa Bajas-Arduino UNO" ...... - 31 -
Figura 28.-"Interfaz de Programación Arduino 1.0.6" ..................................................................... - 33 -
Figura 29.-"Selección de Tarjeta Arduino UNO en la Interfaz Gráfica de Programación" ........ - 33 -
Figura 30.-"Selección de Puerto Serial en la Interfaz Grafica de Programación" ...................... - 33 -
Figura 31.-"Compilación Terminada con Éxito" ............................................................................... - 35 -
Figura 32.-"Carga Terminada con Éxito" .......................................................................................... - 36 -
Figura 33.-"Monitoreo Serial de la Variable frequency" ................................................................. - 36 -
Figura 34.-"Diagrama de Conexión de Pines de un LCD 16x2 JHD 162A" ................................ - 37 -
Figura 35.-"Diagrama de Conexión LCD con Arduino UNO y Circuito Pasa Bajas" ................. - 38 -
Figura 36.-"Fotografía del Montaje Guitarra Electrica-Circuito Pasa Bajas-Arduino UNO y LCD" -
39 -
Figura 37.-"Monitoreo Serial de la Variable frequency Rasgueando la Sexta Cuerda" ............ - 47 -
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas
IV
Figura 38.-"Texto Escrito en la Pantalla LCD por la Señal de Vibración del Rasgueo de la Sexta
Cuerda" .................................................................................................................................................. - 48 -
Figura 39.-"Monitoreo Serial de la Variable frequency Rasgueando la Tercera Cuerda"......... - 48 -
Figura 40.-"Texto Escrito en la Pantalla LCD por la Señal de Vibración del Rasgueo de la
Tercera Cuerda" ................................................................................................................................... - 49 -
Figura 41.-"Encapsulado L293D" ....................................................................................................... - 51 -
Figura 42.-"Diagrama de Conexiones del Encapsulado L293D" .................................................. - 52 -
Figura 43.-"Diagrama de Conexión Motor Paso a Paso, LCD con Arduino UNO y Circuito Pasa
Bajas" ..................................................................................................................................................... - 52 -
Figura 44.-"Fotografía del Montaje Guitarra Eléctrica-Circuito Pasa Bajas-Arduino UNO-LCD y
Motor Paso a Paso" ............................................................................................................................. - 53 -
Figura 45.- "Control por Retroalimentación" ..................................................................................... - 54 -
Figura 46.-"Control por Retroalimentación Aplicado al Sistema de Afinación de una Guitarra
Eléctrica" ................................................................................................................................................ - 55 -
Índice de Tablas
Tabla 1.-"Función de Cada Pin del LCD 16x2 JHD 162A .............................................................. - 37 -
Tabla 2.-"Comparación de Competencia Directa de Afinadores Automáticos" .......................... - 67 -
Tabla 3.-"Componentes Utilizados, Cantidad y Precio" ................................................................. - 69 -
Tabla 4.-"Trabajo Realizado y Costo Producido" ............................................................................ - 69 -
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas
V
Objetivo General
Diseñar y desarrollar un sistema automatizado para el engranaje de una guitarra
eléctrica, cuyo fin principal es obtener la afinación estándar a través del análisis
de vibración de cada cuerda.
Objetivos Específicos
Mejorar la afinación de una guitarra eléctrica mediante el conocimiento de
la relación Vibración-Nota musical para la automatización del sistema de
engranaje mediante una tarjeta Arduino UNO y el uso de motores a pasos.
Disminuir la contaminación auditiva al público de un evento de carácter
musical donde se use una guitarra eléctrica.
Aportar al usuario inexperto una experiencia didáctica como principiante al
tocar la guitarra eléctrica.
Mejorar el tiempo de afinación de los músicos que tocan en vivo la guitarra
eléctrica dentro de un espectáculo.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas
VI
Justificación
Durante mucho tiempo la guitarra (en sus diferentes versiones) ha sido parte
principal y pilar de la música como la conocemos ahora. Es de carácter casi
obligatorio que esta se encuentre en grupos de Rock, Pop, Metal, Regional u otros
géneros de todas partes del mundo, pues es un instrumento muy versátil y muy
armónico para el oído. En un principio la guitarra era acústica, pero a través del
tiempo derivo en la guitarra eléctrica.
En la vida de la guitarra eléctrica como la conocemos ahora, han sido muy pocas
las modificaciones que se han hecho desde su invención, y todas ellas al enfoque
de un mejor sonido para el oído, pero dentro de la misma guitarra, tanto materiales
como resonancia de los mismos, tomando en cuenta esto se piensa en la
automatización del sistema de engranaje correspondiente a la afinación de la
guitarra eléctrica como mejora a la respuesta.
Las personas que comienzan a tocar este instrumento no tiene el “oído de músico”
o la experiencia necesaria para afinar con solo escuchar la cuerda sonar, por lo
cual acuden a un afinador electrónico o acústico para la afinación de su guitarra
(ya sea eléctrica o acústica), con lo que la automatización de la afinación de la
guitarra será de gran ayuda.
Otro dato a destacar es que al tocar este instrumento a la intemperie sufre (en
poca proporción, pero latente) una desafinación que por ser gradual a veces es
imperceptible para la audiencia. Para afinar el instrumento de nuevo es necesario
en algunos casos hasta minutos (dependiendo de la gravedad de la afinación) y
esto en un concierto es crucial para el éxito, con lo que la automatización de la
afinación de la guitarra ayudaría a hacer casi nula la desafinación.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas
VII
Se busca mejorar el tiempo de respuesta del instrumento en cuanto a la afinación
se refiere, mejorando así la experiencia del músico y por consecuencia la
audiencia que lo escucha mediante la automatización del sistema de engranaje de
la guitarra eléctrica.
Mediante el uso de un Arduino UNO y motores paso a paso se tendrá la posibilidad
de poder hacer un sistema automático para el engranaje de la guitarra eléctrica
con el fin fundamental de conseguir una afinación perfecta al oído en todo
momento.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas
VIII
Introducción
La tendencia actual de la humanidad hacia la búsqueda de mayores comodidades
en todos los ámbitos de su vida laboral, personal, recreativa y social ha hecho
necesaria la implementación de la automatización y control en todos los ámbitos
de su entorno.
La música es una de las actividades del ser humano en donde la electrónica ha
tenido una evolución debido a las crecientes necesidades (amplificación, fidelidad,
nuevos sonidos).
Una guitarra eléctrica utiliza el principio de inducción electromagnética para
convertir las vibraciones de sus cuerdas de metal en señales eléctricas, a partir de
este principio se buscará la interpretación de la misma mediante una tarjeta
Arduino UNO.
Dado que la señal generada es relativamente débil y contiene ruido se limpiará
mediante un circuito pasa bajas con el uso de un Schmitt trigger para que el
Arduino UNO tenga una correcta medición de la misma. Así mismo se busca usar
una pantalla LCD que despliegue el dato de la frecuencia emitida por la cuerda de
la guitarra eléctrica, indicando si esta afinada o desafinada y la acción que se debe
realizar para corregir el error, si tiene que tensar o aflojar la cuerda. Esto lo hará
el motor paso a paso usando el encapsulado L293D que funciona como puente H,
que mediante los pulsos enviados por la tarjeta Arduino UNO y una fuente de
alimentación de 9V hará girar a la izquierda o a la derecha con la relación del giro
del motor-tono que se busca en la guitarra eléctrica.
Este tipo de instrumentos no involucra procesos de automatización y control en su
fabricación por lo que en este trabajo se va a dar solución a la afinación, mediante
la automatización del sistema de engranaje.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 1 -
Capítulo 1. MARCO TEORICO
1.1 Historia y Antecedentes de la Guitarra Eléctrica.
La guitarra es un instrumento musical de cuerdas que son pulsadas con los dedos,
antiguamente en su versión acústica las cuerdas eran de tripa y hoy en día son de
nylon, tiene una caja de resonancia con la parte posterior plana y suaves
curvaturas que le dan un sonido especial, en contraste con los miembros de la
familia del laúd (instrumento árabe de cuerdas), que se caracterizan por su fondo
convexo. Su construcción es de primordial importancia para poder asignar a la
guitarra su verdadero origen y posición en la historia de los instrumentos
musicales, un sitial intermedio entre la cithara y el violín. Los instrumentos
medievales de cuerdas con mástil se dividen en dos clases, caracterizados
principalmente por la forma y construcción de la caja de resonancia:
I. Aquellos instrumentos que, como su arquetipo, la cithara, tienen una caja
compuesta por un fondo plano o ligeramente arqueado y una tapa armónica
sujeta por una especie de costillas denominadas varetas, barras de refuerzo
de madera.
II. Los instrumentos que, como la lira, tienen una caja que consiste de un fondo
convexo sobre el cual se apoya la tapa armónica sin ningún tipo de costillas
de madera. Este método de construcción difundido entre los instrumentos
orientales es musicalmente inferior al primero.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 2 -
La prueba más evidente de esta inferioridad se sustenta en el hecho que los
instrumentos de cuerdas con fondo bombeado, como el rebab o rebec, a pesar de
haber estado difundidos en la Edad Media por todo el continente europeo con
diferentes formas y tipos, han mostrado poco o ningún desarrollo en el curso de
los 12 siglos siguientes, apagándose y alejándose uno a uno de la práctica musical
sin quedar un sólo sobreviviente. La guitarra pertenece a la primera de estas
clases antes descritas.
El fondo y las varetas de la guitarra de una guitarra acústica (Figura 1), que
usualmente son siete dispuestas en forma de abanico, son de arce o palosanto de
la India o de Río, frecuentemente embutidos con Palo de Rosa, mientras que la
tapa puede ser de pino, abeto, cedro o incluso ciprés.
Figura 1.- "Interior de una Guitarra Acústica"
La tapa armónica se encuentra perforada en la parte intermedia por un agujero
llamado boca o tarraja. El puente situado en la parte inferior de la tapa, es donde
va encordada la guitarra en ese extremo, suele ser de ébano o palosanto y soporta
una cejuela de marfil, hueso o plástico que sirve de apoyo a las cuerdas para que
vibren, mientras la cejuela al final del diapasón determina el otro apoyo. El mástil
y el diapasón se fabrican con maderas muy duras, como ébano, palosanto o cedro.
El clavijero se dispone con un pequeño ángulo de inclinación con respecto al
mástil, contiene clavijeros mecánicos de metal; éstos contienen dos cortes
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 3 -
verticales que reciben pequeñas piezas de marfil o hueso para enrollar las cuerdas
y afinar el instrumento. El diapasón posee pequeñas barras de metal de alpaca o
latón, denominadas trastes y que tienen el propósito de posicionar correctamente
los intervalos de cada nota. La guitarra moderna posee seis cuerdas, las tres
primeras de nylon y otras tres de filamentos de seda entorchadas con hilos de
plata o cobre. La afinación de estas cuerdas es E0, A0, d0, g0, b0, e1.
La guitarra moderna se toca siempre con los dedos. Las cuerdas superiores o
bajos son pulsadas con el pulgar, mientras que las cuerdas de nylon se pulsan con
el índice, medio y anular, dejando al meñique retraído en la mano – técnica
moderna – ya que antiguamente se lo apoyaba en la tapa armónica. Se presume
que la sexta cuerda o última cuerda fue añadida al instrumento en 1790 por Jacob
Otto de Jena, quien fue el primero en construir guitarras en Alemania después de
su introducción desde Italia en 1788, por la duquesa Amalia de Weimar. Según
Otto, fue el Kapellmeister Naumann de Dresden quien le solicitó le fabricara una
guitarra de seis cuerdas, de acuerdo a como se practicaba en Italia. El alemán
añadió el último Mí, una cuerda entorchada. La guitarra original traída desde Italia
por la duquesa Amalia tenía cinco cuerdas, siendo sólo la quinta cuerda
entorchada. Otto también cubrió la cuarta cuerda de metal, obteniendo de tal modo
un sonido más brillante. Sin embargo, en España ya existían guitarras y vihuelas
de seis cuerdas en el siglo XVI; Juan Bermudo y otros ya describieron estos
instrumentos. La última cuerda solía estar afinada en Sol. Otras guitarras
españolas de la misma época tenían cuatro, cinco, e incluso siete órdenes – o
pares de cuerdas – al unísono. Estos instrumentos eran siempre tañidos con los
dedos.
De ahí en adelante la guitarra siguió con pocos cambios y no fue si no hasta
mediados del siglo XX cuando la guitarra dio un gran giro de cómo se conocía
anteriormente. Fue el surgimiento de la guitarra eléctrica, que se inventó en
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 4 -
Estados Unidos como consecuencia de la previa aparición del amplificador en
1920, que brinda un mayor poder de sonido comparado con su versión acústica.
Aunque fueron varias personas y marcas las que aportaron a la guitarra eléctrica,
se le puede atribuir a la marca Rickenbacker la creación de la misma.
Fue el género de la música Jazz los primeros en adoptar esta tecnología en las
guitarras, pues por el uso de percusiones como lo es la batería, el sonido de la
guitarra se veía opacado y era la opción perfecta para competir con el sonido de
los demás instrumentos. Leo Fender diseñó la primera guitarra eléctrica sólida
desmontable y con pocas piezas, para que los músicos no tuvieran problemas al
tener que cambiar piezas del instrumento gastadas o rotas por el uso. Era el
nacimiento de la Fender Telecaster. Luego vendrían otros modelos (Stratocaster)
y otras marcas como Gibson, ESP Guitars o las japonesas Ibanez, Jackson
Guitars y Yamaha.
Este instrumento fue muy usado en las operetas; sin embargo, fue rápidamente
adoptado por grupos de Jazz y Blues. Su creación también permitió nuevos estilos
musicales, como son el Rock, y el Heavy metal, donde se convirtió en el símbolo
y protagonista de estas nuevas corrientes musicales.
En los años 90 surgió la fábrica Line 6. Esta marca, famosa por sus modeladores
de efectos y amplificadores, ha creado la línea de guitarras Variax. Esta guitarra,
mediante un micrófono piezoeléctrico ubicado en el puente, establece la
comunicación con un sistema modelador que contiene los sonidos de las más
famosas guitarras acústicas y eléctricas. Dentro de éstas están:
Gibson Les Paul
Gibson 335
Gibson 175
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 5 -
Gibson Super 400
Gibson Explorer,
Gibson Epiphone Casino,
Gretsch
Rickenbacker
Fender Stratocaster
Telecaster
Guitarra Acústica tipo Martin
Además, mediante un cable de red se pueden editar las afinaciones y los sonidos
en un computador. Es una guitarra de apariencia normal con la diferencia de que
no posee micrófonos a la vista. Sus modelos son la Variax 300, 500 y 700; todas
poseen esencialmente los mismos sonidos y la diferencia radica principalmente en
el hardware. En el 2006 la fábrica incluyó en su diseño un bajo de similares
características. En el 2007, la compañía Gibson lanzó una nueva guitarra llamada
Gibson Robot Guitar que se afina a través de un complejo sistema electrónico, sin
intervención del guitarrista. Esta guitarra promete revolucionar al medio por la
comodidad ofrecida a los guitarristas: por ejemplo, no se necesitará distintas
guitarras afinadas en diferentes tonos durante un concierto, sino tan solo
una. Desde su nacimiento a mediados del siglo XX hasta la actualidad, la guitarra
eléctrica ha ganado importancia en la música popular. Su imagen a menudo es
utilizada en afiches sobre conciertos y otros eventos de carácter musical.1
1 (Historía de la Guitarra Eléctrica, 2014)
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 6 -
1.2 Partes de una Guitarra Eléctrica
En la Figura 2 se puede observar la reconocida guitarra Fender Stratocaster y ahí
mismo situadas las distintas partes de la guitarra eléctrica.
Figura 2.- "Partes de la Guitarra Electrica (Fender Stratocaster)"
A continuación, se explicarán de forma breve todas las partes de la guitarra
eléctrica, salvo las pastillas que se explicarán de forma más detallada.
1.2.1 El Cuerpo
El cuerpo de la guitarra eléctrica como se muestra en la Figura 3 es fundamental
desde dos puntos de vista, el estético y el del sonido. Hay que tener en cuenta que
contiene todas las partes que se necesitan para enviar el sonido sin amplificar, que
son las pastillas, los controles de tono y volumen, el selector de pastillas y el Jack
de salida. Por esto jugara un papel decisivo en los matices que pueda tener el
sonido.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 7 -
Figura 3.-"Cuerpo de una Guitarra Eléctrica"
Normalmente el cuerpo está formado por un bloque de madera salida, donde se
han realizado los cortes necesarios para colocar las distintas partes de la guitarra,
como las pastillas. Aunque también existen otras filosofías que utilizan 2 piezas
de madera de distintas, pero son mucho menos utilizados.
Una característica muy importante viene del hecho que el cuerpo tiene uno o dos
cuernos, en la figura se señalan como superior e inferior. El inferior ayuda al
acceso a los trastes más altos mientras que el superior no tiene otro uso que el
puramente estético.
La diferencia fundamental con una guitarra española o acústica es simple. Estas
últimas necesitan tener una caja de resonancia que amplifique el sonido que
produce la cuerda. Es decir, para una guitarra no amplificada su cuerpo actúa
como un altavoz amplificando el sonido. En una guitarra eléctrica, por tanto, no es
necesaria la caja de resonancia. Además la construcción de los cuerpos de la
guitarra en maderas macizas tienen otra ventaja: la caja de resonancia recibe
potencia de la cuerda haciendo que esta pierda su fuerza mucho más rápido que
la cuerda de la guitarra eléctrica. En cambio, la madera maciza no absorbe esta
potencia y permite que la cuerda vibre durante más tiempo. A la duración del
sonido de una cuerda se le llama normalmente "Sustain" y para los guitarristas
suele ser muy importante.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 8 -
1.2.2 El Clavijero
El clavijero como se ilustra en la Figura 4 es el segundo punto de enganche de las
cuerdas. Cada una se enrosca en unos tornos llamados clavijas que permiten
tensar o destensar las cuerdas según las necesidades para afinar correctamente.
Figura 4.-"Clavijero de una Guitarra Eléctrica"
Normalmente en el clavijero viene la marca de la guitarra y el corte es
característico de cada uno. Además, las clavijas pueden colocarse las seis en un
lado (modelo Fender) o 3 a cada lado como las guitarras clásicas (como por
ejemplo modelo Les Paul). Eso depende del diseño de cada una de las marcas.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 9 -
1.2.3 El Mástil
El mástil como se ilustra en la Figura 5 es la pieza que sobresale del cuerpo y
donde se coloca el diapasón. Es una pieza muy importante ya que aguanta toda
la tensión de las cuerdas, y si no es de buena calidad puede llegar a curvarse
dejando la guitarra inservible. Esta es la razón de que se aconseja que cuando se
deja una guitarra sin usar por largos periodos de tiempo es aconsejable dejarla un
par de tonos más baja que el afinado correcto, si se dejara más, o sin cuerdas
pondría suceder lo contrario, que se curvara hacia fuera, efecto también
indeseable. Muchas tienen la llamada “alma de acero”, que es una estructura de
acero que recorre todo el mástil por la parte interior del mismo y que a través de
una llave Allen se puede corregir la forma del mástil en caso de que sufra alguna
deformación, esto es muy común en todo tipo de guitarras eléctricas, motivo por
el cual se recomienda revisiones constantes y mantenimientos continuos.
Figura 5.-"Mástil de una Guitarra Eléctrica"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 10 -
1.2.4 El Diapasón
El diapasón como se ilustra en la Figura 6 se sitúa en la parte superior del mástil
y es donde se colocan los trastes. Es la zona donde se pulsan las cuerdas para
que suenen los distintos acordes y tonos. Las maderas que se suelen utilizar son:
palisandro, arce u otros tipos de maderas duras.
Figura 6.-"Diapasón de una Guitarra Eléctrica"
Los trastes son unos salientes metálicos que se insertan en el diapasón para
permitir tensar la cuerda con exactitud. Esto es completamente diferente a otros
instrumentos de cuerda como el violín que al no estar trasteados requiere de una
gran precisión para colocar el dedo y que suene la nota correcta. La distancia entre
los trastes va decreciendo según nos acercamos al cuerpo de la guitarra.
Normalmente y sobre todo en guitarras acústicas y eléctricas hay incrustados
además unos marcadores de posición. Estos están colocados en los trastes 3, 5,
7, 9, 12, 15,17 y 19.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 11 -
1.2.5 El Cuello
El cuello tiene una función muy importante que es mantener fijamente unido el
mástil al cuerpo sin que la tensión de las cuerdas lo suelte o mueva. La técnica
básica para la construcción del cuello de la guitarra no es diferente que la del resto
de las guitarras. La mayor diferencia se encuentra en que la guitarra eléctrica
permite utilizar los trastes superiores al 12, que habitualmente es difícil llegar en
las acústicas o españolas. Esto se produce gracias a los cuernos, que permiten
acceso a todos los trastes, que suelen ser de 21 a 24 trastes según el modelo.
Las Fender Stratocaster, y muchos otros modelos, aseguran la fijación del mástil
con cinco tornillos que atraviesan el cuerpo y llegan hasta el cuello como se
muestra en la Figura 7.
Figura 7.-"Fijación de Mástil con Tornillos"
Otros modelos, sin embargo, como Gibson, confían en la estabilidad que pueda
dar la unión simplemente pegada como se muestra en la Figura 8.
Figura 8.-"Fijación de Mástil Tipo Pegado"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 12 -
1.2.6 Controles de Volumen y Tono
Existe un pequeño circuito entre las pastillas por las que entra el sonido y la clavija
(Jack) de salida. Este está formado simplemente por los controles de volumen y
tono. La ruleta de volumen tiene la capacidad de modificar la potencia de la señal
de salida, esto se consigue con una resistencia variable conectada a la ruleta
situado en el instrumento.
Figura 9.- "Circuito de Control de Tono y Volumen de una Guitarra Eléctrica"
En la Figura 9 se puede observar como son ambos controles. La resistencia y el
capacitor forman un simple filtro pasa bajas mientras que el control de volumen se
lleva a cabo por un simple divisor de tensión.
El control de tono combina un condensador y una resistencia. Este sistema actúa
como un filtro donde no deja pasar las frecuencias altas. Variando el control se
decide que frecuencias se quiere filtrar, cuando se coloca el tono al máximo se
deja pasar todas las señales mientras que al mínimo se filtran casi todas las
frecuencias. Esto es contrario al efecto que se le supone normalmente a este
control que se cree ampliamente que dependiendo de la posición realza las
frecuencias altas o bajas, mientras que en la realidad las frecuencias bajas no las
modifica prácticamente.
Figura 10.-"Perillas de Volumen y Tono"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 13 -
1.3 Afinación de una Guitarra Eléctrica o Acústica.
Afinar una guitarra eléctrica o acústica es una de las tareas más fastidiosa para el
principiante, ya que para su correcta ejecución es necesario conocer exactamente
el sonido emitido por la cuerda y la nota musical que le corresponde. Esta habilidad
de familiarizarse con el sonido de cada nota musical solo se puede adquirir al paso
de tiempo y práctica, aun así la mayoría de las veces esta cualidad no es exacta
por ser de una gran complejidad.
El objetivo de afinar una guitarra eléctrica o acústica es hacer que cada cuerda
tenga la vibración adecuada, de esa forma reproducirá la nota correcta. Es lógico
que si las cuerdas no dan las notas de la escala musical estándar no se puede
tocar junto a ningún instrumento. Es la regla base para que todos los instrumentos
sean ‘compatibles’ estando en la misma escala musical.
En la afinación estándar de la guitarra, las cuerdas tocadas al aire (sin pulsarlas
en ningún traste) reproducen las siguientes notas de 1ª a 6ª cuerda como se
muestra en la Figura 11:
1-MI 2-SI 3-SOL 4-RE 5-LA 6-MI
Figura 11.-"Notas Musicales Correspondientes a la Afinación Estándar"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 14 -
Antes de continuar se hablará de la notación musical americana, ya que los
afinadores la utilizan para nombrar las notas. En la Figura 12 puedes ver la
equivalencia entre la notación latina y americana:
Figura 12.-"Notación Musical Latina y Americana"
Es importante la familiarización con la notación americana, pues es usada con
mucha frecuencia. Por ser más simple que la notación latina su utilización se está
extendiendo mucho.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 15 -
1.4 Métodos para Afinar una Guitarra Eléctrica.
1.4.1 Afinador Electrónico.
Es el método más recomendable para los principiantes, además del más preciso
(siempre que el aparato lo sea). También es el único que no requiere de la propia
habilidad auditiva del usuario.
El uso del afinador es sencillo: lo conectas, tocas una cuerda y te indica la nota
reproducida y la desviación respecto a la nota estándar, ahora actúas sobre la
clavija en la dirección correspondiente para corregir la desviación. El indicador
puede ser ya sea una aguja, unos leds de colores o dependiendo del tipo de
afinador.
Se puede encontrar distintos modelos de afinadores en el mercado como se
muestran la Figura 13: unos se conectan a la guitarra, otros van intercalados en la
cadena de sonido dejando pasar la señal (permiten afinar una guitarra eléctrica en
vivo durante una pausa).
Los hay con forma de pinza y captan la vibración en el mástil (muy práctico,
colocado en la pala de la guitarra puedes verlo mientras tocas) y otros vienen
incorporados en los multiefectos y equipos virtuales para PC.
Figura 13.-"Tipos de Afinadores"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 16 -
1.4.2 Afinación por Comparación
Consiste en comparar cada cuerda de la guitarra a afinar con otra guitarra ya
afinada o con sonidos pregrabados. Este método requiere oído para detectar la
igualdad entre sonidos, por tanto, menos preciso y más complejo si no se tiene la
habilidad.
Al comparar el sonido de 2 notas al unísono, si se produce una vibración sonora
oscilante indica que no son iguales (cuando movemos la clavija y la oscilación baja
de velocidad nos estamos acercando a la igualdad), cuando son iguales
desaparece la oscilación.
1.4.3 Método del 5to Traste.
Es un método de comparación de cuerdas entre sí mismas. Partimos de una
cuerda bien afinada por comparación externa con otro instrumento, un diapasón,
un sonido grabado etc. (Normalmente la 5ª o 6ª cuerda).
Ahora que tenemos una cuerda afinada pasamos al proceso de afinación:
6ª cuerda pulsada en el 5º traste debe sonar igual a la 5ª al aire. (la)
5ª cuerda pulsada en el 5º traste debe sonar igual a la 4ª al aire. (re)
4ª cuerda pulsada en el 5º traste debe sonar igual a la 3ª al aire. (sol)
3ª cuerda pulsada en el 4º traste debe sonar igual a la 2ª al aire. (si)
2ª cuerda pulsada en el 5º traste debe sonar igual a la 1ª al aire. (mi)
Una vez realizado el proceso conviene darles otro repaso a todas. Como habrás
comprobado existe una irregularidad en el paso de la 3ª a la 2ª cuerda, siendo el
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 17 -
4º traste de la 3ª cuerda el que suena igual a la 2ª, todo esto se ilustra en la Figura
14.
Figura 14.-"Afinación por el Método del 5to Traste"
1.4.4 Afinación con Armónicos.
Si configuras tu equipo para sonar con distorsión y apoyas el dedo en la 6ª cuerda
a la altura del 5º traste (sobre la barra metálica del 5º traste, pero sin pisar la
cuerda) y haces sonar la cuerda, escucharas un sonido más agudo que el de la
propia cuerda (un armónico). Hay más posiciones en todas las cuerdas donde
ocurre esto, son armónicos naturales.
Ahora se explicará cómo afinar una guitarra eléctrica usando esto, será algo
similar al método anterior, pero con armónicos (primero afinamos la 5ª o 6ª cuerda
por comparación externa):
Armónico 6ª cuerda 5º traste debe sonar como armónico 5ª cuerda 7º
traste.
Armónico 5ª cuerda 5º traste debe sonar como armónico 4ª cuerda 7º
traste.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 18 -
Armónico 4ª cuerda 5º traste debe sonar como armónico 3ª cuerda 7º
traste.
Armónico 6ª cuerda 7º traste debe sonar como 2ª cuerda al aire.
Armónico 2ª cuerda 5º traste debe sonar como armónico 1ª cuerda 7º
traste.
Al igual que en el método del 5º traste tenemos la irregularidad del paso de 3ª a
2ª cuerda y por supuesto se debe dar un segundo repaso para asegurar la
afinación, todo esto se ve ilustrado en la Figura 15.
Figura 15.-"Afinación por el Método con Armónicos"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 19 -
1.5 Tipos de Afinaciones Especiales
Hay veces que, por comodidad a la hora de componer, algunos guitarristas crean
canciones en las que la guitarra tiene una afinación distinta a la estándar. Puede
ser para facilitar la interpretación o para dar creatividad a la composición,
obteniendo sonidos difícilmente reproducibles con la afinación estándar.
A veces la afinación consiste en que las cuerdas tocadas todas al aire reproducen
un acorde concreto.
En el Metal, la búsqueda constante de sonidos más llenos y contundentes deriva
en afinaciones de 1 o 2 tonos más graves que la estándar, usando además
cuerdas con calibres un poco más gruesos. Otra afinación muy común es el ‘DROP
D’ o también llamado “DROPPED D” que consiste en bajar la 6ª cuerda un tono,
pasando de ‘mi’ a ‘re’ (E a D en notación Americana) pues hace ganar velocidad
en cambios de tonos, estos tipos de afinación se muestran la Figura 16.
Figura 16.-"Tipos de Afinaciones Especiales"
Como se puede ver algo tan simple como afinar una guitarra eléctrica puede
convertirse en un tema con muchas posibilidades, incluso para modificar el sonido
de la guitarra.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 20 -
1.6 Arduino UNO
Arduino es una plataforma de hardware de código abierto, basada en una sencilla
placa con entradas y salidas, analógicas y digitales, con un microcontrolador en
un entorno de desarrollo que está basado en el lenguaje de programación
Processing. Es un dispositivo que conecta el mundo físico con el mundo virtual, o
el mundo analógico con el digital, dándonos así una forma fácil de diseñar
proyectos multidisciplinares de electrónica.
Hay 14 pines digitales I/O de los cuales están enumerados del 0 al 13, estos
pueden ser "INPUTS" o "OUTPUTS", valores de entrada o de salida que pueden
ser especificados por el sketch que hayas hecho en la IDE.
Hay 6 pines analógicos de entrada de los cuales están enumerados del 0 al 5,
estos pines toman valores analógicos de entrada como lo sería un voltaje leído
desde un sensor y esto lo convierte valores de 0 a 1023.
Hay 6 pines analógicos de salida de los cuales están enumerados como 3, 5, 6,
9,10 y 11. Estos son pines digitales estos pueden ser reprogramados y pueden ser
usados como pines analógicos de salida.
El Arduino puede tener como fuente de poder el cable con puerto USB que
regularmente son usados para impresoras, módems, entre otros, de igual manera
puede tener un adaptador AC que lo recomendable es que sea de 9V.
Existe un botón que se llama "reset" que sirve para reajustar al último programa
guardado en el Arduino. 2
En la Figura 17 se puede observar un Arduino uno, siendo este el mas conocido
de la familia de Arduinos.
2 (Programación Básica de Arduino, 2014)
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 21 -
Figura 17.-"Esquema de Pines Arduino UNO"
El circuito interno correspondiente a Arduino UNO, con cada uno de sus
componentes se muestra en la Figura 18:
Figura 18.-"Diagrama Interno de Arduino UNO"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 22 -
1.7 Motor a Pasos
Los motores paso a paso (Figura 19) se pueden ver como motores eléctricos sin
escobillas. Es típico que todos los bobinados del motor sean parte del estator, y el
rotor puede ser un imán permanente o, en el caso de los motores de reluctancia
variable, un cilindro sólido con un mecanizado en forma de dientes (similar a un
engranaje), construido con un material magnéticamente "blando" (como el hierro
dulce).
Figura 19.-"Motor Paso a Paso"
La conmutación se debe manejar de manera externa con un controlador
electrónico y, típicamente, los motores y sus controladores se diseñan de manera
que el motor se pueda mantener en una posición fija y también para que se lo
pueda hacer girar en un sentido y en el otro.
La mayoría de los motores paso a paso conocidos se pueden hacer avanzar a
frecuencias de audio, lo que les permite girar muy velozmente. Con un controlador
apropiado, se los puede hacer arrancar y detenerse en un instante en posiciones
controladas.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 1. Marco Teórico
- 23 -
Características comunes de los motores paso a paso:
Tensión (Voltaje)
Los motores paso a paso tienen una tensión eléctrica de trabajo. Este valor viene
impreso en su carcasa o por lo menos se especifica en su hoja de datos. Algunas
veces puede ser necesario aplicar un voltaje superior para lograr que un
determinado motor cumpla con el torque deseado.
Resistencia eléctrica
Otra característica de un motor paso a paso es la resistencia de los bobinados.
Esta resistencia determinará la corriente que consumirá el motor, y su valor afecta
la curva de torque del motor y su velocidad máxima de operación.
Grados por paso
Este factor define la cantidad de grados que rotará el eje para cada paso completo.
Una operación de medio-paso o semi-paso (half step) del motor duplicará la
cantidad de pasos por revolución al reducir la cantidad de grados por paso. Los
grados por paso se calculan dividiendo 360 (una vuelta completa) por la cantidad
de pasos que se contaron. Las cantidades más comunes de grados por paso son:
0,72°, 1,8°, 3,6°, 7,5°, 15° y hasta 90°. A este valor de grados por paso usualmente
se le llama la resolución del motor. En el caso de que un motor no indique los
grados por paso en su carcasa, pero sí la cantidad de pasos por revolución, al
dividir 360 por ese valor se obtiene la cantidad de grados por paso. Un motor de
200 pasos por vuelta, por ejemplo, tendrá una resolución de 1,8° por paso.3
3 (Boystad, 2009)
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 24 -
Capítulo 2. DESARROLLO DE AUTOMATIZACIÓN
DEL SISTEMA DE ENGRANAJE
2.1 Selección y Justificación de Componentes
En este apartado se describirá la selección de los componentes principales que
conforman la automatización del sistema de engranaje de la guitarra eléctrica.
2.1.1 Arduino UNO R3
Esta plataforma de hardware nos ofrece una serie de ventajas que fueron tomadas
en cuenta al momento de la selección del microcontrolador o tarjeta de
programación que podríamos utilizar.
La tarjeta Arduino UNO R3 al ser de software libre tiene una infinidad de
aplicaciones, módulos y librerías compatibles con la misma. Con el propósito de
encontrar la frecuencia que emite cada una de las cuerdas y poder cuantificarlas
para manipularlas se encontró la librería FreqMeasure. FreqMeasure mide el
tiempo transcurrido durante cada ciclo de una frecuencia de entrada y funciona de
manera ideal para aplicaciones donde se usen RPM (Revoluciones por minuto).
Su lenguaje de programación es sencillo, basado en el que maneja Processing y
parecido a C++, así como contener su programador incluido por lo que cargar el
programa es más ágil.
El número de salidas digitales y analógicas del Arduino UNO son suficientes para
la automatización del sistema de engranaje de la guitarra eléctrica.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 25 -
2.1.2 Motor a Pasos (Stepper Motor PFT35T-24)
Existen infinidad de tipos de motores, para esta aplicación en específico se decidió
el utilizar motores a pasos por su gran facilidad de dar más de un giro, por su
precisión y generar el torque necesario para mover el sistema de engranaje
correspondiente a la afinación de la guitarra eléctrica , ya que un servomotor no
nos ofrecería un giro de más de 360° por lo que quedó descartado completamente
y un motor de CD no tendría la precisión exacta que se necesita para el tipo de
maniobra mecánica que se necesita. El modelo que se necesita es el Stepper
Motor PF35T-24 (Figura 20) ya que su tensión de operación puede ser con 5V
(misma con la que se alimenta al Arduino UNO) y 12V. Su tamaño es perfecto para
esta aplicación pues tiene un diámetro de 3.5 cm y el rotor un diámetro de 2mm.
Figura 20.-"Motor Paso a Paso (Stepper Motor PFT35T-24)"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 26 -
2.1.3 Pantalla LCD JHD 162A
Este tipo de pantalla LCD en su modelo JHD 162A se caracteriza por su bajo
consumo de energía, se puede manejar el contraste de este según lo necesitemos
y el tamaño de 16x2 (2 filas por 16 columnas) es ideal para mostrar los mensajes
que deseamos desplegar en la pantalla que visualizara el usuario. Su tensión de
operación es a 5V por lo que podría ser alimentado con la misma fuente que se
alimenta al Arduino UNO y los motores.
Figura 21.- "LCD JHD 162A"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 27 -
2.2 Diseño y Montaje de Circuitos
2.2.1 Obtención de la Señal
La señal de la guitarra eléctrica se obtendrá mediante un cable monofónico que es
el usado en guitarras electroacústicas, guitarras eléctricas, bajos y micrófonos.
Este tiene solo un canal de salida a diferencia de los cables estereofónicos que
brindan dos señales independientes, tanto izquierda como derecha
respectivamente. El tipo de Jack de un cable de tipo monofónico y que es estándar
para todo tipo de guitarras y bajos tiene una medida de 6.3 mm, este se muestra
en la Figura 22.
Figura 22.-"Cable Monofónico con Jack 6.3mm"
Esta señal es enviada a través del cable antes mencionado a un plug hembra de
la misma medida (6.3 mm) que recibirá la señal para nuestro circuito pasa bajas,
que le quitara ruido y perturbaciones. La conexión del Jack tipo Hembra se
muestra en la Figura 23 que nos indica cual es el “vivo” de nuestra señal, marcada
con la letra V y cual se conecta a “masa” o tierra marcado con la letra M.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 28 -
Figura 23.-"Diagrama de Conexión de un Jack Hembra 6.3mm"
2.2.2 Circuito Pasa Bajas y su Montaje
La señal otorgada por la guitarra eléctrica a través de sus pastillas varía entre 100
mV rms hasta 1 V rms (Valores efectivos), la cual tiene que pasar a través de un
circuito pasa bajas que como lo dice en la página oficial de la librería
FreqMeasure4, nos ayuda a la disminución de ruido o de una alta frecuencia por
lo que el filtro pasa bajas resulta una buena idea en este tipo de señal.
El circuito propuesto por el mismo autor de la librería es el que se muestra en la
Figura 24, en la imagen se muestra los componentes a utilizar para la elaboración
de este circuito pasa bajas, la entrada de la señal de la guitarra eléctrica tendría
que ser de lado izquierdo, donde se muestra el capacitor de 10uF, la única
aclaración que se podría hacer acerca de este circuito propuesto es que la
compuerta del encapsulado 74HC14 es Schmitt Trigger que usa la histéresis para
prevenir el ruido que podría tapar la señal original y que causaría falsos cambios
de estado si los niveles de referencia y entrada son parecidos. En el caso del
proyecto que estamos llevando a cabo tampoco ocuparíamos la tarjeta TEENSY
2.0 que se muestra en la Figura 24, se ocuparía la tarjeta Arduino UNO por lo que
la entrada de señal al Arduino UNO seria en el Pin 8 y no en el Pin 10 como lo
4 (FreqMeasure Library Arduino https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_FreqMeasure.html, s.f.)
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 29 -
marca el diagrama, esto igualmente esta aclarado en la página oficial de descarga
de la librería FreqMeasure donde nos dice el Pin especifico de lectura de la
frecuencia en cada una de las tarjetas en la que es compatible como lo es la
TEENSY es sus diferentes versiones 3.1, 3.0, 2.0, TEENSY++ 2.0 y TEENSY++
1.0, y en las versiones de Arduino como lo es la UNO, Leonardo, Mega y su similar
Sanguino.
Figura 24.-"Circuito Pasa Bajas Propuesto por la Librería FreqMeasure"
En la Figura 25 podemos observar el diagrama de conexiones correcto para la
aplicación específica que se necesita, donde la entrada de la guitarra eléctrica
comienza del lado izquierda del diagrama pasando por el circuito pasa bajas donde
se modificó el tipo de compuerta a una CD4093BCN, pero que al igual que en el
diagrama de la Figura 25 es un Schmitt Trigger por las propiedades antes descritas
de disminuir en gran medida el ruido en el circuito de la señal de la guitarra
eléctrica, también hubo un cambio de transistor de un 2N3904 a un 2N2222A pues
este es un transistor de un nivel más comercial por lo que de menor costo y cumple
exactamente la misma función que el 2N3904 en este circuito. De lado derecho
del diagrama de la Figura 25 se puede observar la salida del circuito pasa bajas al
Pin 8 del Arduino UNO donde se realizará la lectura de la vibración de la guitarra
eléctrica a través de la librería FreqMeasure.5
5 (Oppenheim, 1998)
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 30 -
Figura 25.-"Circuito Pasa Bajas Propuesto Para la Lectura de Vibraciones de la Guitarra Eléctrica"
Teniendo ya el diagrama del circuito pasa bajas que se muestra en la Figura 25 se
procede al montaje de este para corroborar su perfecto funcionamiento. Resulta
muy difícil poder simular el comportamiento de Arduino en un software, pues es
muy difícil encontrar un simulador de Arduino (en cualquiera de sus versiones que
este sea), ya que al ser muy didáctico y sencillo para pasar un programa por el
programador que ya tiene integrado, este puede programarse directamente y aun
no se ha diseñado un software que lo pueda simular al 100% pues resulta algo
complejo. Tomando en cuenta lo antes mencionado se procedió a realizar el
circuito pasa bajas en un protoboard y conectarlo con Arduino UNO como se
muestra en la Figura 26. La conexión marcada en el circuito con color naranja (lado
izquierdo) viene de la guitarra eléctrica hacia el circuito pasa bajas que eliminara
el ruido y acoplara la señal. La conexión marcada con el color amarillo (lado
derecho) sale a partir de la compuerta CD4093BCN, que es la salida del circuito
pasa bajas y entra en el Pin 8 del Arduino UNO en donde será procesada la señal
y se calculara los Hertz que esta señal produce. Las conexiones marcadas con
color morado son las correspondientes al circuito pasa bajas y las conexiones de
color azul y roja son las de alimentación 5V y 0V respectivamente.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 31 -
Figura 26.-"Diagrama de Montaje del Circuito Pasa Bajas Conectado a Arduino UNO"
En la Figura 27 se encuentra una fotografía del circuito pasa bajas ya
implementado junto con el Arduino UNO y la entrada de la señal de la guitarra
eléctrica mediante el Jack hembra de 6.3 mm.
Figura 27.-"Fotografía del Montaje Guitarra Eléctrica-Circuito Pasa Bajas-Arduino UNO"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 32 -
2.2.3 Programación de Lectura de Vibración en la Interfaz
Arduino
Ahora bien, para corroborar que con el circuito pasa bajas podemos hacer la
lectura de vibración que las cuerdas proporciona y poderla cuantificarla, se pasara
a conectar a través del cable USB a la PC, después de esto se puede pasar a la
elaboración del software en la interfaz que Arduino desarrollo en su versión 1.0.6
que se muestra en la Figura 28.
Antes de poder programar y para que el programa pueda ser descargado a la
tarjeta Arduino UNO se debe configurar los siguientes parámetros.
En la pestaña marcada como “Herramientas” se puede encontrar un menú en el
cual dice “Tarjeta”, en este se escoge el modelo de tarjeta que se está utilizando,
para este caso se utilizara la tarjeta “Arduino UNO” así que fue la que
seleccionamos como se muestra en la Figura 29. Después se procederá a poner
el puerto serial que será ocupado para programar la tarjeta Arduino UNO,
colocándose en la pestaña “Herramientas” donde podemos encontrar el menú
“Puerto Serial” donde se podrá escoger el puerto serial que se está ocupando,
para esto se seguirá la dirección Inicio>Panel de Control>Hardware y Sonido>Ver
Dispositivos e Impresoras y se encontrara el Dispositivo cuyo nombre sea
ARDUINO UNO, en el caso de esta computadora es el puerto serial COM9 como
se muestra en la Figura 30, entonces lo se seleccionara y con estos dos pasos ya
se puede empezar a programar el Arduino UNO sin problemas.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 33 -
Figura 28.-"Interfaz de Programación Arduino 1.0.6"
Figura 29.-"Selección de Tarjeta Arduino UNO en la Interfaz Gráfica de Programación"
Figura 30.-"Selección de Puerto Serial en la Interfaz Grafica de Programación"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 34 -
A continuación, se puede observar cómo fue la programación del Arduino UNO
para la lectura de la frecuencia mediante la librería de Arduino llamada
FreqMeasure y la descripción de cada una de las líneas de código que se
utilizaron.
#include <FreqMeasure.h> //Incluimos la librería necesaria para hacer la
lectura de las vibraciones de las cuerdas de la guitarra eléctrica
void setup() { //Se recoge la configuración que necesitamos
Serial.begin(9600); //Velocidad de bits por Segundo llamados Baudios
FreqMeasure.begin(); //Iniciamos la medición de la Frecuencia
}
double sum=0; //Inicializamos todas las variables a utilizar
int count=0;
float frecuency ;
void loop() { //Contiene el programa que se ejecutara cíclicamente
if (FreqMeasure.available()) { //Si hay lectura procede a hacer la sentencia
sum = sum + FreqMeasure.read(); //Se hace la suma entre la lectura
y el valor de sum generando asi otro valor para sum
count = count + 1; //Inicia un Contador
if (count > 350) { //Si Count llega a 350 procedera a la sentencia
float frequency= FreqMeasure.countToFrequency(sum / count); //Asigna
a la variable frequency al resultado de la division entre sum y count
conviertiendo numeros largos de 32 bits en la frecuencia real
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 35 -
Serial.println(frequency); //Imprimimos la variable frequency
para poderla observer en la interfaz
sum = 0; // Se inicializan sum y count a 0 de nuevo
count = 0;
}
}
}
Ahora se puede compilar el programa dentro de la Interfaz Grafica en la PC, esto
lo podemos realizar presionando el botón que se encuentra en la parte superior
izquierda que tiene una paloma dentro que dice “Verificar”, al compilar el programa
sin errores nos mostrará el texto que se encuentra en la Figura 31, esto significa
que se puede proceder a descargarlo a la tarjeta Arduino UNO.
Figura 31.-"Compilación Terminada con Éxito"
Una vez que esto suceda, para poder descargar el programa a la tarjeta Arduino
UNO se procede a presionar el botón que se encuentra en la parte superior
izquierda que tiene una flecha apuntando hacia la derecha, este dice “Cargar” se
presiona y descargara el programa a la tarjeta, para saber que la descarga estuvo
correcta debe mostrar el texto “Carga Terminada” como se lee en la Figura 32.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 36 -
Figura 32.-"Carga Terminada con Éxito"
Ahora bien, ya conectada la guitarra eléctrica hacia el circuito pasa bajas que a su
vez esta conectada al Arduino UNO se procede a probarlo monitoreando la
variable “frequency” que es la que nos interesa pues es la que cuantifica la
frecuencia que produce la cuerda al vibrar. Para poder monitorearlo nos vamos a
la parte superior derecha de la interfaz grafica, en ella se encuentra un icono con
una lupa el cual se llama “Monitor Serial” ahí observaremos el valor asignado a la
variable frequency en tiempo real gracias a la línea de código
Serial.println(frequency) que imprime ese valor el pantalla de la PC. Al momento
de presionarlo nos sale una ventana (Figura 33) en la cual observamos, que en
efecto, si rasgueamos alguna de las cuerdas, están nos producen un valor de
vibración en Hertz que podemos cuantificar y el cual nos ayudara a la manipulación
de los motores a pasos que se colocaran en el sistema de engranaje
correspondiente a la afinación de la guitarra eléctrica.
Figura 33.-"Monitoreo Serial de la Variable frequency"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 37 -
2.2.4 Pantalla LCD y su Montaje
Para poder hacer el proceso aun más visual y de fácil interacción con el usuario,
se decidió poner una pantalla LCD modelo JHD 162A con el cual se podrá observar
la vibración que genera la cuerda de la guitarra eléctrica. Para el análisis y montaje
del mismo necesitamos saber su diagrama de conexiones y como es que funciona
este elemento. El diagrama de la pantalla LCD de 16x2 modelo JHD 162A se
muestra en la Figura 34 donde podemos observar los 16 pines y como es que se
tiene que conectar cada uno de ellos, asi mismo en la Tabla 1 podemos observar
una pequeña explicación del sinificado de las abreviaciones.
Figura 34.-"Diagrama de Conexión de Pines de un LCD 16x2 JHD 162A"
Tabla 1.-"Función de Cada Pin del LCD 16x2 JHD 162A
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 38 -
El pin 1 (comenzando de izquierda a derecha) del LCD 16x2 modelo JHD 162A va
conectado a Tierra en este caso negativo, el pin 2 al ser la alimentación de la
pantalla LCD y del chip se conecta a 5V, el pin 3 es el ajuste de contraste de la
pantalla LCD por lo que se puso una resistencia de 330 ohms que nos da el
contraste necesario para una buena visualización del mensaje que necesitamos
desplegar, en el pin 4 mandamos instrucciones del Arduino UNO a la pantalla LCD
ya sea para mandar un carácter o una instrucción, el pin 5 comanda la
Lectura/Escritura así que se pone a Tierra/Negativo para solo configurarlo en
lectura en todo momento, el pin 6 recibe la señal de reloj del Arduino UNO que
habilita a la pantalla para recibir información, del pin 7 al 10 no los utilizaremos
pues la pantalla tiene un bus de 8 bits y solo se ocuparan 4, del pin 11 al 14 nos
servirán para establecer las líneas de comunicación donde se pasaran los datos
así que se conectaran hacia el Arduino UNO y para terminar el pin 15 y 16 se
conectaran a Positivo y Negativo respectivamente para la alimentación del led de
la luz de fondo de la pantalla LCD.6
Se procede a realizar el diagrama de conexiones junto al circuito pasa bajas
previamente analizado, quedando como se muestra en la Figura 35 donde las
conexiones de los pines 13, 12, 11,10, 9 y 8 son las del LCD de 16x2:
Figura 35.-"Diagrama de Conexión LCD con Arduino UNO y Circuito Pasa Bajas"
6 (Rito, 2012)
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 39 -
En la Figura 36 se puede observar una fotografía del circuito de la pantalla LCD
de 16x2 JHD 162A ya montado junto al circuito pasa bajas, Arduino UNO y la
entrada de la señal de la guitarra eléctrica que se obtiene del Jack hembra de 6.3
mm.
Figura 36.-"Fotografía del Montaje Guitarra Electrica-Circuito Pasa Bajas-Arduino UNO y LCD"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 40 -
2.2.5 Programación de la Pantalla LCD 16x2 en la Interfaz
Arduino
Se hará la programación para la configuración de la pantalla LCD JHD 162A junto
al circuito pasa bajas y Arduino UNO, así que se retomaran las líneas de código
antes vistas y se agregarán nuevas, las cuales serán explicadas como comentario
en cada una de ellas.
#include <FreqMeasure.h>
#include <LiquidCrystal.h>
#include <Wire.h> //Incluimos la librería LiquidCrystal y Wire
que contiene los comandos para el manejo del LCD 16x2
LiquidCrystal lcd(7, 9, 10, 11 , 12, 13); // Asignamos los pines
que necesitamos utilizar para la escritura de datos del Arduino a la LCD 16x2
void setup() {
Serial.begin(9600);
FreqMeasure.begin();
lcd.begin(16, 2); //Indicamos el tamaño de la pantalla LCD
lcd.print(" BIENVENIDO! "); //Le indicamos que escriba el mensaje
en el espacio cero y linea cero
lcd.setCursor(0, 1); // Mandamos el cursor al espacio cero y fila
uno
lcd.print(" GUITAR TUNER "); //Escribe el mensaje donde pusimos
previamente el cursor
}
double sum=0;
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 41 -
int count=0;
float frecuency ;
void loop() {
if (FreqMeasure.available()) {
// average several reading together
sum = sum + FreqMeasure.read();
count = count + 1;
if (count > 350) {
float frequency= FreqMeasure.countToFrequency(sum / count);
Serial.println(frequency);
afinador(frequency); //Envia la variable frequency a void afinador
sum = 0;
count = 0;
}
}
}
void afinador(float frequency) //Recibe la variable frequency
{
//++++++++++++++PRIMERA CUERDA 1ra (E): 329,63 Hz+++++++++++++
if ((frequency >=315)&&(frequency <=343)) //Si la frecuencia se
encuentra entre 315 y 343 se procede a la sentencia
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" 1E STANDARD "); //Escribe la cuerda que se esta utilizando
if ((frequency >=315)&&(frequency <=328)) //Si esta entre 315 y 328 se
escribe TENSANDO
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 42 -
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>>TENSANDO<<<<");
}
if ((frequency >328)&&(frequency <330)) //Si esta entre 328 y 330 se escribe
AFINADA
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>>AFINADA<<<<<");
}
if ((frequency >=330)&&(frequency <=343)) //Si esta entre 330 y 343 se
escribe aflojando
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>AFLOJANDO<<<<");
}
}
//++++++++++++++PRIMERA CUERDA 1ra (E): 329,63 Hz++++++++++++++
//+++++++++++SEGUNDA CUERDA 2da (B): 246,94 Hz++++++++++++++++
if ((frequency >=233)&&(frequency <=261))
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" 2B STANDARD ");
if ((frequency >=233)&&(frequency <=246))
{
lcd.setCursor(0, 1);
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 43 -
lcd.print(">>>>TENSANDO<<<<");
}
if ((frequency >246)&&(frequency <248))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>>AFINADA<<<<<");
}
if ((frequency >=248)&&(frequency <=261))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>AFLOJANDO<<<<");
}
}
//+++++++++++SEGUNDA CUERDA 2da (B): 246,94 Hz+++++++++++++
//+++++++++++TERCERA CUERDA 3ra (G): 196,00 Hz++++++++++++++
if ((frequency >=182)&&(frequency <=210))
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" 3G STANDARD ");
if ((frequency >=182)&&(frequency <=195))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>>TENSANDO<<<<");
}
if ((frequency >195)&&(frequency <197))
{
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 44 -
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>>AFINADA<<<<<");
}
if ((frequency >=197)&&(frequency <=210))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>AFLOJANDO<<<<");
}
}
//++++++++++TERCERA CUERDA 3ra (G): 196,00 Hz+++++++++++++++++
//++++++++++CUARTA CUERDA 4ta (D): 146,83 Hz++++++++++++++++++
if ((frequency >=133)&&(frequency <=161))
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" 4D STANDARD ");
if ((frequency >=133)&&(frequency <=146))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>>TENSANDO<<<<");
}
if ((frequency >146)&&(frequency <148))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>>AFINADA<<<<<");
}
if ((frequency >=148)&&(frequency <=161))
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 45 -
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>AFLOJANDO<<<<");
}
}
//+++++++++CUARTA CUERDA 4ta (D): 146,83 Hz++++++++++++++++++
//+++++++++QUINTA CUERDA 5ta (A): 110,00 Hz+++++++++++++++++++
if ((frequency >=96)&&(frequency <=124))
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" 5A STANDARD ");
if ((frequency >=96)&&(frequency <=109))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>>TENSANDO<<<<");
}
if ((frequency >109)&&(frequency <111))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>>AFINADA<<<<<");
}
if ((frequency >=111)&&(frequency <=124))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>AFLOJANDO<<<<");
}
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 46 -
}
//++++++++++++QUINTA CUERDA 5ta (A): 110,00 Hz++++++++++++++++++
//++++++++++SEXTA CUERDA 6ta (E): 82,41 Hz+++++++++++++++++++
if ((frequency >=68)&&(frequency <=96))
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" 6E STANDARD ");
if ((frequency >=68)&&(frequency <=81))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>>TENSANDO<<<<");
}
if ((frequency >81)&&(frequency <83))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>>AFINADA<<<<<");
}
if ((frequency >=83)&&(frequency <=96))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">>>AFLOJANDO<<<<");
}
}
//++++++++++SEXTA CUERDA 6ta (E): 82,41 Hz+++++++++++++++++
}
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 47 -
Como se puede observar se repite la misma sentencia de pasos para las diferentes
cuerdas, solo que con diferentes márgenes de frecuencia pues la primera cuerda
de la guitarra eléctrica necesita estar en 329,63 Hz para estar afinada en la nota
“mi”, la segunda en 246.94 Hz para estar en “si”, la tercera en 196.00Hz para estar
en “sol”, la cuarta en 146.83 Hz para estar en “re” la quinta en 110 Hz para estar
en “la” y la sexta en 82.41 Hz para estar en “mi”.
Ahora se procede a compilarlo para ver que no tenga algún detalle como ya antes
se había explicado (Figura 31) y si se compilo satisfactoriamente después se
procede a descargarlo (Figura 32) y se prueba su correcto funcionamiento en el
circuito montado.
Como ejemplo para probarlo rasgueamos la sexta cuerda, lo que nos proporciona
la lectura que se muestra en la Figura 37 en el monitoreo serial, que son 82.78 Hz,
por lo que se espera que en el LCD se muestre el mensaje “6E STANDARD
>>>>AFINADA<<<<<” y en efecto el mensaje deseado se muestra en la pantalla
LCD como se observa en la Figura 38.
Figura 37.-"Monitoreo Serial de la Variable frequency Rasgueando la Sexta Cuerda"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 48 -
Figura 38.-"Texto Escrito en la Pantalla LCD por la Señal de Vibración del Rasgueo de la Sexta Cuerda"
En otro ejemplo para poder visualizar si el circuito funciona de forma adecuada
rasgueamos la tercera cuerda, en este caso la frecuencia que podemos visualizar
en el monitoreo serial (Figura 39) es de 193.83 Hz, lo que significa que la cuerda
no está afinada, esta floja y por lo consiguiente en la pantalla LCD nos debe
mostrar el mensaje “3G STANDARD >>>>TENSANDO<<<<” e igual en efecto nos
muestra ese mensaje en nuestra pantalla LDC como se observa en la Figura 40.
Figura 39.-"Monitoreo Serial de la Variable frequency Rasgueando la Tercera Cuerda"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 49 -
Figura 40.-"Texto Escrito en la Pantalla LCD por la Señal de Vibración del Rasgueo de la Tercera Cuerda"
Hasta este momento se hizo el circuito de afinación para que sea de forma manual
para el usuario, pues al observar el mensaje desplegado en la pantalla LCD le
mostrara la acción que deberá realizar el usuario para poder afinar la guitarra
eléctrica correctamente.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 50 -
2.2.6 Motor Paso a Paso y su Montaje.
En esta parte se automatizará el sistema de engranaje mediante un motor a pasos,
que hará la acción de giro dependiendo la acción de control que le mande el
Arduino UNO que analizo previamente la señal de vibración de la guitarra eléctrica.
Se utilizó un motor paso a paso a 5 hilos con lo cual se concluye que es un motor
paso a paso unipolar, pero en la forma en la que lo configuraremos hará las
acciones de un bipolar. De los 5 hilos solo se ocuparán 4 para la correcta conexión
con el Arduino UNO. En este caso lo más importante para el montaje del mismo
es saber la combinación y sentido de las bobinas que se encuentran dentro del
motor paso a paso con respecto a los cables de salida del mismo. Para poder
comprobar el sentido del mismo y la bobina que maneja cada uno de los cables se
recomienda seguir los siguientes pasos:
1.-Encontrar el cable que es común.
2.-Conectar el cable común del motor paso a paso a 0V y probar mediante pulsos
de 5V que bobina es la que se energiza y donde se ubica el eje del rotor.
3.-Analizar y encontrar una secuencia lógica de giro misma que nos ayude a poder
realizar la programación del mismo.
Ya una vez encontrado la secuencia lógica del motor paso a paso se procede a la
conexión de este al Arduino UNO, pero antes de esto se debe saber que se
necesita usar un L293D para su conexión. La función que hace el integrado L293D
es que al tener un puente H dual dentro del puede controlar de forma perfecta el
par de bobinas que necesitamos, aparte de tener la ventaja de que permite ser
alimentado desde una fuente externa, dependiendo de la tensión/corriente que
necesitemos para el modelo de motor utilizado. Para su conexión se necesita
conocer el encapsulado L293D que se muestra en la Figura 41.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 51 -
En el pin uno y el nueve se encuentran Enable 1 y Enable 2 que habilitaran o
deshabilitaran cierta parte del encapsulado, para nuestra aplicación siempre
estarán habilitados por lo que se conectan a los 5V de alimentación para tener un
1 lógico en esas entradas.
En el pin dos, siete, diez y quince que son Input 1, Input 2, Input 3 e Input 4
respectivamente se conectaran a las señales de control proporcionadas por el
Arduino UNO para el manejo del giro y el pin tres, seis, once y catorce que son
Output 1, Output 2, Output 3 y Output 4 respectivamente serán conectados al
motor paso a paso que realizaran la acción de giro enviada por el Arduino UNO.7
Los pines cuatro, cinco, trece y doce se conectan a tierra (GND) y el pin dieciséis
que es Vss ira a 5V. Todas estas conexiones se pueden ver más a detalle en la
Figura 42.
Figura 41.-"Encapsulado L293D"
7 (Programación en Arduino de Motor a Pasos, 2015)
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 52 -
Figura 42.-"Diagrama de Conexiones del Encapsulado L293D"
La conexión del motor paso a paso a Arduino UNO se agrega a los circuitos ya
antes diseñados, con lo que quedaría el montaje del circuito como se muestra en
la Figura 43 ya junto a la pantalla LCD y el circuito pasa bajas.
Figura 43.-"Diagrama de Conexión Motor Paso a Paso, LCD con Arduino UNO y Circuito Pasa Bajas"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 53 -
En la Figura 44 se puede observar una fotografía del circuito de conexión de un
motor paso a paso mediante el puente H del encapsulado L293D, la pantalla LCD
y el circuito pasa bajas ya montados en un protoboard y conectadas después al
Arduino UNO que realizara el control de la señal de la guitarra eléctrica.
Figura 44.-"Fotografía del Montaje Guitarra Eléctrica-Circuito Pasa Bajas-Arduino UNO-LCD y Motor Paso a Paso"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 54 -
2.2.7 Estrategia de Control de Posición del Motor Paso a Paso.
La estrategia de Control que es utilizada para el manejo del giro del motor paso a
paso es Control por Retroalimentación o también llamada Control por Lazo
Cerrado. Este tipo de control alimenta al controlador con una señal de error de
actuación que es la diferencia entre la señal de entrada y la salida de
realimentación a fin de reducir el error y llevar la salida del sistema a un valor
conveniente, esto se ve reflejado en la Figura 45 donde se muestran las partes
que conforman un lazo de control retroalimentado.
Figura 45.- "Control por Retroalimentación"
Basándose en la estructura general del control por retroalimentación se creo el
lazo de control mostrado en la Figura 46, en el cual se relaciona y detalla como
es que actúa cada parte del sistema comparada con el lazo de control por
retroalimentación.
1. Elemento de comparación: Este elemento compara el valor requerido o de
referencia de la variable por controlar con el valor medido de lo que se obtiene a
la salida, y produce una señal de error la cual indica la diferencia del valor
obtenido a la salida y el valor requerido, acción que realizo la tarjeta Arduino
UNO.
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 55 -
2. Elemento de control: Este elemento se encarga de decidir que acción tomar
cuando se recibe una señal de error, misma acción que lleva a cabo el
microcontrolador que se encuentra en la tarjeta Arduino UNO.
3. Elemento de corrección: Este elemento se utiliza para producir un cambio en
el proceso al eliminar el error. Este proceso lo realiza el motor paso a paso al
girar para cambiar la tensión que ejerce la cuerda de la guitarra eléctrica.
4. Elemento de proceso: El proceso o planta, es el sistema dónde se va a
controlar la variable, que para el caso de esta aplicación es el sistema de
engranaje de la guitarra eléctrica.
5. Elemento de medición o sensor: Este elemento produce una señal relacionada
con la condición de la variable controlada, y proporciona la señal de
realimentación al elemento de comparación para determinar si hay o no error. La
pastilla de la guitarra eléctrica es quien produce una tensión en relación a la
tensión en la que se encuentra la cuerda de la guitarra eléctrica.
Figura 46.-"Control por Retroalimentación Aplicado al Sistema de Afinación de una Guitarra Eléctrica"
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 56 -
2.2.8 Programación del Motor Paso a Paso en la Interfaz Arduino
Se hará la programación del motor paso a paso junto al circuito pasa bajas, la
pantalla LCD y Arduino UNO, así que se retomaran las líneas de código antes
vistas del circuito pasa bajas para la lectura de la vibración y de la pantalla LCD y
se agregaran nuevas, las cuales serán explicadas como comentario en cada una
de ellas.
#include <FreqMeasure.h>
#include <LiquidCrystal.h>
#include <Wire.h>
#include <Stepper.h> //Se agrega la libreria que contiene los comandos del
motor paso a paso
const int stepsPerRevolution = 48; // Variable que indica el numero de pasos
por revolución para el motor paso a paso.
const int speedRPM = 60; //Variable de RPM
int steps; // Variable que tomara el valor de pasos para avanzar
LiquidCrystal lcd(7, 9, 10, 11 , 12, 13);
Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 0,1,2,3); // Señalamos los pines a
utilizar para el control del motor a pasos y el numero de pasos por revolución
void setup() {
myStepper.setSpeed(speedRPM); //Le damos una velocidad a 60 RPM
FreqMeasure.begin();
lcd.begin(16, 2);
lcd.print(" BIENVENIDO! ");
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 57 -
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" GUITAR TUNER ");
}
double sum=0;
int count=0;
float frecuency ;
void loop() {
if (FreqMeasure.available()) {
sum = sum + FreqMeasure.read();
count = count + 1;
if (count > 350) {
float frequency= FreqMeasure.countToFrequency(sum / count);
afinador(frequency);
sum = 0;
count = 0;
}
}
}
void afinador(float frequency)
{
//++++++++++++PRIMERA CUERDA 1ra (E): 329,63 Hz++++++++++
if ((frequency >=315)&&(frequency <=343))
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 58 -
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" 1E STANDARD ");
if ((frequency >=315)&&(frequency <=328))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">TENSANDO< ");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency); //Se imprime la variable frequency en el LCD
steps=(frequency-315)*8; //Asigna a la variable steps el valor de la
relación de la frecuencia con el giro del motor
myStepper.step(steps); //Realiza el giro dependiendo el valor de steps
que tiene que ser positivo
}
if ((frequency >328)&&(frequency <330))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">AFINADA< ");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
}
if ((frequency >=330)&&(frequency <=343))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">AFLOJANDO<");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 59 -
steps=(343-frequency)*8; //Asigna a la variable steps el valor de la
relación de la frecuencia con el giro del motor
myStepper.step(-steps); //Realiza el giro dependiendo el valor de steps
que tiene que ser negativo
}
}
//+++++++++PRIMERA CUERDA 1ra (E): 329,63 Hz+++++++++++++++++
//++++++++SEGUNDA CUERDA 2da (B): 246,94 Hz++++++++++++++++
if ((frequency >=233)&&(frequency <=261))
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" 2B STANDARD ");
if ((frequency >=233)&&(frequency <=246))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">TENSANDO< ");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
steps=(frequency-233)*8;
myStepper.step(steps);
}
if ((frequency >246)&&(frequency <248))
{
lcd.setCursor(0, 1);
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 60 -
lcd.print(">AFINADA< ");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
}
if ((frequency >=248)&&(frequency <=261))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">AFLOJANDO<");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
steps=(261-frequency)*8;
myStepper.step(-steps);
}
}
//++++++++SEGUNDA CUERDA 2da (B): 246,94
Hz++++++++++++++++++++
//+++++++TERCERA CUERDA 3ra (G): 196,00 Hz+++++++++++++
if ((frequency >=182)&&(frequency <=210))
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" 3G STANDARD ");
if ((frequency >=182)&&(frequency <=195))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">TENSANDO< ");
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 61 -
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
steps=(frequency-182)*8;
myStepper.step(steps);
}
if ((frequency >195)&&(frequency <197))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">AFINADA< ");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
}
if ((frequency >=197)&&(frequency <=210))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">AFLOJANDO<");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
steps=(210-frequency)*8;
myStepper.step(-steps);
}
}
//+++++++++TERCERA CUERDA 3ra (G): 196,00 Hz++++++++++++++++++
//++++++++CUARTA CUERDA 4ta (D): 146,83 Hz++++++++++++++++
if ((frequency >=133)&&(frequency <=161))
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 62 -
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" 4D STANDARD ");
if ((frequency >=133)&&(frequency <=146))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">TENSANDO< ");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
steps=(frequency-133)*8;
myStepper.step(steps);
}
if ((frequency >146)&&(frequency <148))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">AFINADA< ");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
}
if ((frequency >=148)&&(frequency <=161))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">AFLOJANDO<");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
steps=(161-frequency)*8;
myStepper.step(-steps);
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 63 -
}
}
//+++++++++++CUARTA CUERDA 4ta (D): 146,83
Hz+++++++++++++++++++
//+++++++++++QUINTA CUERDA 5ta (A): 110,00 Hz++++++++++++++++
if ((frequency >=97)&&(frequency <=124))
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" 5A STANDARD ");
if ((frequency >=97)&&(frequency <=109))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">TENSANDO< ");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
steps=(frequency-97)*8;
myStepper.step(steps);
}
if ((frequency >109)&&(frequency <111))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">AFINADA< ");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
}
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 64 -
if ((frequency >=111)&&(frequency <=124))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">AFLOJANDO<");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
steps=(124-frequency)*8;
myStepper.step(-steps);
}
}
//+++++++++++QUINTA CUERDA 5ta (A): 110,00 Hz+++++++++++
//++++++++SEXTA CUERDA 6ta (E): 82,41 Hz++++++++++++++
if ((frequency >=68)&&(frequency <=96))
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" 6E STANDARD ");
if ((frequency >=68)&&(frequency <=81))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">TENSANDO< ");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
steps=(frequency-68)*8;
myStepper.step(steps);
}
if ((frequency >81)&&(frequency <83))
Automatización del Sistema de Engranaje Correspondiente a la Afinación de una Guitarra Eléctrica a
través de la Vibración de las Cuerdas. Capítulo 2. Desarrollo
- 65 -
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">AFINADA< ");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
}
if ((frequency >=83)&&(frequency <=96))
{
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">AFLOJANDO<");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print(frequency);
steps=(96-frequency)*8;
myStepper.step(-steps);
}
}
//++++++++SEXTA CUERDA 6ta (E): 82,41 Hz+++++++++++++++
}
Se hicieron algunas modificaciones respecto al programa donde solo se tenía el
circuito pasa bajas, la pantalla LCD y el Arduino UNO pues ahora en la pantalla
LCD se muestra la vibración de la cuerda de la guitarra en vez de monitorearla
mediante el Monitoreo Serial en la computadora, con el fin de que la vibración
pueda ser leída en cualquier momento y sin tener que estar conectada a una PC,
así mismo se agregaron las líneas de código correspondientes al movimiento del
motor paso a paso respecto a la señal obtenida por el Arduino UNO de la
guitarra eléctrica.
Automatización del sistema de engranaje correspondiente a la afinación de una guitarra eléctrica a través
de la vibración de las cuerdas. Capítulo 3. Costos y Análisis de Mercado
- 66 -
Capítulo 3. COSTOS Y ANALISIS DE MERCADO DE
GUITARRAS ELECTRICAS
3.1 Análisis de Mercado
Para desarrollar el análisis de mercado aunaremos en el tamaño de mercado,
competencia, clientes y ventajas del producto ante la competencia directa.
Este mercado en particular abarca varios aspectos, desde los afinadores
tradicionales, digitales y en este caso automáticos para instrumentos musicales de
cuerdas. Para abarcar solo el panorama que corresponde se enfocara solo en los
afinadores automáticos para guitarra eléctrica. La automatización de la afinación
de guitarras eléctricas ha tenido auge a partir de años recientes, ya que la
tecnología ha alcanzado sistemas que en un pasado se veían muy distantes, es
por eso que se abrió este tipo de mercado recientemente con el objetivo de
automatizar el sistema de afinación para satisfacer las necesidades y reducir el
tiempo que se tardaría un usuario de forma manual. Este tipo de afinación puede
ser ocupado en otros instrumentos de cuerdas como lo es el bajo eléctrico por lo
que el tamaño de mercado crece considerablemente a favor.
La competencia de este tipo de tecnología no existía, no fue sino a partir del año
2007 que la marca Gibson hizo un parte aguas al sacar su modelo de guitarra
“Gibson Robot Guitar” que consistía en una guitarra Gibson Les Paul que era
capaz de afinarse sola con rasguear cada una de las cuerdas y con opción de
afinaciones diferentes a la Standard. Su costo de este fue muy elevado, se cotizo
entre $2500 y $3000 dólares ($37000-$45000 M/N) ya que solo se hicieron 4000
piezas para la región de Estados Unidos. A partir de ahí la empresa llamada
Automatización del sistema de engranaje correspondiente a la afinación de una guitarra eléctrica a través
de la vibración de las cuerdas. Capítulo 3. Costos y Análisis de Mercado
- 67 -
Tronical Tuner en el año 2012-2013 lanzo al mercado el afinador automático
llamado Min-E Tune que sustituye por completo el mecanismo de afinación de la
guitarra eléctrica por uno diseñado por la marca Tronical Tuner, este aún es muy
caro pues su costo aproximado en el mercado es de $4500 a $5500 M/N por la
poca producción y modelos que abarco este tipo de afinador. Otro tipo de afinador
es el semiautomático que consta de un afinador electrónico con un pequeño motor
que se tiene que ir intercambiando manualmente entre las clavijas de cada cuerda,
su precio de esta ronda entre $2000 y $2500 M/N al presumir de ser más exacto
que la forma manual tradicional. En la Tabla 2 se muestra de forma comparativa
cada uno de los tipos de afinadores o sistemas automatizados que afinan la
guitarra eléctrica, así como su descripción y el costo que cada uno de ellos tiene.
Como se puede notar el mercado de este tipo de nueva tecnología es muy cerrado
por lo que es un terreno amplio para nuevos proyectos que cumplan la misma
función, con un costo más accesible al cliente y aplicando el mismo principio de
funcionamiento.
Competencia
(Dispositivo)
Descripción Costo
Gibson Robot
Guitar de la
marca Gibson
Contiene una guitarra eléctrica Les Paul con
el sistema de afinación automatizado para ese
modelo de guitarra eléctrica instalado.
$37000 M/N
$45000 M/N
Min-E Tune de la
marca Tronical
Tune
Sistema automatizado que reemplaza el
engranaje de fábrica de la guitarra eléctrica.
$4500 M/N
$5500 M/N
Tabla 2.-"Comparación de Competencia Directa de Afinadores Automáticos"
Automatización del sistema de engranaje correspondiente a la afinación de una guitarra eléctrica a través
de la vibración de las cuerdas. Capítulo 3. Costos y Análisis de Mercado
- 68 -
El tipo de cliente al que va dirigido este tipo de producto es para aquel que tenga
una solvencia económica media que le permita automatizar su guitarra eléctrica,
en general a músicos principiantes hasta experimentados que necesitan reducción
de tiempo en su afinación en un evento en vivo de forma precisa y confiable. Al
ser compatible con la afinación de otros instrumentos de cuerda como lo son los
bajos eléctricos se puede expandir nuestro tipo de cliente tanto a guitarristas y
bajistas, lo cual nos favorece.
Las ventajas que ofrece el producto respecto a lo que existe en el mercado es un
sistema de automatización personalizado al modelo y tipo de instrumento musical,
ya sea guitarra eléctrica o bajo eléctrico. En el mercado no existe una
automatización de la afinación de un bajo eléctrico, por lo que este tipo de afinador
seria pionero en ese ámbito sin competencia alguna directa. El costo de
producción del mismo tomando en cuenta componentes físicos, horas de
programación de software y mano de obra invertida se reduce a casi la mitad
comparado con los que se encuentran actualmente en el mercado teniendo en
cuenta que estos también solo sirven para ciertos tipos modelos de guitarra
eléctrica.
Automatización del sistema de engranaje correspondiente a la afinación de una guitarra eléctrica a través
de la vibración de las cuerdas. Capítulo 3. Costos y Análisis de Mercado
- 69 -
3.2 Costos
En la Tabla 3 se puede ver el costo de cada componente, así como la cantidad
que se utilizó y el costo total, en la Tabla 4 el costo por la elaboración de los
circuitos y la programación del mismo.
Componente Cantidad Precio
Arduino UNO Rev3 1 $215.00 M/N
Encapsulado CD4093BE 1 $8.00 M/N
Transistor 2N2222A 1 $10.50 M/N
Capacitor 10uF 1 $3.00 M/N
Capacitor 0.1uF 1 $3.00 M/N
Resistencia 470K ohms 1 $0.50 M/N
Resistencia 3.3K ohms 2 $1.00 M/N
Resistencia 330 ohms 1 $0.50 M/N
LCD 16x2 JHD-162A 1 $115.00 M/N
Puente H L293D 1 $60.00 M/N
Plug Hembra 6.3mm 1 $5.00 M/N
Motor a pasos Unipolar 1 $50.00 M/N
Cables y conectores Aprox. 30 $20.00 M/N
TOTAL $491.50 M/N Tabla 3.-"Componentes Utilizados, Cantidad y Precio"
Trabajo Costo producido
Horas de programación $500.00 M/N
Diseño de circuitos $500.00 M/N
Elaboración física de circuitos
$250.00 M/N
TOTAL $1250.00 M/N Tabla 4.-"Trabajo Realizado y Costo Producido"
Por la realización del trabajo completo y la compra de todos los componentes
utilizados se tiene un costo total de $1741.50, tomando en cuenta que el costo por
el tiempo de programación, diseño de circuitos y elaboración física es en
proporción al N° de piezas que se realicen. Esto conlleva a ser más accesible al
bolsillo de cualquier usuario comparado con lo que actualmente se está ofertando
en el mercado musical.
Automatización del sistema de engranaje correspondiente a la afinación de una guitarra eléctrica a través
de la vibración de las cuerdas. Conclusiones
- 70 -
Conclusiones
Con el paso del tiempo y el auge de nuevas tecnologías, todos los aspectos de la
vida cotidiana del hombre sufren cambios. Con la automatización del sistema de
engranaje de los clavijeros de una guitarra eléctrica se logró mayor exactitud y
precisión en la afinación musical, así como reducción de tiempos de espera que
se ocasionarían si el usuario lo hiciera de forma manual. Se redujeron los costos
comparado con sistemas que ofrecen un producto similar y que se encuentran
dentro del mercado.
Al conocer más a fondo el tipo de señal que nos otorgaba la guitarra eléctrica a
través de sus pastillas, se redujo el ruido y se cuantifico de forma que pudiera ser
más fácilmente manipulada para la programación del Arduino UNO, esto ayudo a
controlar el número de pasos que necesita girar el motor para alcanzar la nota
musical que se buscaba.
El panorama del control y la automatización es muy amplio, con lo que cualquier
tipo de proceso puede tener un mejor y mayor rendimiento, en este caso el enfoque
fue hacia el ámbito musical con lo que se demuestra que el control y la
automatización son técnicas eficaces para el tratamiento y resolución de
problemas comunes o complejos pues estas constantemente se actualizan con las
nuevas tecnologías que surgen en el día a día.
Con esto la automatización del sistema de engranaje de la guitarra eléctrica queda
explicado paso a paso completamente, desde la obtención de la señal eléctrica a
través de la guitarra eléctrica, como se quita el ruido de la misma mediante el
circuito pasa bajas, la interacción mediante una LCD y la automatización mediante
un motor paso a paso que de manera precisa acomoda es sistema de engranaje
correspondiente a la afinación de la guitarra eléctrica.
Automatización del sistema de engranaje correspondiente a la afinación de una guitarra eléctrica a través
de la vibración de las cuerdas. Referencias y Bibliografía
- 71 -
Referencias
Comunidad Arduino http://www.arduino.cc/. (10 de Septiembre de 2014).
Recuperado el 10 de Septiembre de 2014, de Comunidad Arduino:
http://www.arduino.cc/
FreqMeasure Library Arduino
https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_FreqMeasure.html. (s.f.). Recuperado
el 10 de Septiembre de 2014, de PJRC FreqMeasure Library:
https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_FreqMeasure.html
GuiatLine.es http://www.guitarraline.es/historia_de_la_guitarra.htm. (5 de Agosto
de 2014). Recuperado el 5 de Agosto de 2014, de GuitarLine.es:
http://www.guitarraline.es/historia_de_la_guitarra.htm
Programación en Arduino de Motor a Pasos http://diymakers.es/mover-motores-
paso-paso-con-arduino/. (8 de Enero de 2015). Recuperado el 8 de Enero
de 2015, de http://diymakers.es/mover-motores-paso-paso-con-arduino/
Bibliografía
Boystad, R. (2009). Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos
(Decima ed.). México: Pearson.
Oppenheim, A. V. (1998). Señales y Sistemas (Segunda ed.). México: Pearson.
Rito, M. C. (2012). Electrónica (Tercera ed.). México, México: Patria.