LA BATERÍA MIDI
Este proyecto, consistió en el armado casero de una batería musical que trabaje con señales MIDI,
utilizando un Arduino MEGA 2560 R3.
Lo primero a tener en cuenta es el tipo de parches a utilizar.
Aquí existirían dos posibilidades, una simple, en la que de alguna manera al golpear
el parche se cierre un circuito eléctrico, como si se tratase de un pulsador, que
da lugar a que el sonido producido al golpear el parche sea siempre el mismo, sin los
matices propios de expresión que brinda en la batería real el golpear más suave o más
fuerte. La otra posibilidad es utilizar algún tipo de sensor que posea la capacidad de
medir la intensidad del golpe y traducirlo en una señal eléctrica que transmita dicha
información al sistema, para que produzca un sonido acorde a la intención del ejecutante.
En este caso, se optó por la versión más completa, que permite registrar las expresiones
en función de la intensidad de los golpes. Para lograrlo, se optó por utilizar micrófonos
piezoeléctricos, como el que se muestra en la siguiente imagen:
Estos micrófonos se pueden conectar en forma directa a las entradas analógicas del Arduino,
con el cable que parte del disco más grande conectada a masa y la del disco menor
a la entrada analógica, pero teniendo la precaución de agregar entre la masa y el
punto de entrada, un resistor de 1 megaohm y un diodo zener de 5.1V (en paralelo con el
elemento piezoeléctrico) para proteger la entrada analógica del Arduino contra posibles
señales que excedan los 5.1 voltios.
Físicamente, se debe proporcionar un cuerpo a cada sensor para convertirlo en un
parche que brinde una sensación en algo similar a la de estar tocando una batería real.
En este caso, se optó por pegar los sensores a DVDs en desuso y cubrirlos con un disco de
goma eva de igual tamaño pegado encima sólo en sus bordes.
El aspecto de los mismos puede verse en la siguiente imagen:
.jpg)
Una vez en funcionamiento la batería, se notó que los parches funcionaban sólo al golpearlos
en su centro, cuando el golpe incidía en el disco central del sensor piezoeléctrico, por lo
que se optó colocar en contacto con este disco algún elemento de mayor tamaño que transmita
las vibraciones al mismo. Luego de probar diferentes opciones, se optó por discos de cartón duro
de diámetro un centímetro menor al del DVD usado como base, y adherido al disco central del
sensor mediante una tirita de material engomado a ambos lados, y sobre esta estructura, finalmente
el disco de goma eva.
En este caso en particular, como puede verse en la imagen de portada, se eligieron colores
en función del tipo de elemento que representa cada parche al configurar la batería en una
forma estándar, utilizando parches negros para los sonidos más bajos, azules para los
tambores tipo 'snare', violeta para los tambores tipo 'Tom', verde para los platillos,
y un parche amarillo para el platillo de remate.
Los parches fueron montados sobre una placa de fibrofácil de 35x45 cm, separados de la misma
mediante tubos de cartón (tomados de rollos de papel de cocina) en los que uno de los extremos
para algunos parches, fue cortado en ángulo, para proporcionar al parche cierta inclinación
para que resulte más natural acceder a ellos al tocar. Se utilizó pegamento para unir los
parches a los tubos y los tubos a la placa de fibrofácil, y se pintó todo de color negro
para dar al dispositivo un mejor aspecto.
Por supuesto, para golpear los parches, se utilizaron baquetas reales. En este caso en
particular, se deseaba que el instrumento fuera lo más silencioso posible al golpear los
parches, de modo de poder utilizarlo a altas horas de la noche, con auriculares, sin
perturbar a los vecinos, lo que se logró agregando a las baquetas unos trozos de gamuza en
cada punta.
La siguiente figura muestra un esquema de las conexiones efectuadas:
Por razones de espacio, en el esquema anterior se muestra un solo sensor piezoeléctrico conectado
al puerto de entrada analógico 'A0' del Arduino, pero se debe repetir ese coonexionado para cada
parche de la batería, utilizando los otros puertos libres ('A1', 'A2', etc).
El código utilizado para programar el Arduino es el siguiente:
#line 1 'Bateria_MIDI.ino'
#include 'Arduino.h'
// Mapeo entre las teclas o pulsadores numerados según su posición física en el equipo
// y los números identificadores de los puertos a los que se hallan conectados
#define tecla0 3
#define tecla1 4
#define tecla2 5
#define tecla3 6
#define tecla4 7
// Asignación de un nombre a cada instrumento del banco MIDI
#define primerInstrumento 13
#define _13_TaikoDrum 13
#define _14_TaikoDrum 14
#define _15_FilterSnap 15
#define _16_NoiseSlap 16
#define _17_ScratchHi 17
#define _18_ScratchHi 18
#define _21_MetClick1 21
#define _22_MetClick2 22
#define _23_MetClick2 23
#define _24_MetClick2 24
#define _25_OrchSnare 25
#define _26_BrushSwirl 26
#define _27_FilterSnap 27
#define _28_NoiseSlap 28
#define _29_ScratchLo 29
#define _30_ScratchHi 30
#define _31_Sticks 31
#define _32_Sinetick 32
#define _33_MetClick1 33
#define _34_MetClick2 34
#define _35_Kick1 35
#define _36_Kick2 36
#define _37_Rim 37
#define _38_Snare1 38
#define _39_Clap 39
#define _40_Snare2 40
#define _41_LowFloorTom 41
#define _42_HiHatClosed 42
#define _43_LowFloorTom 43
#define _44_HiHatFoot 44
#define _45_LowTom 45
#define _46_HiHatOpen 46
#define _47_LowMidTom 47
#define _48_LowMidTom 48
#define _49_CrashCymbal 49
#define _50_HighTom 50
#define _51_RideCymbal 51
#define _52_ChinaCrash 52
#define _53_MRideBell 53
#define _54_Tambourine 54
#define _55_SplashCymbal 55
#define _56_CowBell 56
#define _57_SplashCymbal 57
#define _58_VibraSlap 58
#define _59_SplashCymbal 59
#define _60_BongoRim 60
#define _61_LowBongo 61
#define _62_ClosedSlap 62
#define _63_HighConga 63
#define _64_LowTumba 64
#define _65_TimbaleHi 65
#define _66_TimbaleLo 66
#define _67_HighAgogo 67
#define _68_LowAgogo 68
#define _69_Cabasa 69
#define _70_Maracas 70
#define _71_ShortWhistle 71
#define _72_ShortWhistle 72
#define _73_GuiroDown 73
#define _74_GuiroUp 74
#define _75_Clave 75
#define _76_HighWoodBlock 76
#define _77_LowWoodblock 77
#define _78_CuicaHi 78
#define _79_CuicaLo 79
#define _80_Triangle 80
#define _81_Triangle 81
#define _82_SmallShaker 82
#define _83_SleighBells 83
#define _84_BellTree 84
#define _85_Castanet 85
#define _86_TaikoDrum 86
#define _87_TaikoDrum 87
#define ultimoInstrumento 87
// Umbral de sensibilidad de los sensores piezoeléctricos, se utiliza para evitar falsas activaciones
const int umbral = 100;
// Definición de las funciones a implementar
void setup();
void loop();
void noteOn(byte nota, byte velocidad);
void noteOff(byte nota, byte velocidad);
void enviarMensajeMIDI(byte comando, byte dato1, byte dato2);
// Variables globales
uint8_t i, item, estado = 1;
uint8_t parche[11] = {_51_RideCymbal, _49_CrashCymbal, _46_HiHatOpen, _42_HiHatClosed, _35_Kick1, _45_LowTom, _47_LowMidTom, _40_Snare2, _38_Snare1, _41_LowFloorTom, _41_LowFloorTom};
uint16_t lectura[11] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
uint16_t velocidad[11] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
uint8_t activo[11] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
uint8_t anterior[11] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
uint8_t modoProgramacion = 0;
uint8_t parcheElegido = 0;
uint8_t instrumentoElegido = primerInstrumento;
// función de configuración inicial del Arduino
void setup() {
// En los puertos digitales se debe indicar si son entrada o salida
pinMode(1,INPUT);
pinMode(3,INPUT);
pinMode(4,INPUT);
pinMode(5,INPUT);
pinMode(6,INPUT);
pinMode(7,INPUT);
// Apertura del puerto serie al que está acoplado el conector MIDI
// las interfaces MIDI trabajan siempre a 31.250 baudios
Serial.begin(31250);
// Apagado de todas las notas de los 16 canales del MIDI
// Para asegurar que inicialmente haya silencio
for (i=0; i<16; i++) {
enviarMensajeMIDI(176+i,123,0);
}
}
// Función que se ejecuta constantemente una vez iniciado el Arduino
void loop() {
// Este lazo se encarga de barrer todos los 11 sensores utilizados
for(item=0; item<11; item++){
if ( digitalRead(tecla1) == HIGH ) { // Primer tecla
noteOn(22,90);
noteOff(22,90);
if ( modoProgramacion == 0 ) {
modoProgramacion = 1;
} else {
modoProgramacion = 0;
}
delay(300);
}
if ( modoProgramacion == 1 ) { // PROGRAMACIÓN ON/OFF
if( analogRead(item) > umbral ) {
parcheElegido = item;
instrumentoElegido = parche[item];
}
if ( digitalRead(tecla2) == HIGH ) { // ELEGIR INSTRUMENTO ANTERIOR
if ( instrumentoElegido != primerInstrumento ) {
instrumentoElegido--;
}
noteOn(instrumentoElegido,90);
noteOff(instrumentoElegido,90);
delay(300);
}
if ( digitalRead(tecla3) == HIGH ) { // ELEGIR SIGUIENTE INSTRUMENTO
if ( instrumentoElegido != ultimoInstrumento ) {
instrumentoElegido++;
}
noteOn(instrumentoElegido,90);
noteOff(instrumentoElegido,90);
delay(300);
}
if ( digitalRead(tecla4) == HIGH ) { // ASIGNAR EL INSTRUMENTO ELEGIDO
noteOn(24,90);
noteOff(24,90);
delay(300);
parche[parcheElegido] = instrumentoElegido;
modoProgramacion = 0;
}
} else {
// El pulsador 'tecla0' permite seleccionar entre los parches estándar de batería
// y otra configuración con bongos e instrumentos afines, se pueden agregar más
// configuraciones preestablecidas
if ( digitalRead(tecla0) == HIGH ) {
estado++;
if (estado>2) {
estado = 1;
}
if ( estado == 1) {
parche[0] = _51_RideCymbal;
parche[1] = _49_CrashCymbal;
parche[2] = _46_HiHatOpen;
parche[3] = _42_HiHatClosed;
parche[4] = _35_Kick1;
parche[5] = _45_LowTom;
parche[6] = _47_LowMidTom;
parche[7] = _40_Snare2;
parche[8] = _38_Snare1;
parche[9] = _41_LowFloorTom;
}
if ( estado == 2) {
parche[0] = _54_Tambourine;
parche[1] = _53_MRideBell;
parche[2] = _56_CowBell;
parche[3] = _39_Clap;
parche[4] = _35_Kick1;
parche[5] = _64_LowTumba;
parche[6] = _60_BongoRim;
parche[7] = _61_LowBongo;
parche[8] = _63_HighConga;
parche[9] = _41_LowFloorTom;
}
}
if( analogRead(item) > umbral ) {
anterior[item] = millis()+30;
if ( millis() > anterior[item] ) {
velocidad[item] = analogRead(item) / 8;
activo[item] = 1;
}
if ( activo[item] == 1) {
noteOn(parche[item], velocidad[item]);
noteOff(parche[item], velocidad[item]);
activo[item] = 0;
}
}
}
}
}
void noteOn(unsigned char nota, unsigned char velocidad) {
enviarMensajeMIDI(0x99, nota, velocidad);
}
void noteOff(unsigned char nota, unsigned char velocidad) {
enviarMensajeMIDI(0x89, nota, velocidad);
}
void enviarMensajeMIDI(unsigned char comando, unsigned char dato1, unsigned char dato2) {
Serial.write(comando);
Serial.write(dato1);
Serial.write(dato2);
}