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Numero RAE: Fecha de Elaboración: 14 / 06 / 2011
Paginas: 86 Año: 2011
Título: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA GUITARRA HÍBRIDA (ELÉCTRICA Y MIDI)
Autores: Camilo Llano Murcia.
Jonathan Felipe Muriel Pérez.
Juan Diego Ramírez Florez.
Publicación: Biblioteca Fray Alberto Montealegre Gonzáles, Universidad De San Buenaventura (Bogotá)
Unidad Patrocinante: Facultad De Ingeniería
Palabras Clave: MIDI, Interfaz de audio, Guitarra Eléctrica, Microcontrolador, Amplificador Operacional, Convertidor Análogo Digital, Micrófono Piezoeléctrico, Micrófono Humbucker.
Descripción: Proyecto realizado por estudiantes de la carrera Ingeniería de Sonido de la Universidad de San Buenaventura sede Bogotá, con el fin de desarrollar un controlador MIDI con las especificaciones de una guitarra eléctrica convencional que no comprometa la estructura física del instrumento y realice una buena conversión A/D de lo que el músico interprete.
Objetivo General: Diseñar y construir un controlador digital basado en la especificación MIDI 1.0 con las características propias de una guitarra eléctrica.
Objetivos Específicos:
• Identificar las características fundamentales de la guitarra para su óptimo desempeño como instrumento y su comportamiento como controlador.
• Determinar las características de la especificación MIDI 1.0 en cuanto a funcionamiento y comportamiento.
• Programar y configurar el microprocesador con la especificación MIDI 1.0 teniendo en cuenta las características de la guitarra y su doble
funcionamiento como controlador y como instrumento.
Ejes Temáticos: • Especificación MIDI 1.0
• Amplificadores Operacionales.
• Microcontroladores y Programación.
• Guitarras MIDI.
Áreas del Conocimiento:
Ingeniería, Tecnología y Áreas Relacionadas
Conclusiones: - La adaptación de un circuito electrónico a una guitarra eléctrica convencional logró ser un buen método para el desarrollo de este proyecto, que buscaba encontrar la mejor forma de obtener un instrumento musical capaz de funcionar como controlador MIDI y como instrumento musical sin necesidad de comprometer la interpretación ó forma de la guitarra.
- Habiendo hecho el estudio detallado de distintas tarjetas para programar (Anexo C) se pudo ver que ninguna de estas tenia las características necesarias para el desarrollo este proyecto, fue por eso que se decidió usar el microcontrolador PIC 16F88 el cual permitió el poder acoplar distintos tipos de circuitos como el amplificador operacional, para obtener una señal de guitarra apta para su reconocimiento en el microcontrolador, y un regulador de voltaje, que permitió adaptar una pila de 9 voltios sin la necesidad de una fuente externa ó una conexión adicional.
- El terminal del microcontrolador escogido para trabajar la señal de la guitarra eléctrica ejecutó una labor importante en el proyecto debido a que éste fue el encargado de realizar las comparaciones para obtener el valor de nota MIDI según las distintas frecuencias de la guitarra eléctrica, la amplitud ó “velocity” con que se interpretó y su desactivación o “Note Off” al momento de detener la interpretación.
- Este proyecto mostró una gran importancia hacia la guitarra eléctrica como controlador debido al uso que se le está dando en la actualidad. Es por
lo cual este trabajo ha dado una herramienta nueva a la hora de realizar una producción, dejando que el usuario tenga la posibilidad de escoger el instrumento con el cual se sienta más cómodo para trabajar.
- Como trabajo futuro, se podría tener que para trabajar polifonía se pueden realizar 6 circuitos de los estudiados en este proyecto, cada uno iría conectado a la señal independiente de cada cuerda que los micrófonos Ghost proveen, el problema sería que la transmisión MIDI podría resultar un poco lenta puesto que tendría que manejar información de 6 puertos diferentes.
Referencias Bibliográficas:
- AES. “MIDI and Musical Instrument Control”. Journal AES Volume 51 Issue 4 pp. 272-276.
April 2003.
- SMITH, Dave. WOOD, Chet. “The 'USI' or Universal Synthesizer Interface”. AES
Convention 70. 1981.
- WARING, Dennis. RAYMOND, David. “Make Your Own Guitar and Bass”, Sterling Publishing. Ney York 2001.
- BUENO, Jorge. Artículo en Revista Especializada “Guitarra Total”. “Single Coil”
- NOEL-JHONSON, Marc. “Getting Great Guitar Tone” part 7. Julio 15. 2010
- BLOG. “Vintage Gibson Humbucker Specs and General Pickup Tech” Abril 28, 2009.
- COUGHLIN, Robert F. DRISCOLL, Frederick F “Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales”. ED Prentice – Hall Hispanoamericana S.A. México 1993.
- RUÍZ ROBLEDO, Gustavo A. “Electrónica Básica para Ingenieros”. Textos Universitarios. Universidad De Cantabria. España 2009.
- Journal AES. “MIDI And Musical Instrument Control”. Vol. 51. No. 4. April 2003.
- JORDÁ PUIG, Sergi. “Audio Digital y MIDI, guías monográficas”. Anaya Multimedia. Madrid 1997.
- RONA, Jeff. “The Midi Companion: The ins, outs and throughs”. Hal Leonard Corporation. Subsequent edition. 1994.
- MOOG, Bob. “MIDI: Musical Instrument Digital Interface”.Journal AES, Vol 34 No. 5. May 1985.
- MOLINA REBERTE, Albert. “Conversor Wave a MIDI en tiempo real para Guitarras Eléctricas”. Proyecto final de carrera. Universidad de Catalunya. Junio 2006.
- RIPE RODRIGUEZ, Andrés. “Dispositivo conversor de nota musical a nota MIDI para bajo eléctrico”. Proyecto de grado. Universidad San Buenaventura. 2008.
- Magazine. EPE “Every Day Practical Electronics”. Reino Unido. Octubre 2009.
Autores RAE: Camilo Llano Murcia.
Jonathan Felipe Muriel Pérez.
Juan Diego Ramírez Florez.
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA GUITARRA HÍBRIDA (ELÉC TRICA Y
MIDI)
CAMILO LLANO MURCIA
JONATHAN FELÍPE MURIEL PÉREZ
JUAN DIEGO RAMÍREZ FLOREZ
UNIVERSIDAD DE SAN BUENVENTURA
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERÍA DE SONIDO
BOGOTÁ, D.C.
2011
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA GUITARRA HÍBRIDA (ELÉC TRICA Y
MIDI)
CAMILO LLANO MURCIA
JONATHAN FELÍPE MURIEL PÉREZ
JUAN DIEGO RAMÍREZ FLOREZ
PROYECTO DE GRADO
PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO DE SONIDO
UNIVERSIDAD DE SAN BUENVENTURA
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERÍA DE SONIDO
BOGOTÁ, D.C.
2011.
GLOSARIO
ADC. “ Analog to digital Converter”. Dispositivo conversor de una señal
análoga a digital.
Amplificador Operacional. Circuito electrónico con dos entradas y una salida.
La salida de este circuito es la relación entre las dos entradas que se
multiplican por un factor de ganancia. Se usa para aumentar el nivel de la señal
de entrada cuando ésta se encuentra por debajo de lo requerido.
BPM. “Beats Per Minute”. Unidad de medida que sirve para establecer el
tiempo en lenguaje musical.
Controlador. Dispositivo con el cual se pueden controlar los eventos MIDI
deseados.
DSP. “Digital Signal Processor”. Es un sistema basado en un microprocesador
que sigue unas instrucciones basadas en un hardware y software para poder
realizar aplicaciones que requieran operaciones numéricas a muy alta
velocidad.
Guitarra MIDI. Controlador de sonido que lleva la forma de una guitarra que
sirve para controlar eventos MIDI desde este instrumento.
Latencia. “Latency”. Suma de retardos temporales dentro de un sistema. Se
reconoce por el retardo o demora en la propagación de la información en llegar
de un punto a otro.
Microcontrolador. Es un circuito integrado que tiene en su interior las tres
unidades funcionales de una computadora: Unidad central de procesamiento,
memoria y periféricos de entrada y salida.
MIDI. “ Musical Instrument Digital Interface”. Protocolo estándar que permite
comunicación entre distintos ordenadores y controladores.
Ordenador. Es otro nombre que reciben los computadores. Es una máquina
programable que responde a un sistema específico de instrucciones y puede
ejecutar instrucciones pregrabadas.
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 1
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................... 2
1.1 ANTECEDENTES .................................................................................. 2
1.1.1 Antecedentes de los controladores existentes y todavía usados ... 3
1.1.2 “Midificar” un Instrumento ................................................................ 3
1.1.2.1 Controladores no convencionales presentes y futuros ..... 3
1.1.3 ¿Qué detectan los sensores? .......................................................... 4
1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ......................................................... 6
1.2.1 Formulación del Problema .............................................................. 6
1.3 JUSTIFICACIÓN ................................................................................... 7
1.4 OBJETIVOS .......................................................................................... 8
1.4.1 Objetivo General............................................................................. 8
1.4.2 Objetivos Específicos ..................................................................... 8
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES ............................................................. 9
1.5.1 Alcances ......................................................................................... 9
1.5.2 Limitaciones ................................................................................... 9
2. MARCO DE REFERENCIA .......................................................................... 10
2.1 INTRODUCCIÓN A LOS CONTROLADORES MIDI ............................ 10
2.1.1 Guitarras MIDI .............................................................................. 10
2.1.1.1 Guitarra MIDI – YAMAHA EZ-AG ................................... 12
2.1.1.2 Starr Labs ....................................................................... 13
2.1.1.3 Roland GK – 2A .............................................................. 13
2.1.1.4 Axon Guitar-to-MIDI Technology AX-100 ........................ 14
2.1.1.5 Guitar Link UCG 102 de Behringer ................................. 15
2.1.2 Software Wave a MIDI .................................................................. 16
2.1.2.1 Digital Ear ....................................................................... 16
2.2 GUITARRA ELÉCTRICA ..................................................................... 17
2.2.1 Origen de la guitarra eléctrica ...................................................... 17
2.2.2 Partes de una guitarra eléctrica .................................................... 18
2.2.2.1 Cuerpo ............................................................................ 19
2.2.2.2 Diapasón ......................................................................... 19
2.2.2.3 Clavijero .......................................................................... 20
2.2.2.4 Puente ............................................................................ 20
2.2.2.5 Micrófonos ...................................................................... 21
2.2.2.6 Controles......................................................................... 21
2.2.2.7 Alma ................................................................................ 22
2.3 MICRÓFONOS PARA GUITARRA ELÉCTRICA ................................ 23
2.3.1 Single Coil .................................................................................... 23
2.3.2 Humbucker ................................................................................... 25
2.3.3 Piezoeléctrico ............................................................................... 27
2.4 ESPECIFICACIÓN MIDI 1.0 ................................................................ 28
2.4.1 ¿Qué es el MIDI? ........................................................................ 29
2.4.2 Cables y conectores .................................................................... 30
2.4.3 Software ....................................................................................... 31
2.4.4 Tipos de mensaje MIDI ................................................................. 32
2.4.4.1 Mensajes de Canal ......................................................... 32
2.4.4.1.1 Mensajes de Voz ............................................... 32
2.4.4.1.1.1 Activación De Nota (Note On) .............. 33
2.4.4.1.1.2 Desactivación De Nota (Note Off) ........ 33
2.4.4.1.1.3 Postpulsación (Aftertouch) ................... 33
2.4.4.1.1.4 Cambio De Programa (Program Change)........................................................................................ 34
2.4.4.1.1.5 Cambio De Control (Control Change) .. 34
2.4.4.1.1.6 Variación De Tono (Pitch Bend)........... 35
2.4.4.1.2 Mensajes De MODO ......................................... 35
2.4.4.1.2.1 Modo 1 – Omni On/Poly ...................... 35
2.4.4.1.2.2 Modo 2 – Omni On/Mono ..................... 35
2.4.4.1.2.3 Modo 3 – Omni Off/Poly ....................... 36
2.4.4.1.2.4 Modo 4 – Omni Off/Mono ..................... 36
3. MARCO METODOLÓGICO .......................................................................... 38
3.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN ............................................................... 38
3.2 SUBLÍNEA DE INVESTIGACIÓN ........................................................ 38
3.3 CAMPOS TEMÁTICOS DEL PROGRAMA INGENIERÍA DE SONIDO ................................................................................................................... 38
3.4 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN ......................... 39
3.5 HIPÓTESIS ......................................................................................... 40
3.5.1 Variables independientes ............................................................. 40
3.5.2 Variables dependientes ................................................................ 40
4. DESARROLLO INGENIERÍL ....................................................................... 41
4.1 MICRÓFONOS ESCOGIDOS ............................................................. 41
4.2 CIRCUITO DE AMPLIFICACIÓN ........................................................ 44
4.3 CIRCUITO DE PROCESAMIENTO ..................................................... 46
4.3.1 Microcontrolador y detección de frecuencias ............................... 46
4.3.2 Programación ............................................................................... 52
4.4 ENSAMBLE ......................................................................................... 55
5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ..................................... 57
5.1 VOLTAJES OBTENIDOS EN LA MEDICIÓN DE MICRÓFONOS ...... 57
5.2 OBTENCIÓN DE INFORMACIÓN MIDI .............................................. 59
6. CONCLUSIONES ......................................................................................... 62
7. RECOMENDACIONES ................................................................................. 64
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 65
INFORMACIÓN EN INTERNET ....................................................................... 67
ANEXOS ........................................................................................................... 68
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Guitarra MIDI de Yamaha EZ-AG ...................................................... 12
Figura 2. Guitarra de Starr Labs Baby Z .......................................................... 13
Figura 3. Interfaz Roland GK-2A ...................................................................... 14
Figura 4. Interfaz Axon AX-100 ........................................................................ 15
Figura 5. AX-101 ............................................................................................... 15
Figura 6. Guitar Link UCG 102 Audio a MIDI vía USB ...................................... 16
Figura 7. Software Digital Ear, página principal ................................................ 17
Figura 8. Partes de una guitarra eléctrica ......................................................... 18
Figura 9. Cuerpo de una guitarra eléctrica convencional ................................. 19
Figura 10. Diapasón de una guitarra eléctrica convencional ............................ 20
Figura 11. Clavijero de una guitarra eléctrica convencional .............................. 20
Figura 12. Puente de una guitarra eléctrica convencional ................................ 21
Figura 13. Micrófonos de una guitarra eléctrica convencional .......................... 21
Figura 14. Controles de una guitarra eléctrica convencional ............................ 22
Figura 15. Alma de una guitarra eléctrica convencional ................................... 23
Figura 16. Partes de micrófono Single Coil ....................................................... 24
Figura 17. Conexionado de micrófono Single Coil ............................................ 25
Figura 18. Partes y composición de un micrófono Humbucker (Vintage Gibson) .......................................................................................................................... 26
Figura 19. Conexionado para micrófono Humbucker ........................................ 27
Figura 20. Posicionamiento del micrófono piezoeléctrico en la guitarra eléctrica .......................................................................................................................... 28
Figura 21. Conector tipo DIN de cinco (5) conectores ...................................... 30
Figura 22. Puertos Cables MIDI ........................................................................ 31
Figura 23. Estructura Binaria, Comunicación MIDI ........................................... 32
Figura 24. Diagrama de Bloques Guitarra Híbrida ............................................ 40
Figura 25. Micrófono Humbucker EMG 85 ........................................................ 42
Figura 26. Guitarra Eléctrica como instrumento ................................................ 43
Figura 27. Micrófonos Ghost Pickup Saddles .................................................. 44
Figura 28. Etapa Circuito de Amplificación ....................................................... 44
Figura 29. Esquema del amplificador operacional usado ................................. 45
Figura 30. Etapa Circuito de Procesamiento .................................................... 46
Figura 31. Diagrama de las entradas del PIC 16F88 ........................................ 47
Figura 32. Esquema final del circuito a usar ..................................................... 51
Figura 33. Forma de onda de la señal y umbrales ............................................ 53
Figura 34. Diagrama de Flujo de la programación al PIC 16F88 ...................... 54
Figura 35. Etapa final para circuito interno de la guitarra .................................. 55
Figura 36. Esquema final del circuito a usar ..................................................... 69
Figura 37. Circuito eliminado de esquema propuesto en la revista EPE .......... 70
Figura 38. Tarjetas estudiadas en la Tabla 9 .................................................... 73
Figura 39. MidiTron™ de Eroktronix realizado por Eric Singer ......................... 74
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Programas más usados en Control Change ...................................... 34
Tabla 2. Mensajes MIDI ................................................................................... 36
Tabla 3. Valores de Frecuencia, conteo del reloj interno, Tiempo y Nota MIDI .......................................................................................................................... 48
Tabla 4. Valor Nota Musical a Nota MIDI ......................................................... 49
Tabla 5. Valores OffSet según nota musical .................................................... 50
Tabla 6. Valores de Frecuencia y Voltaje con el micrófono EMG 85 ............... 57
Tabla 7. Voltajes obtenidos con los micrófonos Ghost .................................... 58
Tabla 8. Valores obtenidos después de la etapa del amplificador operacional .......................................................................................................................... 58
Tabla 4. Estudio de las tarjetas y características .............................................. 72
LISTA DE IMÁGENES
Imagen 1. Circuito final .................................................................................... 52
Imagen 2. Apertura del orificio para el ensamble final del circuito ................... 55
Imagen 3. Posición del puerto MIDI y LEDs de estado ..................................... 56
Imagen 4. Montaje del circuito en la Guitarra.................................................... 56
Imagen 5. Ventana para escoger la entrada MIDI ........................................... 60
Imagen 6. Visualización de entrada MIDI ........................................................ 60
Imagen 7. “Monitor – Output” cuando se interpretó la guitarra ........................ 61
LISTA DE ECUACIONES
Ecuación 1. Conversión de nota musical a nota MIDI ...................................... 50
1
INTRODUCCIÓN
La guitarra eléctrica, en la actualidad, es el instrumento más conocido y usado
ya que está presente en la mayoría de producciones musicales, lo que genera
un mayor número de intérpretes de diferentes géneros y estilos musicales.
Así mismo, la música está tomando distintos rumbos, generando una creciente
necesidad de desarrollar instrumentos prácticos y adáptales a las personas, los
cuales puedan facilitar y agilizar los procesos creativos, pudiendo generar de
este modo productos más elaborados, es por esto que se pueden encontrar los
controladores digitales.
Es por esto, por la aceptación que tiene la guitarra y por la facilidad que
presenta un numeroso grupo de personas para interpretarla, se propone en
este documento generar una modificación a este instrumento para que pueda
funcionar de manera óptima como instrumento y a su vez como un controlador.
Partiendo de esta idea, se elaboró un circuito basado en el protocolo MIDI, que
permitió ser acoplado a la estructura básica de la guitarra, generando de esta
manera un híbrido entre una guitarra eléctrica y un controlador, para que
cumpla con las características básicas de ambos elementos, y así abrir un
nuevo mundo a las personas interesadas en este instrumento como
controlador.
2
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 ANTECEDENTES
El teclado tipo piano se ha encontrado como el controlador MIDI mas usado en
el mundo. Hace más de unos diez años existen otros tipos de controladores
que proveen las distintas funcionalidades del MIDI pero que su forma física fue
inspirada en otros instrumentos musicales. De estos se puede encontrar:
• Controladores de percusión: Estos se encuentran como varios paneles
de goma sensibles a la presión y activables con baquetas o cualquier
golpe recibido, siendo uno de los más conocidos el DD 65 por la
empresa Yamaha, que cuenta con 8 pads sensibles a la pulsaciones .
• Guitarras MIDI : En este caso se puede observar que cada una ofrece
diferentes alternativas tecnológicas. Una de las comunes tiene sensores
en los trastes, cuerdas, púa y funciona como conmutador.
Ya en un sector más avanzado, existen sensores adaptables a guitarras
eléctricas convencionales que analizan la vibración de cada cuerda, un
claro ejemplo de este tipo de guitarras es el presentado por la empresa
Ibanez, la guitarra X-ING IMG2010, que representa un gran avance en
este tipo de controladores, pero que aun presenta una serie de
inconvenientes como lo son la poca captación de esta al intérprete
digitar una serie de acordes, generando un mal registro de estos.
• Instrumentos de viento MIDI: Se utiliza una boquilla que detecta,
mediante sensores de presión de aire, el soplo del instrumentista.
Existen modelos con digitación y embocadura parecidas a las del
saxofón y otros para trompetas; para el caso anterior es posible detectar
también la presión ejercida sobre la caña.
• En Latinoamérica, los avances en este campo son muy limitados, debido
a que los monopolios extranjeros se han dedicado más a la explotación
de este campo que a la investigación del mismo, dificultando esta labor.
Sin embargo podemos encontrar avances en este campo como
presentado en el año 2006 por Albert Molina Reverte con el título:
“Conversor wave a MIDI en tiempo real para Guitarras Eléctricas”.
3
• Ya en el contexto nacional el tema es un poco más escaso y solo se
encuentran algunos referentes, en donde encontramos estudios
realizados por alumnos especialistas en el campo de la música de la
universidad Distrital Antonio Nariño, trayendo a construcción algunos
dispositivos de conversión análoga a MIDI, pero como en todo proceso
de investigación con ciertos resultados no esperados.
• En la Universidad de San Buenaventura se vieron proyectos como el
Theremin MIDI1, que fue el instrumento como tal adaptado a un
computador; y el “Dispositivo Conversor de Nota musical a nota MIDI
para Bajo”2. Estos proyectos se basan en el protocolo MIDI en su
desarrollo y funcionamiento.
1.1.1 Antecedentes de los controladores existentes
Los conversores de tono a MIDI son dispositivos que permiten convertir un
micrófono convencional en un micrófono MIDI. Estos aparatos analizan el
sonido entrante e intentan detectar su altura en tiempo real. Pueden ser
herramientas creativas e interesantes pero su margen de error los hace poco
fiables. Actualmente están apareciendo programas que realizan este proceso
por software y que solo necesitan un micrófono conectado a cualquier tarjeta
de sonido.
1.1.2 “Midificar” un instrumento
El caso más frecuente son las guitarras eléctricas usando los controladores que
captan las vibraciones de las cuerdas, pero existen también kits para
“midificar“3 otros instrumentos. Suelen ser caros y muy difíciles de instalar ya
que es necesario desmontar el instrumento.
1 ESCOBAR, Fabio. GARCIA, Enrique. “Construcción del Theremin y Diseño e implementación de salida MIDI para control de altura”. Universidad de San Buenaventura. Proyecto de Grado. Bogotá 2007 2 RIPE RODRÍGUEZ, Andrés. “Dispositivo Conversor de Nota Musical a Nota MIDI para Bajo Eléctrico”. Universidad de San Buenaventura. Proyecto de Grado. Bogotá 2008. 3 JORDA PUIG, Sergi. “Audio Digital y MIDI, Guias Monográficas Anaya Multimedia”. Madrid 1997. cap 10. pag 9.
4
1.1.2.1 Controladores no convencionales presentes y futuros
El diseño de controladores MIDI no se limitaba únicamente a “midificar” los
instrumentos convencionales. Aunque la mayoría de estos nuevos instrumentos
no se podían adquirir comercialmente, era muy probable que en un futuro no
muy lejano, los cambios en los instrumentos de control avazaran parejos a la
evolución de la música informática.
Las tecnologías empleadas e investigaciones desarrolladas en el ámbito de la
realidad virtual derivaran de ellos y será posible construir con ayuda de
electrónica instrumentos sencillos y económicos pero muy eficaces, esta
afirmación radica en el uso de sensores capaces de convertir diversos
estímulos a señales eléctricas y posteriormente a mensajes MIDI, con la ayuda
de un microprocesador.
Desde 1996 el I-CUBE digitizer, dispositivo que se conecta a un ordenador y
que convierte en mensajes MIDI programables por el usuario, cualquier señal
procedente de un sensor compatible. (Este cuesta aproximadamente 600
dólares y hay que añadir a este el costo de cada sensor).
1.1.3 ¿Qué detectan los sensores? 4
Actividades motrices humanas:
• Posición de un punto en el espacio
• Orientación y la inclinación de un plano (la mano)
• La aceleración
• La proximidad (distancia entre dos puntos)
• Movimientos oculares (dirección)
• Curvatura de cada dedo (guante de realidad virtual)
• Tacto o presión
Otros parámetros relevantes:
• La temperatura
• La intensidad lumínica
• La intensidad sonora
4 http://www.ccapitalia.net/reso/articulos/audiodigital/10/hardwaremidi.htm
5
Los sensores pueden actuar también con instrumentos más tradicionales para
ampliar su capacidad de expresión hablamos aquí de instrumentos de cuerda
más específicamente pues su postura interviene de una manera en su
sonoridad claro caso el violín; en los cuales los movimientos de muñeca y de
brazo son detectados como parámetros adicionales para enviar un mensaje
MIDI que permite modificar y procesar este sonido.
6
1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Los grandes fabricantes de instrumentos musicales de audio y digitales MIDI
monopolizan la comercialización de estos y gozan de la capacidad de colocar
altos precios haciendo que estas herramientas no sean accesibles a todo el
público.
Por medio de la optimización de recursos se busca dar solución al problema
planteado anteriormente basado en el cumplimiento de los objetivos.
1.2.1 Formulación del Problema
¿Cuál es el mejor diseño para una guitarra como controlador MIDI optimizando
materiales y así reducir costos sin omitir calidad?
7
1.3 JUSTIFICACIÓN
En la formación como ingenieros de sonido la implementación, diseño y
mejoramiento de los elementos musicales en pro de un avance en el nivel de
grabación y producción sonora-musical es de gran importancia, es por eso que
por medio del diseño y construcción de una guitarra como controlador MIDI se
mejora la objetividad al momento de producir música.
Una guitarra controlador MIDI es una herramienta actual muy importante ya
que no todo músico maneja teclado, vientos o “Pads” de percusión MIDI, y esta
permite la obtención de sonido digital, es decir en código binario añadido a la
especificación MIDI 1.0 la cual nos brinda un soporte mundial de bancos
sonoros para estos instrumentos tan solo teniendo el hardware y software.
Adjunto a este modo de música digital, instrumentos digitales o virtuales, viene
las facilidades del software para producir la tecnología y, a parte, la
automatización de la industria le dio también su toque a la forma de hacer
música.
8
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 Objetivo General
- Diseñar y construir un controlador digital basado en la especificación
MIDI1.0 con las características propias de una guitarra eléctrica.
1.4.2 Objetivos Específicos
- Identificar las características fundamentales de la guitarra para su
óptimo desempeño como instrumento y su comportamiento como
controlador.
- Determinar las características de la especificación MIDI 1.0 en cuanto a
funcionamiento y comportamiento.
- Programar y configurar el microprocesador con la especificación MIDI
1.0 teniendo en cuenta las características de la guitarra y su doble
funcionamiento como controlador y como instrumento.
9
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES
1.5.1 Alcances
Con un controlador MIDI en forma de guitarra las personas que son virtuosas
en este instrumento podrán interpretarlo de una manera más natural y más
fluida, sin embargo una persona no tan ágil en el instrumento también podría
usarlo.
Este dispositivo se añadiría como herramienta a las producciones musicales
mejorando la calidad y naturalidad de la maqueta inicial o de preproducción
afianzando la relación entre la creatividad del hombre sumada al Hardware y al
Software (Interpretación, Controlador y Secuenciador).
Para Ingenieros de Sonido Colombianos se establecería e implementaría el
acceso a un nuevo controlador, y como diseño se podría modificar y mejorar el
artefacto para que se acomode a necesidades profesionales.
Con esto se puede demostrar que el diseño de sistemas de sonido es una de
las ramas más importante de la carrera y ayudaría generar nuevos temas para
los estudios futuros.
1.5.2 Limitaciones
Al ser un instrumento controlador MIDI de cuerdas, se limita solamente a
personas intérpretes y conocedores de la estructura de la guitarra (como forma,
posición de cuerdas, trastes, técnica, etc) ya que las personas que no conocen
de guitarras podrían usarlo pero no sacarían provecho del instrumento como
controlador.
10
2. MARCO DE REFERENCIA
2.1 INTRODUCCIÓN A LOS CONTROLADORES MIDI
Aquí se describen las principales características de diseño, construcción y
adaptación de un controlador MIDI enfatizando tanto en sus propiedades como
instrumento, así también como su clase de controlador.
Los principales tipos de controladores existentes se caracterizan por tener
forma de teclado, pero obviamente existen controladores como guitarras y
flautas.
Los controladores MIDI son diseñados y construidos con el propósito de facilitar
y mejorar las producciones musicales, por lo cual ha medida que aumenta su
necesidad y utilidad, estos controladores han ido evolucionando hasta ser
implementados en casi toda clase de instrumentos musicales; aunque el
teclado tipo piano sea el controlador MIDI mas utilizado, existen muchos no-
teclistas los cuales no tienen nada que envidiarle a este; inspirados en
diferentes instrumentos, los controladores MIDI se caracterizan por ser
integrados o externos y a su vez cada uno tiene sus características propias
para el instrumento que sea diseñado.
Es aquí cuando llegamos a los instrumentos de cuerda, viento y percusión;
haciendo alusión al primero nombrado y a su implementación como
controlador. En especial la guitarra MIDI que en las más sencillas incorpora
pequeños sensores en los trastes, las cuerdas y púa, que funcionan como
conmutadores para llevar la señal digital hacia el software. Para un sector más
profesional, existen sensores adaptables a guitarras eléctricas, electroacústicas
y simples maquetas de guitarras tradicionales que analizan la vibración de cada
cuerda. Estos últimos, permiten el uso conjunto del sonido “eléctrico” y el
sonido MIDI “digital”.
2.1.1 Guitarras MIDI
Los dispositivos MIDI son más que un lenguaje, son un protocolo que utiliza las
señales digitales previamente codificadas, estas las utiliza mediante
controladores, para que cualquier instrumento MIDI pueda comunicarse y
11
entenderse con otras maquinas las cuales pueden ser ordenadores,
computadores, sintetizadores, módulos de sonido, programas de edición de
partituras, etc.
En esta parte se va a hablar de una nueva guitarra flamenca la cual se ha
modificado para ser una GUITARRA MIDI mostrando posibilidades inmensas
para ésta, ya que debe asignar en cada cuerda un instrumento diferente para
crear así una real orquesta sinfónica. También podrá participar en la realización
de una partitura en tiempo real después de una previa configuración desde un
editor de partituras.
Existen distintos tipos de guitarra5 para esto:
Guitarra Clásica de Estudio
Esta guitarra tiene aros y fondo en palosanto de india chapado o macizo y tapa
de cedro rojo macizo, diapasón de ébano macizo con un tiro de 650mm.
Guitarra Flamenca de Estudio
Aros y fondo en ciprés macizo, tapa de pino abeto macizo y diapasón de ébano
macizo, tiro de 650mm.
Guitarra Electroacústica con cutaway
Aros y fondo en palosanto de india chapado o macizo, tapa de cedro rojo
macizo y diapasón de ébano macizo con un tiro de 650mm.
Todas estas guitarras MIDI llevan cuerdas de nylon, van con pastilla y
convertidor MIDI electroacústico.
Una de las formas antiguas que existe para convertir una guitarra a sintetizador
vía MIDI es utilizando un simple convertidor monofónico de frecuencia de audio
a MIDI más conocido como “Pitch to MIDI converter”, éste puede incluir un
micrófono o entrada de línea los cuales captan la señal de audio determinando
la frecuencia y produciendo una señal MIDI cuya información contiene la nota
musical, momento de disparo y en algunos casos el volumen. Pero al ser un
método monofónico, éste solo puede captar y reproducir de una nota por vez,
5 http://www.guitarrasramirez.com/guitarrasDeEstudio.html
haciéndolo muy impreciso.
dispositivos más relevantes que tiene
convertidores “Wave to MIDI”.
2.1.1.1 Guitarra MIDI
La EZ-AG cuenta con 12 trastes iluminados que muestran a los principiantes
las posiciones de la mano para todos los acordes que necesitan y seis cuerdas
que simulan el rasgado y digitación. Además de la selección de 36 canciones
incorporadas, se pueden descargar n
ROM de la guitarra a través de los conectores MIDI IN/OUT y una rápida
conexión al ordenador. Esta guitarra también podrá reproducir nueve sonidos
realistas de guitarra, ocho de bajo y los timbres de banjo y piano y el t
“Shamisen Japonés
tiene opciones para aprender a tocar guitarra, es decir, enseña formas de
acordes, rasgados y entrenamientos básicos para soltar las manos y realizar
una buena interpretaci
También tiene características de guitarra estándar que incluyen controles de
volumen, tempo y balance, afinaciones estándar más las opciones de afinación
abierta y barra de trémolo.
Figura 1. Guitarra MIDI de Yamaha EZ
Fuente: http://usa.yamaha.com/products/musical
instruments/entertainment/lighted_key_fret_instruments/ez_series/ez
6 http://www.yamaha.com/yamahavgn/CDA/ContentDetail/ModelSeriesDetail.html?CNTID=24770
12
haciéndolo muy impreciso. A continuación se estudiarán un poco los
dispositivos más relevantes que tienen que ver con guitarras MIDI o con los
convertidores “Wave to MIDI”.
Guitarra MIDI - YAMAHA EZ-AG 6
cuenta con 12 trastes iluminados que muestran a los principiantes
las posiciones de la mano para todos los acordes que necesitan y seis cuerdas
que simulan el rasgado y digitación. Además de la selección de 36 canciones
incorporadas, se pueden descargar nuevas canciones en la memoria Flash
ROM de la guitarra a través de los conectores MIDI IN/OUT y una rápida
conexión al ordenador. Esta guitarra también podrá reproducir nueve sonidos
realistas de guitarra, ocho de bajo y los timbres de banjo y piano y el t
hamisen Japonés” a través de su altavoz incorporado.
tiene opciones para aprender a tocar guitarra, es decir, enseña formas de
acordes, rasgados y entrenamientos básicos para soltar las manos y realizar
una buena interpretación del instrumento.
También tiene características de guitarra estándar que incluyen controles de
volumen, tempo y balance, afinaciones estándar más las opciones de afinación
abierta y barra de trémolo.
Figura 1. Guitarra MIDI de Yamaha EZ-AG.
http://usa.yamaha.com/products/musical-
instruments/entertainment/lighted_key_fret_instruments/ez_series/ez
http://www.yamaha.com/yamahavgn/CDA/ContentDetail/ModelSeriesDetail.html?CNTID=24770
A continuación se estudiarán un poco los
n que ver con guitarras MIDI o con los
cuenta con 12 trastes iluminados que muestran a los principiantes
las posiciones de la mano para todos los acordes que necesitan y seis cuerdas
que simulan el rasgado y digitación. Además de la selección de 36 canciones
uevas canciones en la memoria Flash
ROM de la guitarra a través de los conectores MIDI IN/OUT y una rápida
conexión al ordenador. Esta guitarra también podrá reproducir nueve sonidos
realistas de guitarra, ocho de bajo y los timbres de banjo y piano y el tradicional
De la misma forma
tiene opciones para aprender a tocar guitarra, es decir, enseña formas de
acordes, rasgados y entrenamientos básicos para soltar las manos y realizar
También tiene características de guitarra estándar que incluyen controles de
volumen, tempo y balance, afinaciones estándar más las opciones de afinación
instruments/entertainment/lighted_key_fret_instruments/ez_series/ez-ag/?mode=model
http://www.yamaha.com/yamahavgn/CDA/ContentDetail/ModelSeriesDetail.html?CNTID=24770
13
2.1.1.2 Starr Labs
Es una empresa que hace muchos controladores MIDI en forma de guitarra que
se caracterizan por no transportar los molestos ruidos de la vibración de las
cuerdas. Uno de los que ofrece Starr Labs es nuevo “Baby Z” la cual es un
controlador de guitarra USB-MIDI el cual permite al guitarrista realizar una
interpretación directamente a su sintetizador, computador o DAW7. Tiene todas
las características de interpretación musical de una guitarra pero de forma más
compacta para su fácil transporte y cumple con las especificaciones de la línea
de Ztar – MIDI de la casa Starr Labs.
Figura 2. Guitarra de Starr Labs Baby Z.
Fuente: http://www.starrlabs.com/products/ztars/baby-z
A continuación las interfaces relevantes que tienen que ver con la conversión
“Wave to MIDI” adaptables a la guitarra.
2.1.1.3 Roland GK – 2A
Existen cabezales de seis micrófonos o Hexaphonic pickup, que se acoplan a
la guitarra con cuerdas de nylon o acero cerca del puente y se conecta a un
convertidor de tono a MIDI. Es así como funciona el ROLAND GK-2A el cual es
simplemente un micrófono que convierte el sonido de la guitarra a MIDI y
también puede venir incorporado desde fábrica y en guitarras de varios tipos
7 DAW: Digital Audio Workstation (Estación de trabajo de Audio Digital) Usada principalmente para la edición de Audio.
con lo cual no se necesita aprender a ejecutar un nuevo tipo de guitarra sino
que puede usar una similar a la que previamente uno está acostumbrado.
Figura 3. Interfaz Roland GK
Fuente: http://www.roland.com/products/en/GK
Con una guitarra MIDI pueden efectuarse bends mucho más naturales que con
la rueda de “Pitch B
Las interfaces MIDI más reconocidas son: ROLAND GI
101. El GK3 tiene la opción de calibrar la curvatura del pickup y adaptarla al de
cada guitarra. El EZ
tocar pero algunos guitar
2.1.1.4 Axon Guitar
Este dispositivo utiliza los algoritmos de Axon, ya sea que se trate de una
guitarra eléctrica o acústica, estos instrumentos pueden utilizarse como un
controlador MIDI. También puede incorporar o no, bancos de sonidos GM / XG
y de igual forma permite ajustar la sensibilidad independientemente para cada
cuerda así como partir las cuerdas, los trastes o el mástil para interpretar hasta
13 sonidos distintos combinando
4,5 y 6 cuerdas aunque no es tan eficiente como con las guitarras. Tiene
también una entrada mono que permite convertir cualquier otro instrumento,
incluso la voz. Posee la función de auto
caen en tiempo. También contiene un pedal para el
usarse también para seleccionar entre diferentes instrumentos y otros efectos.
Se pueden almacenar hasta 4 ajustes globales para la sensibilidad (velocity)
para adaptarlos a diferentes instrumentos o estilos e incluye máquina de ritmos.
14
con lo cual no se necesita aprender a ejecutar un nuevo tipo de guitarra sino
que puede usar una similar a la que previamente uno está acostumbrado.
Figura 3. Interfaz Roland GK-2A, convierte señal de audio a MIDI.
http://www.roland.com/products/en/GK-2A/specs.html
Con una guitarra MIDI pueden efectuarse bends mucho más naturales que con
Bend” de un teclado.
Las interfaces MIDI más reconocidas son: ROLAND GI-10, GR
101. El GK3 tiene la opción de calibrar la curvatura del pickup y adaptarla al de
cada guitarra. El EZ-AG de Yamaha fue diseñado simplemente para aprender a
tocar pero algunos guitarristas lo usan para mantener acordes.
Axon Guitar – To – MIDI Technology AX-100
Este dispositivo utiliza los algoritmos de Axon, ya sea que se trate de una
guitarra eléctrica o acústica, estos instrumentos pueden utilizarse como un
MIDI. También puede incorporar o no, bancos de sonidos GM / XG
y de igual forma permite ajustar la sensibilidad independientemente para cada
cuerda así como partir las cuerdas, los trastes o el mástil para interpretar hasta
13 sonidos distintos combinando los tres métodos. Soporta además bajos de
4,5 y 6 cuerdas aunque no es tan eficiente como con las guitarras. Tiene
también una entrada mono que permite convertir cualquier otro instrumento,
incluso la voz. Posee la función de auto - cuantizar para aquellas
caen en tiempo. También contiene un pedal para el “Sustain
usarse también para seleccionar entre diferentes instrumentos y otros efectos.
Se pueden almacenar hasta 4 ajustes globales para la sensibilidad (velocity)
ptarlos a diferentes instrumentos o estilos e incluye máquina de ritmos.
con lo cual no se necesita aprender a ejecutar un nuevo tipo de guitarra sino
que puede usar una similar a la que previamente uno está acostumbrado.
e audio a MIDI.
Con una guitarra MIDI pueden efectuarse bends mucho más naturales que con
10, GR-33, VG-88, AIX-
101. El GK3 tiene la opción de calibrar la curvatura del pickup y adaptarla al de
AG de Yamaha fue diseñado simplemente para aprender a
ristas lo usan para mantener acordes.
Este dispositivo utiliza los algoritmos de Axon, ya sea que se trate de una
guitarra eléctrica o acústica, estos instrumentos pueden utilizarse como un
MIDI. También puede incorporar o no, bancos de sonidos GM / XG
y de igual forma permite ajustar la sensibilidad independientemente para cada
cuerda así como partir las cuerdas, los trastes o el mástil para interpretar hasta
los tres métodos. Soporta además bajos de
4,5 y 6 cuerdas aunque no es tan eficiente como con las guitarras. Tiene
también una entrada mono que permite convertir cualquier otro instrumento,
cuantizar para aquellas notas que no
ustain”; este pedal puede
usarse también para seleccionar entre diferentes instrumentos y otros efectos.
Se pueden almacenar hasta 4 ajustes globales para la sensibilidad (velocity)
ptarlos a diferentes instrumentos o estilos e incluye máquina de ritmos.
15
Figura 4. Interfaz Axon AX – 100.
Fuente: http://www.axon-
technologies.net/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=1&menu=
101
De esta marca existe una interfaz que se puede acoplar a la guitarra:
Figura 5. AX - 101
Fuente: TERRATEC PRODUCER/AXON AIX 101 – 103. Manual en Español.
Versión 1.0. Octubre del 2005.
2.1.1.5 Guitar Link UCG 102 de Behringer
Esta es una interfaz de Behringer que permite conectar la guitarra a un
ordenador para poder apreciar las ventajas del sonido análogo en el ámbito
digital.
Figura 6. Guitar Link
Fuente: http://www.behringer.com/EN/downloads/pdf/UCG102_P0198_I_ES.pdf
La interfaz “guitarra a USB” UCG102 permite grabar con muy buenos efectos y
amplificadores modelados, sin tener necesidad de utilizar una gran cantidad de
equipos, simplemente se usa un ordenador y la guitarra. Esta interfaz puede
trabajar con ordenadores
ver en la figura anterior, para poder usar un software como Guitar Combos
BEHRINGER Edition, o el secuenciador multipistas
editor de audio como lo es Audacity.
2.1.2 Software Wave
Uno de los programas que ha sido usado a través de los años ha sido el Digital
Ear, este sin lugar a duda es uno de los más importantes y a continuación se
explicará un poco de este programa.
2.1.2.1 Digital Ear
Este programa reconoce
convierte en señales MIDI. Hay que tener en cuenta que este programa trabaja
con solos de guitarra que deben ser monofónicos (no acordes).
En este caso, la guitarra puede tener cualquier timbre que el u
puede ser, voz humana, algún viento o cosas similares. De igual modo se
puede importar el archivo resultante MIDI a cualquier software secuenciador
que se tenga (Cubase VST, Cakewalk, Sonar, Etc) para mezclar con otros
tracks o incluso para
16
Figura 6. Guitar Link UCG 102 Audio a MIDI via USB.
http://www.behringer.com/EN/downloads/pdf/UCG102_P0198_I_ES.pdf
La interfaz “guitarra a USB” UCG102 permite grabar con muy buenos efectos y
amplificadores modelados, sin tener necesidad de utilizar una gran cantidad de
equipos, simplemente se usa un ordenador y la guitarra. Esta interfaz puede
trabajar con ordenadores PC o MAC por medio del cable USB que se puede
ver en la figura anterior, para poder usar un software como Guitar Combos
BEHRINGER Edition, o el secuenciador multipistas “Kristal Audio Engine
editor de audio como lo es Audacity.
Software Wave a MIDI
Uno de los programas que ha sido usado a través de los años ha sido el Digital
Ear, este sin lugar a duda es uno de los más importantes y a continuación se
explicará un poco de este programa.
ste programa reconoce interpretaciones grabadas o en vivo de guitarra y las
convierte en señales MIDI. Hay que tener en cuenta que este programa trabaja
con solos de guitarra que deben ser monofónicos (no acordes).
guitarra puede tener cualquier timbre que el u
puede ser, voz humana, algún viento o cosas similares. De igual modo se
puede importar el archivo resultante MIDI a cualquier software secuenciador
que se tenga (Cubase VST, Cakewalk, Sonar, Etc) para mezclar con otros
tracks o incluso para un futuro procesamiento.
http://www.behringer.com/EN/downloads/pdf/UCG102_P0198_I_ES.pdf
La interfaz “guitarra a USB” UCG102 permite grabar con muy buenos efectos y
amplificadores modelados, sin tener necesidad de utilizar una gran cantidad de
equipos, simplemente se usa un ordenador y la guitarra. Esta interfaz puede
PC o MAC por medio del cable USB que se puede
ver en la figura anterior, para poder usar un software como Guitar Combos
ristal Audio Engine” o un
Uno de los programas que ha sido usado a través de los años ha sido el Digital
Ear, este sin lugar a duda es uno de los más importantes y a continuación se
interpretaciones grabadas o en vivo de guitarra y las
convierte en señales MIDI. Hay que tener en cuenta que este programa trabaja
con solos de guitarra que deben ser monofónicos (no acordes).
guitarra puede tener cualquier timbre que el usuario escoja,
puede ser, voz humana, algún viento o cosas similares. De igual modo se
puede importar el archivo resultante MIDI a cualquier software secuenciador
que se tenga (Cubase VST, Cakewalk, Sonar, Etc) para mezclar con otros
17
Figura 7. Interfáz gráfica del software Digital Ear.
Fuente: http://www.digital-ear.com/digital-ear/wav-to-midi.asp?tab=2
Es un buen software para trabajar ya que permite grabar en tiempo real y
reproducir Notas MIDI con un banco interno de sonidos que éste provee.
2.2 GUITARRA ELÉCTRICA
La guitarra eléctrica es un instrumento muy importante en la actualidad,
muchas de las bandas y grupos nuevos de música tienen en su configuración
uno o dos instrumentos de estos, lo cual hace que la música interpretada llene
mucho más la línea armónica y acompañe muy bien la línea melódica.
2.2.1 Origen de la guitarra eléctrica
La guitarra eléctrica surge de la necesidad de amplificar las guitarras acústicas,
ya que estas presentaban diversos problemas a la hora de ser amplificadas en
conciertos o presentaciones en vivo. Problemas como “feedback”8,
reverberación debido a la caja, “overtones” y distorsión no deseada fue lo que
llevo a los fabricantes a idear un nuevo tipo de guitarra, la actualmente
conocida como “solid body” o guitarra de cuerpo sólido.
Debido al auge de las guitarras en el siglo pasado es difícil decir a ciencia
cierta quién es el creador de la guitarra eléctrica de cuerpo sólido, pero según
los historiadores la primera guitarra de este tipo registrada en libros es una
8 WARING, Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass, Sterling Publishing, New York, Pág. 5.
18
guitarra “Electro Spanish” de Rickenbacker, introducida en 1935, esta era una
guitarra un poco hueca, no con el fin de crear una caja de resonancia sino para
disminuir su peso, pero su comportamiento era el de una guitarra de cuerpo
sólido ya que eliminó el molesto “feedback” producido por las guitarras huecas.
En 1941 Les Paul creó una guitarra del cuerpo sólido llamada “The Log”, la cual
consistía en un mástil de guitarra de Gibson conectado con un tronco de pino
cuadrado, luego le agrego dos micrófonos caseros y le dio forma a la madera
como una guitarra convencional, le agrego cuerdas y así dio vida a la conocida
Gibson Les Paul.
De esta forma es como se tiene la figura de una guitarra eléctrica convencional,
ahora es más como un estándar establecido y las partes de ésta ahora son
indispensables para un buen uso y para un excelente sonido, a continuación se
mostrará en la Figura 8 las partes de una guitarra eléctrica.
2.2.2 Partes de una guitarra eléctrica
Figura 8. Partes de una guitarra eléctrica.
Fuente: WARING, Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
2.2.2.1 Cuerpo
El cuerpo es la parte
controles, los micrófonos o pastillas, el puente y donde va soportado el mástil.
Generalmente están hechos de madera de arce la cual es una madera fina y
fuerte pero a su vez fácil de manejar,
opciones como el aliso, fresno, tilo o álamo las cuales también son maderas
aptas para la construcción del cuerpo de la guitarra
son aproximadamente de 35x50 cm y 4,5 centímetros de espesor.
Figura 9. Cuerpo de
Fuente: WARING, Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
2.2.2.2 Diapasón
El diapasón también llamado cuello o mástil es la parte de la guitarra
se encuentra ubicados lo
acordes musicales en la
a que un solo error de forma puede hacer que la comodidad y la facilidad al
tocar se pierdan. El diapasón generalmente hecho de caoba una madera
oscura muy resistente y fácil de trabajar. También puede ser hecho de arce y
palo de rosa.
9 WARING, Dennis. RAYMOND,York, Pág. 13. 10 WARING, Dennis. RAYMOND,York, Pág. 17.
19
El cuerpo es la parte más grande de la guitarra, es donde se ubican los
controles, los micrófonos o pastillas, el puente y donde va soportado el mástil.
Generalmente están hechos de madera de arce la cual es una madera fina y
fuerte pero a su vez fácil de manejar, también se pued
opciones como el aliso, fresno, tilo o álamo las cuales también son maderas
aptas para la construcción del cuerpo de la guitarra9.Las medidas del cuerpo
son aproximadamente de 35x50 cm y 4,5 centímetros de espesor.
. Cuerpo de una guitarra eléctrica convencional.
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
El diapasón también llamado cuello o mástil es la parte de la guitarra
se encuentra ubicados los trastes, los cuales sirven para crear las notas y los
acordes musicales en la guitarra. El diseño10 de este es muy importante debido
a que un solo error de forma puede hacer que la comodidad y la facilidad al
. El diapasón generalmente hecho de caoba una madera
oscura muy resistente y fácil de trabajar. También puede ser hecho de arce y
. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass, Sterling Publishing.
. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass, Sterling Publishing.
grande de la guitarra, es donde se ubican los
controles, los micrófonos o pastillas, el puente y donde va soportado el mástil.
Generalmente están hechos de madera de arce la cual es una madera fina y
también se pueden encontrar otras
opciones como el aliso, fresno, tilo o álamo las cuales también son maderas
.Las medidas del cuerpo
son aproximadamente de 35x50 cm y 4,5 centímetros de espesor.
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
El diapasón también llamado cuello o mástil es la parte de la guitarra en la que
trastes, los cuales sirven para crear las notas y los
de este es muy importante debido
a que un solo error de forma puede hacer que la comodidad y la facilidad al
. El diapasón generalmente hecho de caoba una madera
oscura muy resistente y fácil de trabajar. También puede ser hecho de arce y
d bass, Sterling Publishing. New
d bass, Sterling Publishing. Ney
Figura 10. Diapasón de una g
Fuente: WARING, Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
2.2.2.3 Clavijero
El clavijero como su nombre lo indica es la parte de
ubican las clavijas las cuales se utilizan para afinar la guitarra, el
objetivo del diseño del clavijero y de la posición de las clavijas es lograr que las
cuerdas vayan en línea recta desde el puente hasta cada clavija.
Generalmente su construcción es del mismo material que el diapasón, su forma
varía dependiendo del diseño y gusto del fabricante.
Figura 11. Clavijero de una guitarra eléctrica convencional.
Fuente: WARING, Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
2.2.2.4 Puente
En el mercado actual se encuentran muchas clases de puentes, debido a la
diversidad de diseños de guitarras ha sido necesario también crear diferentes 11 WARING, Dennis. RAYMOND,York, Pág. 15
20
. Diapasón de una guitarra eléctrica convencional.
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
El clavijero como su nombre lo indica es la parte de la guitarra en la que se
n las clavijas las cuales se utilizan para afinar la guitarra, el
del diseño del clavijero y de la posición de las clavijas es lograr que las
cuerdas vayan en línea recta desde el puente hasta cada clavija.
Generalmente su construcción es del mismo material que el diapasón, su forma
o del diseño y gusto del fabricante.
. Clavijero de una guitarra eléctrica convencional.
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
En el mercado actual se encuentran muchas clases de puentes, debido a la
diversidad de diseños de guitarras ha sido necesario también crear diferentes
. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass, Sterling Publishing
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
la guitarra en la que se
n las clavijas las cuales se utilizan para afinar la guitarra, el principal11
del diseño del clavijero y de la posición de las clavijas es lograr que las
cuerdas vayan en línea recta desde el puente hasta cada clavija.
Generalmente su construcción es del mismo material que el diapasón, su forma
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
En el mercado actual se encuentran muchas clases de puentes, debido a la
diversidad de diseños de guitarras ha sido necesario también crear diferentes
d bass, Sterling Publishing, New
tipos de puentes, a diferencia del puente de la guitarra acústica el cual era un
diseño sencillo y de mad
robustos y con un sadd
la guitarra y hace que se logre una afinación más precisa.
Figura 12. Puente de una guitarra eléctrica convencional.
Fuente: WARING, Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
2.2.2.5 Micrófono s
En el numeral 2.3 MICROFONOS PARA UNA GUITARRA ELÉCTRICA se
encontrará una detallada información acerca de
micrófonos usados en la fabricación de guitarras eléctricas como lo son los
“Single Coil” (bobina simple), “Humbucker (doble bobina) y piezoeléctricos.
Figura 13. Micrófonos de una g
Fuente: WARING, Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
2.2.2.6 Controles
En las guitarras eléctricas por lo general se encuentran dos tipos diferentes de
controles electrónicos, uno es el potenciómetro y el otro es el switch. Los
potenciómetros son usados para tres funciones principales, uno es el volumen
12 WARING, Dennis. RAYMOND,York, Pág. 20.
21
tipos de puentes, a diferencia del puente de la guitarra acústica el cual era un
diseño sencillo y de madera, los puentes para guitarra eléctrica deben ser
saddle12 para cada cuerda lo que facilita la interpretación de
la guitarra y hace que se logre una afinación más precisa.
. Puente de una guitarra eléctrica convencional.
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
s
En el numeral 2.3 MICROFONOS PARA UNA GUITARRA ELÉCTRICA se
encontrará una detallada información acerca de los distintos tipos de
micrófonos usados en la fabricación de guitarras eléctricas como lo son los
“Single Coil” (bobina simple), “Humbucker (doble bobina) y piezoeléctricos.
. Micrófonos de una guitarra eléctrica convencional
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
En las guitarras eléctricas por lo general se encuentran dos tipos diferentes de
controles electrónicos, uno es el potenciómetro y el otro es el switch. Los
potenciómetros son usados para tres funciones principales, uno es el volumen
. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass, Sterling Publishing
tipos de puentes, a diferencia del puente de la guitarra acústica el cual era un
era, los puentes para guitarra eléctrica deben ser
para cada cuerda lo que facilita la interpretación de
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
En el numeral 2.3 MICROFONOS PARA UNA GUITARRA ELÉCTRICA se
los distintos tipos de
micrófonos usados en la fabricación de guitarras eléctricas como lo son los
“Single Coil” (bobina simple), “Humbucker (doble bobina) y piezoeléctricos.
uitarra eléctrica convencional
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
En las guitarras eléctricas por lo general se encuentran dos tipos diferentes de
controles electrónicos, uno es el potenciómetro y el otro es el switch. Los
potenciómetros son usados para tres funciones principales, uno es el volumen
d bass, Sterling Publishing, New
general de la guitarra
independientemente y finalmente el
frecuencias dependiendo de su posición. El switch es el que selecciona el
micrófono que se está usando o si están en funcionamiento los d
a tiempo.
Figura 14. Controles de una guitarra eléctrica convencional.
Fuente: WARING, Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
2.2.2.7 Alma
El alma de la guitarra es una barra metálica la cual se encuentra ubicada
dentro del diapasón, con esta se busca darle mayor firmeza y estabilidad a la
guitarra, debido a que el diapasón es una pieza de madera no muy gruesa se
puede correr el riesgo de que
Debido a eso se busco una pieza de mayor resistencia que la madera, pero al
solucionar este problema se
de lo acostumbrado. Actualmente las grandes
reemplazando la antigua barra de metal por una caña de fibra de vidrio
disminuir el peso de la guitarra.
22
general de la guitarra, otro es el volumen de cada micrófono manejado
independientemente y finalmente el tone, el cual resalta un grupo de
frecuencias dependiendo de su posición. El switch es el que selecciona el
micrófono que se está usando o si están en funcionamiento los d
. Controles de una guitarra eléctrica convencional.
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
El alma de la guitarra es una barra metálica la cual se encuentra ubicada
dentro del diapasón, con esta se busca darle mayor firmeza y estabilidad a la
guitarra, debido a que el diapasón es una pieza de madera no muy gruesa se
puede correr el riesgo de que la presión de las cuerdas pueda romperla.
Debido a eso se busco una pieza de mayor resistencia que la madera, pero al
solucionar este problema se creó otro, las guitarras se volvieron
de lo acostumbrado. Actualmente las grandes fábricas
reemplazando la antigua barra de metal por una caña de fibra de vidrio
disminuir el peso de la guitarra.
, otro es el volumen de cada micrófono manejado
, el cual resalta un grupo de
frecuencias dependiendo de su posición. El switch es el que selecciona el
micrófono que se está usando o si están en funcionamiento los dos micrófonos
. Controles de una guitarra eléctrica convencional.
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
El alma de la guitarra es una barra metálica la cual se encuentra ubicada
dentro del diapasón, con esta se busca darle mayor firmeza y estabilidad a la
guitarra, debido a que el diapasón es una pieza de madera no muy gruesa se
la presión de las cuerdas pueda romperla.
Debido a eso se busco una pieza de mayor resistencia que la madera, pero al
otro, las guitarras se volvieron más pesadas
fábricas de guitarras está
reemplazando la antigua barra de metal por una caña de fibra de vidrio para
Figura 15. Alma de una guitarra eléctrica convencional.
Fuente: WARING, Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
2.3 MICRÓFONOS PARA GUITARRA ELÉCTRICA
Un micrófono es un dispositivo transductor capaz de capturar las distintas
variaciones de presión en el aire para luego transfo
eléctricas. En el caso de una guitarra eléctrica estos micrófonos son
incorporados al cuerpo de la guitarra para poder realzar el sonido y la
interpretación sea mucho más clara. Pero para ésta, existen distintos tipos que
a lo largo de los años se han ido creando y modificando para su óptimo
desempeño según los requerimientos de los distintos guitarristas hacia el
sonido de sus guitarras. A continuación se verán los distintos tipos de
micrófonos usados en las guitarras eléctricas.
2.3.1 Single Coil
Single Coil13 hace referencia a un tipo de micrófono usado en las guitarras
eléctricas, este consiste en una bobina recubierta por 6 polos separados uno
del otro, uno para cada cuerda de la
reside en la generación de un Hum
notas musicales. Fabricantes como DiMarzio, Seymour Duncan y EMG
lograron generar lo que llamaron “
este Hum pero estos también cancelaban la señal de la
efecto perjudicial en la calidad del sonido. EMG usó circuitos activos dentro del
micrófono para poder compensar las pérdidas que generaba la bobina, pero
esto requería una batería a bordo y lo que generó fue un sonido totalmente 13 BUENO, Jorge. Articulo en Revista Especializada “Guitarra Total”. “Single Coil”.14 Ruido en frecuencias bajas, más o menos entre 50Hz
23
. Alma de una guitarra eléctrica convencional.
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Sterling Publishing, New York.
2.3 MICRÓFONOS PARA GUITARRA ELÉCTRICA
Un micrófono es un dispositivo transductor capaz de capturar las distintas
variaciones de presión en el aire para luego transformarlas en señales
En el caso de una guitarra eléctrica estos micrófonos son
incorporados al cuerpo de la guitarra para poder realzar el sonido y la
interpretación sea mucho más clara. Pero para ésta, existen distintos tipos que
os años se han ido creando y modificando para su óptimo
desempeño según los requerimientos de los distintos guitarristas hacia el
sonido de sus guitarras. A continuación se verán los distintos tipos de
micrófonos usados en las guitarras eléctricas.
hace referencia a un tipo de micrófono usado en las guitarras
eléctricas, este consiste en una bobina recubierta por 6 polos separados uno
del otro, uno para cada cuerda de la guitarra. El problema de este micrófono
neración de un Hum14 lo cual es un sonido indeseable en las
notas musicales. Fabricantes como DiMarzio, Seymour Duncan y EMG
lograron generar lo que llamaron “stacked single coils” los cuales eliminaron
um pero estos también cancelaban la señal de la
efecto perjudicial en la calidad del sonido. EMG usó circuitos activos dentro del
micrófono para poder compensar las pérdidas que generaba la bobina, pero
esto requería una batería a bordo y lo que generó fue un sonido totalmente
, Jorge. Articulo en Revista Especializada “Guitarra Total”. “Single Coil”.Ruido en frecuencias bajas, más o menos entre 50Hz-60Hz
Dennis. RAYMOND, David. Make your own guitar and bass,
Un micrófono es un dispositivo transductor capaz de capturar las distintas
rmarlas en señales
En el caso de una guitarra eléctrica estos micrófonos son
incorporados al cuerpo de la guitarra para poder realzar el sonido y la
interpretación sea mucho más clara. Pero para ésta, existen distintos tipos que
os años se han ido creando y modificando para su óptimo
desempeño según los requerimientos de los distintos guitarristas hacia el
sonido de sus guitarras. A continuación se verán los distintos tipos de
hace referencia a un tipo de micrófono usado en las guitarras
eléctricas, este consiste en una bobina recubierta por 6 polos separados uno
El problema de este micrófono
lo cual es un sonido indeseable en las
notas musicales. Fabricantes como DiMarzio, Seymour Duncan y EMG
s” los cuales eliminaron
um pero estos también cancelaban la señal de la cuerda y tenían un
efecto perjudicial en la calidad del sonido. EMG usó circuitos activos dentro del
micrófono para poder compensar las pérdidas que generaba la bobina, pero
esto requería una batería a bordo y lo que generó fue un sonido totalmente
, Jorge. Articulo en Revista Especializada “Guitarra Total”. “Single Coil”.
24
distinto característico sólo de los micrófonos EMG el cual luego fue aclamado
por muchos interpretes de guitarra eléctrica.
Figura 16. Partes de un micrófono Single Coil.
Fuente: Bueno, Jorge. Artículo en Revista Especializada “Guitarra Total”.
“Single Coil”.
El primero en usar esta configuración15, con los seis polos magnéticos por
separado fue Leo Fender, para su primer Fender Esquier. Este modelo que
propuso tenía como fin el poder tener un control de volumen distinto por cuerda
y así poder ecualizarlas por separado. Requirió que los trabajadores hicieran
8350 vueltas de alambre de cobre alrededor del micrófono, pero como éste era
hecho a mano, el número de vueltas variaba, dando como resultado un sonido
de un micrófono diferente del otro. La Figura 17 muestra el correcto
conexionado en un micrófono Single Coil a los controles de la guitarra eléctrica.
15 NOEL-JHONSON, Marc. “Getting Great Guitar Tone” part 7. Julio 15. 2010.
25
Figura 17. Conexionado de un micrófono Single Coil.
Fuente: http://www.seymourduncan.com/support/wiring-diagrams/
En esta figura se puede observar que la salida del micrófono de bobina simple
ó “Single Coil” se conecta directamente a un primer potenciómetro, éste estará
controlando la ganancia de la guitarra. El otro potenciómetro es el que controla
el tono y ambos van conectados a una salida ó “Output Jack”. Este
conexionado se puede variar para un micrófono Humbucker pero se verá en el
siguiente numeral.
2.3.2 Humbucker
Los Humbucker son unos micrófonos que constan de dos bobinas que generan
la señal de la cuerda, éstas generan una alta salida debido a que ambas están
en serie y el circuito magnético tiene poca pérdida. Al igual que los Single Coil,
el Humbucker induce un leve campo magnético alrededor de las cuerdas que a
su vez inducen una corriente eléctrica en las bobinas cuando las cuerdas
26
vibran. Estos llevan este nombre ya que cancelan el Hum que se obtenía en los
Single Coil.
Figura 18. Partes y composición de un micrófono Humbucker (Vintage
Gibson16).
Fuente: http://musicalilluminism.wordpress.com/2009/04/28/vintage-gibson-
humbucker-specs-and-general-pickup-tech/
Como se puede ver en la figura este tipo de micrófonos para guitarra eléctrica
constan de dos micrófonos “Single Coil” ó de bobina simple, lo que hace la
diferencia entre estos dos tipos de micrófonos es que para el funcionamiento
de un “Humbucker” es necesario el uso de una fuente de alimentación de 9
voltios.
A continuación se mostrará el conexionado que tiene una guitarra internamente
con un micrófono Humbucker.
16 “Vintage Gibson Humbucker Specs and General Pickup Tech” Abril 28, 2009.
27
Figura 19. Conexionado para micrófono Humbucker
Fuente: http://www.seymourduncan.com/support/wiring-diagrams/
En esta figura se puede ver la variación que se tiene entre el conexionado de
un micrófono de bobina simple ó “Single Coil” y un “Humbucker”. Se puede
observar que se necesita una fuente de alimentación que en este caso va a
estar dada por una batería de 9 voltios. En este caso de conexión no se tomó
en cuenta el potenciómetro de tono y el output jack utilizado no es un TS (Tip –
Sleeve) sino un TRS (Tip – Ring – Sleeve).
2.3.3 Piezoeléctrico
Este micrófono es ubicado generalmente en el puente o en la terminación de
las cuerdas debido a que en este lugar es donde se presentan las vibraciones
más fuertes. Este micrófono se basa en seis micrófonos ubicados debajo de
cada cuerda prácticamente tocándose. Cuando se le aplica presión al cristal las
cargas eléctricas se mueven de una superficie a otra. Los cristales con
propiedades piezoeléctricas17 son usados como sensores de vibración, cada
cambio de esta vibración va a causar un cambio de corriente eléctrica que sería
una copia exacta de la vibración. Este micrófono es muy bueno ya que solo
17 Fenómeno producido por unos cristales que al ser sometidos a tensiones mecánicas adquieren una polarización eléctrica
28
basta conectarle un cable a cada salida del cristal para tener la información de
la señal.
Figura 20. Posicionamiento del micrófono piezoeléctrico en la guitarra eléctrica.
Fuente: http://www.graphtech.com/
Como se puede apreciar en la figura anterior los micrófonos de piezoeléctrico
se ubican en la parte del puente de la guitarra, en ese lugar es en donde se
tiene el final de las cuerdas y como se puede apreciar, por cada cuerda existe
un cristal encargado de enviar la información de la señal a un sumador interno
el cual va comunicado al output jack.
2.4 ESPECIFICACIÓN MIDI 1.0
Durante la década de los 60’s era muy común ver a los tecladistas de
diferentes bandas encerrados entre cuatro paredes compuestas de teclados,
haciendo lo posible por reproducir como máximo 2 sonidos al tiempo, ya que
los teclados de esta época eran monofónicos(que reproducen una nota a la
vez) , aparte de esto, el tecladista era acompañado por un grupo de técnicos
encargados de preparar la programación exacta de cada teclado, para su
ejecución en vivo, moviendo osciladores eléctricos, potenciómetros,
reguladores y palancas, lo cual representaba un trabajo arduo y pesado.
29
A raíz de esta compleja situación, a finales de los 60’s, los fabricantes de
instrumentos intentaron encontrar mejorar funcionalidad de los sintetizadores
conocidos hasta la época, fue entonces, cuando en el año de 1970, la empresa
Oberheim presento el primer sintetizador polifónico, cuya idea también empezó
a ser desarrollada por marcas como
Yamaha, Korg y Hawai, los cuales, años más tarde le agregan a los
sintetizadores una memoria programable, haciendo que cada empresa creaba
su propio sistema operativo, por lo cual, los teclados solo podían ser
conectados entre teclados de la misma marca y serie, haciendo emerger una
necesidad de crear un lenguaje en común, que estuviera por encima de los
parámetros que cada marca iba introduciendo durante el desarrollo de
instrumentos electrónicos.
Es por esto, que en 1981, durante la convención de la “Audio Engineering
Society” (A.E.S.), el presidente de “Sequential Circuits”, Dave Smith, junto a las
marcas mencionadas anteriormente, proponen un lenguaje, por el cual intentan
comunicar sintetizadores, sin importar marca o modelo, que presentan bajo el
nombre de Universal Synthesizer Interface (U.S.I.), propuesta que fue
publicada dos años después bajo el nombre de Musical Instruments Digital
Interface 1.0 (MIDI 1.0). Esto se hizo con el auspicio de “International MIDI
Association” (IMA) y por el “Japanese MIDI Standards Committee” (JMSC) 18.
2.4.1 ¿Qué es el MIDI?
El MIDI es un lenguaje universal,para la comunicación entre diversos
instrumentos electrónicos, los cuales pueden ser ejecutados conjuntamente y
en perfecta sincronía.
Cabe aclarar que el lenguaje MIDI no envía la información en forma de sonido
sino de datos de eventos y mensajes en forma de datos binarios que se
pueden traducir de forma arbitraria de acuerdo al dispositivo que los recibe.
18 Journal AES. “MIDI And Musical Instrument Control”. Vol. 51. No. 4. April 2003. p 272
30
El lenguaje MIDI se comporta como una “partitura” en el cual se registran
instrucciones, como cuando se genera un sonido y todas las características de
este, en forma de valores matemáticos, las cuales al entrar en el aparato
receptor los traduce de un código numérico en un sondo especifico.
El MIDI 1.0 es el documento en el que en la mayor parte se describe los
códigos numéricos que representan los distintos tipos de información musical
que se pueden transmitir vía MIDI.
2.4.2 Cables y conectores
Las instrucciones que conforman el lenguaje MIDI viajan por medio de un cable
con un conector de tipo DIN de cinco (5) pines o conectores, los pines uno y
tres (1 y 3) por el momento no poseen ningún tipo de uso, pero han sido
reservados para poder añadir funciones en un futuro, los conectores dos y
cuatro (2 y 4) se utilizan respectivamente para el blindaje y para transmitir una
tensión de cinco (5) voltios, y este último se asegura de que la corriente fluya
en la dirección deseada, y por último el pin número cinco (5) es el único que se
encarga de la transmisión de los datos y la información.19
Figura 21. Conector tipo DIN de cinco conectores
Fuente: RONA, Jefrey. “The MIDI Companion”. Hal Leonard Corporation. 1994.
La mayoría de los instrumentos electrónicos poseen tres conectores para
efectuar la comunicación entre instrumentos, los cuales son conocidos como
MIDI IN, MIDI OUT, y MIDI THRU; El MIDI OUT es aquel que manda los
mensajes desde un dispositivo maestro a un dispositivo esclavo, el MIDI IN es
el conector por el cual el dispositivo esclavo recibe la informaron que envía el
dispositivo maestro, y por ultimo esta el conector MIDI THRU, cuya función es
19 RONA, Jefrey. “The MIDI Companion”. Hal Leonard Corporation. 1994. p12.
prácticamente la misma del conector
envía una copia exacta de la información que entra por el conector
es usado en el caso de que se necesite comunicar tres o
La finalidad del cable
instrumentos electrónicos, aunque
ya que se pueden conseguir de una manera más sencilla y su conexión a los
ordenadores es más fácil. Esto se conoce como Controlador.
Figura 22. Puertos Cables MIDI.
Fuente: JORDA PUIG, Sergi. “Audio Digital y MIDI. Guías Monográficas”.
Anaya Multimedia.
2.4.3 Software
El byte M.I.D.I, a diferencia del byte normal compuesto de ocho (8) bits,
compuesto por diez (10) bit
ultimo es el bit de finalización, o stop bit, los cuales tienen un valor de
todo esto con el fin de que el dispos
bytes han sido enviados y cuantos han sido recibidos.
bits contienen los mensajes
20 JORDA PUIG,Sergi. “Audio Digital y MIDI, Guías Monográficas”. Anaya Multimedia. Madrid 21 JORDA PUIG, Sergi. “Audio Digital y MIDI, Guías Monográficas “. Anaya Multimedia.
31
prácticamente la misma del conector MIDI OUT, pero en este caso el conector
envía una copia exacta de la información que entra por el conector
es usado en el caso de que se necesite comunicar tres o más
La finalidad del cable MIDI es la de permitir la comunicación entre dos
instrumentos electrónicos, aunque estos se han reemplazado por cables USB
ya que se pueden conseguir de una manera más sencilla y su conexión a los
ordenadores es más fácil. Esto se conoce como Controlador.
igura 22. Puertos Cables MIDI.
Fuente: JORDA PUIG, Sergi. “Audio Digital y MIDI. Guías Monográficas”.
El byte M.I.D.I, a diferencia del byte normal compuesto de ocho (8) bits,
compuesto por diez (10) bites. El primero es el bit de inicio, o s
de finalización, o stop bit, los cuales tienen un valor de
todo esto con el fin de que el dispositivo MIDI lleven una cuenta
ido enviados y cuantos han sido recibidos. “Los restantes ocho (8)
bits contienen los mensajes MIDI”21.
JORDA PUIG,Sergi. “Audio Digital y MIDI, Guías Monográficas”. Anaya Multimedia. Madrid JORDA PUIG, Sergi. “Audio Digital y MIDI, Guías Monográficas “. Anaya Multimedia. Madrid 1997. cap. 8. pág.
OUT, pero en este caso el conector
envía una copia exacta de la información que entra por el conector MIDI IN, y
más dispositivos20.
es la de permitir la comunicación entre dos
estos se han reemplazado por cables USB
ya que se pueden conseguir de una manera más sencilla y su conexión a los
ordenadores es más fácil. Esto se conoce como Controlador.
Fuente: JORDA PUIG, Sergi. “Audio Digital y MIDI. Guías Monográficas”.
El byte M.I.D.I, a diferencia del byte normal compuesto de ocho (8) bits, está
de inicio, o start bit, y el
de finalización, o stop bit, los cuales tienen un valor de uno (1),
lleven una cuenta de cuantos
Los restantes ocho (8)
JORDA PUIG,Sergi. “Audio Digital y MIDI, Guías Monográficas”. Anaya Multimedia. Madrid 1997. cap. 7. pág. 5. Madrid 1997. cap. 8. pág. 2.
32
Figura 23. Estructura Binaria, Comunicación MIDI
Fuente: JORDA PUIG, Sergi. “Audio Digital y MIDI. Guías Monográficas”.
Anaya Multimedia.
En la información MIDI existen dos diferentes tipos de bytes, que son el byte de
estado (status byte), y el byte de datos (data byte) los cuales se diferencian por
el primer bit, ya que si este bit tiene un valor de uno (1) es un byte de estatus, y
si el valor es (0) es un byte de datos. Siempre al generar un mensaje MIDI se
genera un byte de estado por una cierta cantidad determinada de bytes de
datos.
2.4.4 Tipos de mensaje MIDI
A continuación se hará un listado de los distintos tipos de mensajes MIDI que
existen según la especificación MIDI 1.0.
2.4.4.1 Mensajes De Canal
Como su nombre lo indica, son mensajes que van dirigidos a un canal MIDI
especifico, en este tipo de mensajes se especifica el canal al cual se va a dirigir
la información, y es por esto que los canales que no están en ignoran el
mensaje. Los mensajes de canal están divididos en dos tipos de mensajes, los
cuales son: Mensajes de voz y Mensajes de modo.
2.4.4.1.1 Mensajes De Voz
Los mensajes de voz son los mensajes que registran la mayoría de las
acciones MIDI, y son los encargados de registrar las características sobre la
ejecución. Los mensajes de voz está compuesto por seis mensajes los cuales
son: Activación de Nota (Note On), Desactivación de Nota (Note Off),
Postpulsación (Aftertouch), Cambio de Control (Cont rol Change), Cambio
de Programa (Program Change) y Variación de Tono (P itch Bend).
33
2.4.4.1.1.1 Activación De Nota (Note On)
Al pulsar una nota se transmite la información de que canal se está utilizando,
que nota fue pulsada y con qué fuerza, que es considerado como el valor de
velocidad (velocity), es por esto que está conformado por tres bytes, un byte de
estado en el cual se encuentra la información de a qué canal es encuentra
dirigido el mensaje, y dos bytes de datos cuya función es de indicar la nota y la
fuerza con la que fue pulsada esta misma.
El código binario para este mensaje esta dado en el byte de estado por el
código 1001, en los primero 4 bits de información y los cuatro restantes están
designados para indicar el canal; el primer byte de datos que indica la nota en
su primer bit posee un valor de 0, y en los restantes 7 bits están dirigidos para
el respectivo código del numero de la nota ejecutada; y el segundo byte de
datos, que indica la fuerza con la que es ejecutada la nota, también tiene un
valor de 0 en si primer bit, y los restantes 7 están dirigidos al valor de la fuerza
con la que se ejecuta la nota.
2.4.4.1.1.2 Desactivación De Nota (Note Off)
El mensaje de desactivación de nota es muy posee una estructura similar a la
activación de nota, ya que está compuesto igual por tres bytes, un byte de
estado en el cual se indica el canal al cual va dirigida la información, dos bytes
de datos, que indican la nota ejecutada y la fuerza con que esta fue pulsada;
pero este mensaje posee una pequeña diferencia en el byte de estado, debido
a que el código para efectuar este mensaje es 1000, y el resto de bits están
dirigidos al igual que en el byte de estado del mensaje de activación de nota, y
los dos bytes de datos están configurados de igual manera que en el mensaje
de activación de nota, y la informaron incluida en estos tres bytes es
exactamente la misma.
2.4.4.1.1.3 Postpulsación (Aftertouch)
La postpulsación, es denominado también como presión, ya que sirve para
expresar la mayor o menor presión ejercida sobre las teclas después de
haberlas pulsado inicialmente. Este mensaje está compuesto por dos bytes,
34
uno byte de estado y un byte de datos. El byte de estado está compuesto en
sus cuatro primeros bits por el código 1010 y en los cuatro bits restantes están
dispuestos para indicar el canal, y un byte de datos en el cual se ingresa la
presión con la cual ha sido ejecutada la nota.
2.4.4.1.1.4 Cambio De Programa (Program Change)
Es un mensaje que se envía normalmente antes de empezar la interpretación.
Indica cual es el timbre o instrumento que hay que utilizar en aquel canal
(piano, flauta, violín...). Cada timbre tiene un número asociado, en una lista de
128 opciones posibles.
2.4.4.1.1.5 Cambio De Control (Control Change)
Existen 128 parámetros de control o controladores y cada uno de ellos pude
adoptar un valor de 0 a 127. Algunos de los controladores son estándar y otros
quedan a disposición de los fabricantes para ser usados sus necesidades. Sin
embargo, normalmente los equipos solo usan unos 15 o 20 diferentes. Con
estos controladores puede ajustarse a gusto en la mezcla final de todos los
sonidos tal como se haría con un “mixer”. Otros controladores sirven para
indicar el uso de los diferentes pedales del piano, datos sobre el soplo en
instrumentos de viento, etc.
Este mensaje al igual que la mayoría de mensajes de voz está compuesto por
tres bytes, uno de encabezamiento en el cual se especifica el canal al cual va
dirigido el cambio de programa, cuyo código es 1011, y dos bytes de datos en
donde se especifica el número del controlador y el valor del mismo. A
continuación se verá una tabla con los distintos programas más usados en el
cambio de control:
Tabla 122. Programas más usados en “Control Change”
Control Change Función
Control Change 0 Cambio de Banco
Control Change 1 Modulación
22 Tabla 1 continua en la página 35.
35
Control Change 7 Volumen
Control Change 10 Panorama
Control Change 11 Expresión
Control Change 64 Sostenido
Control Change 91 Reverberación
Control Change 93 Chorus
Fuente: MOOG, Bob. “MIDI: Musical Instrument Digital Interface” Journal AES.
May 1985.
2.4.4.1.1.6 Variación De Tono (Pitch Bend)
Permite variar la tonalidad de la nota ejecutada incrementando o disminuyendo
un tono a la nota ejecutada. Muchos de los controladores tipo piano tienen dos
ruedas giratorias, una de ellas es la que inmediatamente vuelve a la posición
de central y es utilizada para desafinar ligeramente el sonido. Cuando esta
rueda gira envía los valores de los mensajes por medio de dos bytes de datos
para poder dar un único valor de 14 bits comprendido entre -8192 y +8191. Si
la rueda se encuentra en la posición central este valor será nulo.
2.4.4.1.2 Mensajes De Modo 23
Dentro de todas las funciones del MIDI se decidió crear unos modos que
contienen funcionamientos distintos, éstos se pueden describir de la siguiente
forma.
2.4.4.1.2.1 Modo 1 – Omni On/Poly
Los mensajes de voz son recibidos en todos los canales, pero transmitidos solo
en el Canal n.
2.4.4.1.2.2 Modo 2 – Omni On/Mono
El dispositivo recibe el mensaje de voz en todos los canales, pero los asigna,
uno a la vez a un control de voz simple. Estos mensajes son transmitidos en el
Canal n.
23 MOOG, Bob. “MIDI: Musical Instrument Digital Interface”.Journal AES, Vol 34 No. 5. May 1985, p 5.
36
2.4.4.1.2.3 Modo 3 – Omni Off/Poly
Este modo es casi el modo más usado y el más importante para el protocolo
MIDI, sobre todo en los controladores polifónicos como teclados, ya que puede
trabajar de modo polifónico contando con la información y la utilización de
múltiples canales. Los mensajes de vos son transmitidos y recibidos en el
Canal n24.
2.4.4.1.2.4 Modo 4 – Omni Off/Mono
El dispositivo recibe los mensajes de voz en un grupo de canales, comenzando
con el Canal n. Asigna cada canal activo a una de sus voces. Estos mensajes
de voz son transmitidos por un grupo de canales, y estos mensajes son para
una sola voz por canal.
Tabla 225. Mensajes MIDI.
BYTE de Estado DESCRIPCION
1000cccc Desactivación de nota
1001cccc Activación de nota
1010cccc Postpulsación polifónica
1011cccc Cambio de control
1100cccc Cambio de programa
1101cccc Postpulsación monofónica de canal
1110cccc Pitch
11110000 Mensaje exclusivo del fabricante
11110001 Mensaje de trama temporal
11110010 Puntero posición de canción
11110011 Selección de canción
11110100 Indefinido
11110101 Indefinido
11110110 Requerimiento de entonación
11110111 Fin de mensaje exclusivo
11111000 Reloj de temporización
24 Canal n: Número de canal asignado por el usuario o por el mismo dispositivo. 25 Tabla continúa en la página 37.
37
11111001 Indefinido
11111010 Inicio
11111011 Continuación
Fuente: MOOG, Bob. “MIDI: Musical Instrument Digital Interface” Journal AES.
May 1985.
Estas son las tablas que se tienen en cuenta en el protocolo MIDI, aquí se
establecen los valores que tienen en código binario los distintos tipos de
mensaje al igual que la información que se usa en cada Byte (ya sea de Estado
ó de Datos). Debido a la complejidad de la guitarra eléctrica como instrumento,
en este proyecto se trabajaran como tipos de mensaje Note On y Note Off.
38
3. MARCO METODOLÓGICO
3.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
En este proyecto de grado, “Diseño y Construcción de una Guitarra Híbrida
(Eléctrica y MIDI)”, la línea de investigación que compete para el trabajo es la
de “2. Tecnologías actuales y sociedad”.
Esta línea se acopla a las necesidades de este proyecto, ya que al ser un
nuevo dispositivo que se implementa, es casi un avance para nuestra sociedad
ya que esta clase de instrumento no es muy accesible económicamente ni es
conocido a nivel nacional. Con esto, se ayuda a que los conocimientos de la
sociedad, acerca de innovaciones de productos en la producción musical, se
incrementen y fortalezcan las producciones con nuevas herramientas que
facilitan y reducen el trabajo para éstas.
3.2 SUBLÍNEA DE INVESTIGACIÓN
La sublínea de investigación para este proyecto es “Procesamiento de señales
digitales y/o analógicas” ya que el propósito es construir una guitarra que al
emitir una señal acústica sea procesada por medio de un circuito interno de la
misma, para convertir la señal de entrada (acústica) en una señal digital que,
trabajada por medio de un software, va a ser capaz de emular los sonidos de
instrumentos diferentes a la guitarra con solo pulsar una de las cuerdas.
3.3 CAMPOS TEMÁTICOS DEL PROGRAMA INGENIERÍA DE SON IDO
En cuanto a campos temáticos, “Diseño de sistemas de sonido” es un campo
que abarca lo que respecta a la parte de la construcción de un circuito
adaptable a la guitarra, ya que siendo un nuevo dispositivo con características
de un instrumento musical que a su vez trabaja dependiendo de un software
que convierta la señal acústica en señal digital, se convertiría en un nuevo
sistema de sonido. Pero observando las funciones de este dispositivo, otro
campo relacionado con el proyecto sería el de “Grabación y Producción” ya que
uno de los propósitos de la creación de la Guitarra MIDI es el de facilitar los
procesos de producción musical, ya que con este nuevo instrumento va a ser
39
más fácil por lo que se va a poder asignar un sonido de instrumento diferente
cada vez que se desee, lo cual facilitaría la realización de una producción con
un solo instrumento.
3.4 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
Para la recolección de información de este proyecto se llevaron a cabo los
siguientes pasos:
- Elección de micrófonos: Para el desarrollo de este proyecto fue
indispensable contar con dos transductores de entrada que fueran
reconocidos y cuyo funcionamiento fuera lo más confiable posible ya que
son usados y recomendados por artistas importantes a nivel mundial. Se
consiguió un micrófono para utilizar la parte análoga del proyecto y otro
que se pudiera usar como captador en el puente de la guitarra para el
adecuado desarrollo de la parte MIDI y la comodidad del circuito.
- Pruebas y captura de señal: Luego de haber colocado el micrófono en
una guitarra eléctrica se procederá a capturar y analizar las distintas
señales dadas por el transductor, (al tocar las 6 cuerdas una por una),
en el osciloscopio para obtener valores de Frecuencia y Voltaje.
- Conversión de los datos: Para esta parte es necesario conocer los
distintos valores que las notas musicales tienen en el protocolo MIDI,
para poder establecer los valores que se necesitan en este caso.
- Programación: Se necesita la mejor opción para que la transducción de
cada cuerda independiente de la guitarra sea codificada al protocolo
MIDI. Al tener los datos se tomará la decisión de cómo es mejor trabajar
la construcción del circuito como la programación para el óptimo
desempeño.
- Construcción: Una vez terminada la programación de manera
satisfactoria es necesario realizar el montaje del procesador de señal
digital en el cuerpo de la guitarra, esto dará pie a una nueva medición
pero ya de todo el instrumento en general.
40
3.5 HIPÓTESIS
Si a través del análisis de un sistema de comunicación, como lo es el MIDI y
desarrollando un sistema de traducción de señales de un instrumento, como lo
es la guitarra eléctrica, entonces será posible generar una conversión análogo-
digital que facilite el trabajo de músicos y productores a la hora de registrar sus
ideas de una manera digital sin tener que generar un gasto tan grande como lo
hacen actualmente para tener un controlador de tipo guitarra.
3.5.1 Variables independientes
- Algoritmo coherente para la correcta programación del controlador y
transformación de la señal análoga a digital.
- Correcta modificación de una guitarra eléctrica sin ningún cambio a las
guitarras eléctricas convencionales.
- Materiales utilizados a la hora de la elaboración de la guitarra híbrida.
3.5.2 Variables dependientes
- Este algoritmo debe incluir el correcto programa para poder usar los
micrófonos escogidos para el desarrollo de este proyecto.
- No generar ningún tipo de ruido proveniente del instrumento por algún
mal acople, este debe sonar como cualquier guitarra normal para su
óptima captura y procesamiento.
- Se toman en cuenta para que el precio de este nuevo producto no
supere a los del mercado actual extranjero.
Teniendo en cuenta lo necesario para este
de bloques en donde se encuentra detallada la forma en que se realizaron los
distintos pasos para el producto final de este proyecto. La Figura 24 muestra el
diagrama el cual será desarrollado y explicado a lo largo de es
Figura 24. Diagrama de Bloques Guitarra Híbrida.
En la Figura 24 se puede observar que en la primera parte del proyecto se
colocaron dos tipos de micrófonos; el primero, Micrófono EMG, es el encargado
de la parte de la guitarra eléctrica
Ghost es el cual va a alimentar el circuito ensamblado en la guitarra para la
guitarra eléctrica como controlador de Note On y Note Off MIDI.
4.1 MICRÓFONOS ESCOGIDO
Para la parte de la guitarra eléctrica como
de los micrófonos más reconocidos en la industria para guitarras eléctricas, el
EMG 85. Este es un micrófono de tipo Humbucker (como se explicó en el
apartado 2.3.2) que a través de la historia ha sido escogido por muchos
41
4. DESARROLLO INGENIERÍL
Teniendo en cuenta lo necesario para este trabajo, se desarrolló un diagrama
de bloques en donde se encuentra detallada la forma en que se realizaron los
distintos pasos para el producto final de este proyecto. La Figura 24 muestra el
diagrama el cual será desarrollado y explicado a lo largo de es
Figura 24. Diagrama de Bloques Guitarra Híbrida.
En la Figura 24 se puede observar que en la primera parte del proyecto se
colocaron dos tipos de micrófonos; el primero, Micrófono EMG, es el encargado
de la parte de la guitarra eléctrica como instrumento musical y el Micrófono
Ghost es el cual va a alimentar el circuito ensamblado en la guitarra para la
guitarra eléctrica como controlador de Note On y Note Off MIDI.
MICRÓFONOS ESCOGIDOS
la guitarra eléctrica como instrumento se pudo conseguir uno
de los micrófonos más reconocidos en la industria para guitarras eléctricas, el
Este es un micrófono de tipo Humbucker (como se explicó en el
) que a través de la historia ha sido escogido por muchos
trabajo, se desarrolló un diagrama
de bloques en donde se encuentra detallada la forma en que se realizaron los
distintos pasos para el producto final de este proyecto. La Figura 24 muestra el
diagrama el cual será desarrollado y explicado a lo largo de esta sección.
En la Figura 24 se puede observar que en la primera parte del proyecto se
colocaron dos tipos de micrófonos; el primero, Micrófono EMG, es el encargado
musical y el Micrófono
Ghost es el cual va a alimentar el circuito ensamblado en la guitarra para la
guitarra eléctrica como controlador de Note On y Note Off MIDI.
se pudo conseguir uno
de los micrófonos más reconocidos en la industria para guitarras eléctricas, el
Este es un micrófono de tipo Humbucker (como se explicó en el
) que a través de la historia ha sido escogido por muchos artistas
42
reconocidos como Chad Kroeger26, James Hetfield27, David Gilmour28, entre
otros. Teniendo referencias como los artistas que lo usan y viendo las reseñas
de sonido de este micrófono29, las cuales muestran que dependiendo el
posicionamiento de este en la guitarra se tendrá un sonido característico. Por
ejemplo, el EMG 85 es recomendado posicionarlo cerca al puente, ya que allí
se puede tener una señal muy suave pero con un muy buen contenido en bajas
frecuencias lo que enriquecería la señal de la guitarra como instrumento
musical, “permitiendo tocar desde el más suave Blues hasta el Metal más
extremo”30.
Figura 25. Micrófono Humbucker EMG 85
Fuente: http://www.emgpickups.com/products/index/2
En el micrófono EMG 85 vienen sus componentes los cuales son dos
potenciómetros, uno de ganancia y otro para el tono de la guitarra, de la misma
forma provee de un “Output Jack” ó Jack de salida, y por último trae un
adaptador para una pila de 9 voltios cuya conexión será como lo visto en la
Figura 19. Conexionado para micrófono “Humbucker” del apartado 2.3.2
Humbucker , habiendo hecho así la primera parte del diagrama de bloques
visto al comienzo de esta sección.
26 Cantante y guitarrista del grupo “Nickelback” 27 Cantante y guitarrista del grupo “Metallica” 28 Guitarrista del grupo “Pink Floyd” 29 http://www.seymourduncan.com/forum/showthread.php?t=161446 30 http://www.emginc.com/products/index/2
43
Luego de esto solo queda conectar la guitarra a un amplificador ó interfaz de
audio para poder apreciar el sonido que brinda el EMG 85.
Figura 26. Guitarra eléctrica como instrumento musical.
Al tratarse de la parte MIDI de este proyecto, se necesitaba un micrófono que
pudiera brindar la facilidad de tenerlo colocado en el puente de la guitarra,
debido a que la guitarra a modificar no tenía más espacio, y al hacer una
segunda perforación cerca al EMG podría dañar el sonido característico de
este micrófono. Para esto se encontraron unos micrófonos de piezoeléctrico
(explicados en el apartado 2.3.3) marca Ghost, conocidos como los “Pickup
Saddles”. Estos son 6 cápsulas que se colocan en el puente de la guitarra,
cada una contiene un cristal piezoeléctrico lo que genera que cada una de
estas cápsulas tenga una señal de salida propia, es decir, que cada cuerda
tenga una salida propia. A parte de generar una señal independiente por
cuerda, estos micrófonos cuentan con un sumador al final de sus líneas de
salida el cual brinda la señal de las 6 cuerdas al mismo tiempo. Estos
micrófonos tienen un efecto de compresión propio que ayudan a que el
interprete pueda tocar tan duro como él quiera sin sobrecargar el canal de
entrada.
Figura 27. Micrófonos Ghost Pickup S
Fuente: http://gleeboo.es/fotosde_Graph_Tech_Ghost
Con esto se logra tener una señal de la guitarra diferente a la del micrófono
EMG 85, la cual va poder ser procesada por los circuitos de amplificación y
procesamiento.
4.2 CIRCUITO DE AMPLIFICACIÓN
El paso siguiente en el diagrama es el del circuito de amplificación.
Figura 28. Etapa de circuito de amplificación
Primero que todo, la señal de cualquier micrófono con el que pueda trabajar la
guitarra (Ver apartado
4.1 MICRÓFONOS ESCOGIDOS
haría que el microcontrolador a trabajar teng
no tomaría valores óptimos lo cual haría que su trabajo no fuera el indicado
para este proyecto. Es por esto que como primera medida se debe realizar un
44
. Micrófonos Ghost Pickup Saddles.
http://gleeboo.es/fotosde_Graph_Tech_Ghost
Con esto se logra tener una señal de la guitarra diferente a la del micrófono
EMG 85, la cual va poder ser procesada por los circuitos de amplificación y
4.2 CIRCUITO DE AMPLIFICACIÓN
El paso siguiente en el diagrama es el del circuito de amplificación.
. Etapa de circuito de amplificación
Primero que todo, la señal de cualquier micrófono con el que pueda trabajar la
guitarra (Ver apartado 2.3 MICRÓFONOS PARA GUITARRA ELÉCTRICA
4.1 MICRÓFONOS ESCOGIDOS) da una señal de entrada muy baja, lo cual
haría que el microcontrolador a trabajar tenga dificultades en entender ésta y
no tomaría valores óptimos lo cual haría que su trabajo no fuera el indicado
para este proyecto. Es por esto que como primera medida se debe realizar un
Con esto se logra tener una señal de la guitarra diferente a la del micrófono
EMG 85, la cual va poder ser procesada por los circuitos de amplificación y
El paso siguiente en el diagrama es el del circuito de amplificación.
Primero que todo, la señal de cualquier micrófono con el que pueda trabajar la
MICRÓFONOS PARA GUITARRA ELÉCTRICA y
) da una señal de entrada muy baja, lo cual
a dificultades en entender ésta y
no tomaría valores óptimos lo cual haría que su trabajo no fuera el indicado
para este proyecto. Es por esto que como primera medida se debe realizar un
45
proceso de amplificar la señal, lo cual se haría con un circuito que tenga un
amplificador operacional.
Para esto se utilizó un amplificador operacional que llevara la señal de entrada
de la guitarra a un punto cercano a la distorsión, esto con el fin de hacer que la
señal que llegue al microcontrolador pueda ser captada de una buena manera
para su posterior programación.
Figura 29. Esquema del amplificador operacional usado.
Como se puede observar en la Figura 28, el circuito consta de resistencias,
condensadores y un amplificador JFET, de efecto de campo, cuya referencia es
TL072. En el Pin número ocho éste es alimentado por un voltaje de 5V. La
resistencia R2, que es la resistencia de retroalimentación le da al circuito una
ganancia de 3,7. Esto genera una muy buena señal de salida hacia el PIC.
Este amplificador operacional está predispuesto a usar la mitad del voltaje de
entrada por las resistencias R3 y R4 junto al condensador C2 que estaría
proporcionando un desacople a tierra
Este amplificador fue seleccionado, debido a que es muy conocido para
manejar audio y el poco ruido que genera a la salida lo hace indispensable a la
hora de trabajar en este proyecto ya que no influiría en nada la señal que se le
está enviando al microcontrolador por lo que se tendría una señal amplificada y
medianamente limpia.
4.3 CIRCUITO DE PROCESAMIENTO
Teniendo establecido el circuito de amplificación se pasa ahora al circuito de
procesamiento de la señal que provee el
salida tendrá que llegar a una entrada del microcontrolador escogido, en este
caso fue un PIC 16F88.
Figura 30. Etapa de circuito de procesamiento.
Como información adicional, e
estudio hecho previamente comparando tarjetas que trabajan con el protocolo
MIDI o simplemente tarjetas que se pueden progr
haber sido una solución para el proyecto pero con las que se estudiaron
algún inconveniente a la hora de poder trabajar
que la guitarra puede emitir. Fue por esto que se decidió trabajar con un
microcontrolador PIC 16F88
y al realizar cualqui
escogió debido a que se puede trabajar con reloj interno de cuatro (4) u ocho
(8) megahertz (MHz). Se
desempeño y después
con lo requerido en este proyecto.
4.3.1 Microcontrolador y detección de frecuencias
Para trabajar con un microcontrolador se debe saber que éste no reconoce
frecuencias como tal, es decir, no se puede trabajar directamente c
frecuencia de la guitarra a una entrada normal del PIC porque al ser señal de
46
tá enviando al microcontrolador por lo que se tendría una señal amplificada y
medianamente limpia.
DE PROCESAMIENTO
Teniendo establecido el circuito de amplificación se pasa ahora al circuito de
procesamiento de la señal que provee el amplificador operacional TL072. Esta
salida tendrá que llegar a una entrada del microcontrolador escogido, en este
caso fue un PIC 16F88.
. Etapa de circuito de procesamiento.
Como información adicional, en el Anexo B de este documento se encuentra un
estudio hecho previamente comparando tarjetas que trabajan con el protocolo
MIDI o simplemente tarjetas que se pueden programar, esto al parecer pudo
haber sido una solución para el proyecto pero con las que se estudiaron
te a la hora de poder trabajar con las distintas frecuencias
la guitarra puede emitir. Fue por esto que se decidió trabajar con un
microcontrolador PIC 16F88, primero por su tamaño, ya que es muy compacto
y al realizar cualquier circuito éste no ocuparía tanto espacio, y segundo, se
escogió debido a que se puede trabajar con reloj interno de cuatro (4) u ocho
(8) megahertz (MHz). Se realizó primero un circuito pertinente para su buen
desempeño y después se le colocó una programación adecuada que cumpliera
con lo requerido en este proyecto.
Microcontrolador y detección de frecuencias
Para trabajar con un microcontrolador se debe saber que éste no reconoce
frecuencias como tal, es decir, no se puede trabajar directamente c
frecuencia de la guitarra a una entrada normal del PIC porque al ser señal de
tá enviando al microcontrolador por lo que se tendría una señal amplificada y
Teniendo establecido el circuito de amplificación se pasa ahora al circuito de
amplificador operacional TL072. Esta
salida tendrá que llegar a una entrada del microcontrolador escogido, en este
de este documento se encuentra un
estudio hecho previamente comparando tarjetas que trabajan con el protocolo
esto al parecer pudo
haber sido una solución para el proyecto pero con las que se estudiaron existía
con las distintas frecuencias
la guitarra puede emitir. Fue por esto que se decidió trabajar con un
, primero por su tamaño, ya que es muy compacto
er circuito éste no ocuparía tanto espacio, y segundo, se
escogió debido a que se puede trabajar con reloj interno de cuatro (4) u ocho
primero un circuito pertinente para su buen
ación adecuada que cumpliera
Para trabajar con un microcontrolador se debe saber que éste no reconoce
frecuencias como tal, es decir, no se puede trabajar directamente con la
frecuencia de la guitarra a una entrada normal del PIC porque al ser señal de
47
frecuencia, y sobre todo de una guitarra, ésta tiene la posibilidad de variar en
cualquier ocasión, así sea en variaciones muy pequeñas, y de la misma forma
es una señal que no es para nada limpia, sino que está llena de armónicos31 lo
que generaría una entrada muy difícil de controlar.
En esta parte se decidió trabajar con una entrada del controlador que trabaja
con el oscilador interno de éste y genera un conteo de pulsos cuando se da
una entrada de “frecuencia”, que trabajaría dependiendo de la frecuencia de
entrada y el valor del oscilador interno.
Figura 31. Diagrama de las entradas del PIC 16F88.
Fuente: MICROCHIP. “PIC 16F87/88 Data Sheet”. Microchip Technology Inc.
2005.
Como se puede ver en la figura anterior, se tiene que la señal de la guitarra va
a entrar por “RA4/AN4/T0CKI/C2OUT”, esta es una parte del PIC que puede
trabajar como entrada y como de salida, tiene un convertidor A/D, está
multiplexado con el Timer 0 así que de la misma forma se puede trabajar como
entrada del módulo de reloj, lo cual funciona muy bien para lo que se necesita
trabajar de la guitarra.
Ya que se tiene la forma en que se va a trabajar la señal, es necesario saber
que para programar no se puede realizar una comparación entre frecuencias ni
mucho menos generar filtros independientes debido a que la guitarra tiene una
gran variedad de notas que se mueven en más de 3 octavas; cada nota da una
frecuencia distinta y ésta va a depender directamente de la forma en que
31 En acústica, el armónico de una onda es un componente sinusoidal de la señal y su frecuencia es múltiplo de la fundamental.
48
trabaje el oscilador interno y del valor que se le haya dado en la programación
al reloj interno.
Para poder conocer el valor del pulso respecto a la frecuencia, en este caso se
va a trabajar con un reloj interno de 4MHz, se debe realizar entonces una
relación entre este valor y el valor de la frecuencia deseada a trabajar, esta
relación es simple, sencillamente se divide el valor del reloj interno entre el
valor de la frecuencia a trabajar, esto es para saber cuántas veces éste va a
estar oscilando en el reloj del PIC, no es necesario usar decimales ya que se
va a generar un rango entre valores para generar solamente valores enteros y
que éste tenga unos límites tanto superior o inferior por si existen
desafinaciones al momento de usar la guitarra; obviamente el dispositivo tendrá
un mejor desempeño si se encuentra correctamente afinado.
A continuación se mostrará una tabla con los valores de las distintas notas en
una guitarra eléctrica con sus respectivos valores de pulso y sus valores en
Nota MIDI.
Tabla 332. Valores de Frecuencia, conteo del reloj interno, tiempo y Nota MIDI.
Nota Musical
Frec (Hz)
Timer Count
Tiempo (s)
Nota MIDI
E2 82,41 48538 0,01213445 40 F2 87,31 45814 0,011453442 41 F#2 92,5 43243 0,010810811 42 G2 98 40816 0,010204082 43
G#2 103,83 38525 0,009631128 44 A2 110 36364 0,009090909 45
A#2 116,84 34235 0,008558713 46 B2 123,47 32397 0,008099133 47 C3 130,81 30579 0,007644675 48
C#3 138,59 28862 0,007215528 49 D3 146,83 27242 0,006810597 50
D#3 155,56 25714 0,006428388 51 E3 164,81 24270 0,006067593 52 F3 174,61 22908 0,005727049 53 F#3 185 21622 0,005405405 54 G3 196 20408 0,005102041 55
G#3 207,65 19263 0,004815796 56 A3 220 18182 0,004545455 57
A#3 233,08 17161 0,004290372 58 B3 246,94 16198 0,004049567 59
32 Tabla 3 continúa en la página 49.
49
C4 261,63 15289 0,003822192 60 C#4 277,18 14431 0,003607764 61 D4 293,66 13621 0,003405299 62
D#4 311,13 12856 0,003214091 63 E4 329,63 12135 0,003033704 64 F4 349,23 11454 0,002863442 65 F#4 369,99 10811 0,002702776 66 G4 392 10204 0,00255102 67
G#4 415,3 9632 0,002407898 68 A4 440 9091 0,002272727 69
A#4 466,16 8581 0,002145186 70 B4 493,88 8099 0,002024783 71 C5 523,25 7645 0,001911132 72
C#5 554,37 7215 0,001803849 73 D5 587,33 6810 0,00170262 74
D#5 622,25 6428 0,001607071 75 E5 659,26 6067 0,001516852 76 F5 698,46 5727 0,001431721 77 F#5 739,99 5405 0,00135137 78 G5 783,99 5102 0,001275526 79
G#5 830,61 4816 0,001203934 80 A5 880 4545 0,001136364 81
A#5 932,33 4290 0,001072582 82 B5 987,77 4050 0,001012381 83
Para hallar el valor de Nota musical a Nota MIDI se tomar la siguiente tabla de
valores:
Tabla 4. Valor nota Musical a Nota MIDI
Fuente: http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/trabajos_01_02/formatos_audio_digital/html/midiformat.htm
50
Ó simplemente se puede usar la siguiente ecuación:
Ecuación 1. Conversión de nota musical a nota MIDI.
���� ���� = �# �� + 1� × 12� + �������
Fuente: RONA, Jeff. “The MIDI Companion”. Hal Leonard Corporation. 1994.
Tabla 5. Valores OffSet según nota musical.
Nota C C# D D# E F F# G G# A A# B
Voff 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Fuente: RONA, Jeff. “The MIDI Companion”. Hal Leonard Corporation. 1994.
Para usar esta ecuación simplemente se tiene que utilizar el número de la
octava y se usa el valor de la nota que se le da en la Tabla 5.
Ahora se procedió a elaborar la parte del circuito para el microcontrolador. Este
es un circuito al cual se le conectará la salida del amplificador TL072 a la
entrada establecida en el apartado 4.3.1 Microcontrolador y detección de
frecuencias , que sería en el PIN 4 “RA4/AN4/T0CKI/C2OUT”. El resto de
componentes se colocan para tener alimentación de voltaje y tierra en el
circuito; poder conocer que se está enviando señal MIDI mediante un LED ó
que se está llegando a un nivel pico mediante otro LED; y finalmente para la
salida MIDI la cual será la responsable de enviar la información de “Note On” y
“Note Off” a la interfaz MIDI.
En la Figura 32 se podrá observar que a la salida del amplificador operacional
se coloca una cadena de resistencias R7, R8 y R9 las cuales van conectadas a
las entradas ADC del PIC configuradas posteriormente en el algoritmo de
programación. Estas resistencias logran que los puntos positivos y negativos
de la señal que le entre al PIC sean los mismos que los puntos máximos y
mínimos de oscilación del voltaje de la salida del amplificador operacional. Esto
con el fin de tener una señal pareja para que el PIC pueda leer sus valores sin
ningún problema.
Este PIC trabaja con un reloj interno a 4MHz como se estableció en el apartado
4.2.1 Microcontrolador y detección de frecuencias
mediante un puerto serial de 5 pines y la fuente de voltaje será una pila de 9
Voltios que pasará por un rectificador de voltaje para convertirlo a 5 Voltios y
así poder alimentar todo el circuito
Figura 32. Esquema final del circuito a usar.
Este es el esquema final del circuito usado en el proyecto; fue modificado de un
circuito encontrado en la revista EPE “Everyday Practical Electronics” el cual
contaba con otro amplificador aparte
habría tenido uso. En el anex
Figura 32 junto con sus componentes.
33 Magazine. EPE “Every Day Practical Electronics”.
51
Este PIC trabaja con un reloj interno a 4MHz como se estableció en el apartado
.1 Microcontrolador y detección de frecuencias ; la salida MIDI se da
mediante un puerto serial de 5 pines y la fuente de voltaje será una pila de 9
Voltios que pasará por un rectificador de voltaje para convertirlo a 5 Voltios y
así poder alimentar todo el circuito33.
. Esquema final del circuito a usar.
el esquema final del circuito usado en el proyecto; fue modificado de un
circuito encontrado en la revista EPE “Everyday Practical Electronics” el cual
contaba con otro amplificador aparte (Anexo A), que para este proyecto no
habría tenido uso. En el anexo A se puede detallar el diagrama expuesto en la
junto con sus componentes.
Magazine. EPE “Every Day Practical Electronics”. Reino Unido. Octubre 2009.
Este PIC trabaja con un reloj interno a 4MHz como se estableció en el apartado
; la salida MIDI se da
mediante un puerto serial de 5 pines y la fuente de voltaje será una pila de 9
Voltios que pasará por un rectificador de voltaje para convertirlo a 5 Voltios y
el esquema final del circuito usado en el proyecto; fue modificado de un
circuito encontrado en la revista EPE “Everyday Practical Electronics” el cual
, que para este proyecto no
o A se puede detallar el diagrama expuesto en la
Reino Unido. Octubre 2009.
52
Imagen 1. Circuito Final
Luego se procedió a la parte final de ensamblar el circuito a la guitarra, con el
fin de ahorrar espacio en la misma y no incomodar a la persona que fuera a
interpretar este instrumento.
4.3.2 Programación
Ya se tiene entonces la forma de entrada de la señal de la guitarra y se sabe
los distintos valores para las frecuencias que puede generar una guitarra; estos
simplemente son valores de pulsos en el timer count que están dependiendo
del tiempo, asi que el PIC debe generar un muestreo a la longitud del tiempo de
la frecuencia deseada. El Timer-Count de este microcontrolador está haciendo
un conteo por pasos de 0.25uS, es decir si el timer count es 1 entonces el
tiempo será de 0.25uS. Así que ya tenemos los valores del Timer-Count y el
valor del conteo por pasos, para hacer la tabla solamente se necesita
multiplicar el valor del Timer-Count por 0.25uS:
Con los valores de tiempo establecidos en la Tabla 5 se puede encontrar los
valores pico de la señal de entrada. Esto lo que haría es diferenciar una la
amplitud (velocity) de las diferentes frecuencias pero hasta este momento,
todavía no se tiene información completa para poder enviarla al lenguaje MIDI
debido a que la señal de entrada tiene contenido negativo, es decir, al entrar la
señal de la guitarra se tiene una onda muy parecida a la sinusoidal pero con un
componente armónico muy grande, así que se debe generar dos umbrales, uno
en la parte positiva de la onda y otro en la parte negativa. Este umbral ayudará
a que no se tengan componentes armónicos filtrados en la señal y su cálculo
53
para la nota musical sea más acertado, de la misma forma la amplitud de esta
frecuencia ayudará a calcular los valores de “velocity” al eliminar la parte
negativa de la señal ó como se podrá ver en la siguiente figura “Trigger Low”.
Figura 33. Forma de onda de la señal y umbrales
Fuente: http://joebrown.me.uk/wp/?p=3273
La Figura 33 muestra una onda parecida a la producida por una cuerda de una
guitarra; como se puede ver existe un punto máximo y un punto mínimo “Peak
High y Peak Low” y dos puntos de umbrales “Trig High y Trig Low”.
El umbral de la parte positiva “Trigger High” funciona como monitoreo de la
señal, cuando ésta pasa por debajo de este nivel se considera como nota
apagada o “Note Off” lo que haría que el programa apague esa nota y espere
por una nueva que sea interpretada por el guitarrista. A continuación un
diagrama de flujo detallado con el algoritmo implementado al PIC 16F88.
Figura 34. Diagrama de Flujo de la programación al PIC 16F88
En este proyecto solo se trabajará los comandos de “Note On” y “Note Off” por
lo que en la programación no se
desafinación de nota o “Pitch Bend”, esto no afectará la interpretación del
guitarrista. También hay que tener en cuenta que al trabajar estos valores tan
precisos “por frecuencia” la guitarra tendrá un óptimo desempeño si es
afinada correctamente.
Teniendo esto, se cumple con el diagrama de bloques establecido al comienzo
de esta sección, aquí ya se tiene tanto el circuito de amplificación como el de
procesamiento. Todo esto con el fin de poder conectar el nuevo dispositiv
una interfaz MIDI la cual recibirá información enviada por el microcontrolador
programado previamente.
54
. Diagrama de Flujo de la programación al PIC 16F88
En este proyecto solo se trabajará los comandos de “Note On” y “Note Off” por
lo que en la programación no se tendrá en cuenta comandos como
desafinación de nota o “Pitch Bend”, esto no afectará la interpretación del
guitarrista. También hay que tener en cuenta que al trabajar estos valores tan
precisos “por frecuencia” la guitarra tendrá un óptimo desempeño si es
afinada correctamente.
Teniendo esto, se cumple con el diagrama de bloques establecido al comienzo
de esta sección, aquí ya se tiene tanto el circuito de amplificación como el de
procesamiento. Todo esto con el fin de poder conectar el nuevo dispositiv
una interfaz MIDI la cual recibirá información enviada por el microcontrolador
programado previamente.
. Diagrama de Flujo de la programación al PIC 16F88
En este proyecto solo se trabajará los comandos de “Note On” y “Note Off” por
tendrá en cuenta comandos como
desafinación de nota o “Pitch Bend”, esto no afectará la interpretación del
guitarrista. También hay que tener en cuenta que al trabajar estos valores tan
precisos “por frecuencia” la guitarra tendrá un óptimo desempeño si está
Teniendo esto, se cumple con el diagrama de bloques establecido al comienzo
de esta sección, aquí ya se tiene tanto el circuito de amplificación como el de
procesamiento. Todo esto con el fin de poder conectar el nuevo dispositivo a
una interfaz MIDI la cual recibirá información enviada por el microcontrolador
Figura 35. Etapa final para circuito interno de la guitarra.
4.4 ENSAMBLE
Después de haber realizado las pruebas con el circuito y establecer que
iba a ser el que quedaría para el proyecto, se procedió a ensamblarlo a la
guitarra, así que mediante una fresadora, que es una máquina grande que
trabaja con brocas al igual que un taladro, se consiguió realizar una apertura
como lo muestran las sigu
Imagen 2. Apertura del orificio para el ensamble final del circuito.
Como se puede observar, este no es un orificio muy grande por lo que no se
pretendía modificar del todo la guitarra, éste se hizo cerca al output jack de la
guitarra para poder tener al lado el conector MIDI DIN de 5 pines
de 5 Pines, lo cual haría un diseño bastante cómodo para el guitarrista ya que
ningún cable estaría en el medio y pudiera interpretar el instrumento sin
ninguna incomodidad.
si la señal llegó a nivel pico se colocaron en la parte de delante de la guitarra
junto a los potenciómetros de nivel del micrófono EMG.
55
. Etapa final para circuito interno de la guitarra.
Después de haber realizado las pruebas con el circuito y establecer que
iba a ser el que quedaría para el proyecto, se procedió a ensamblarlo a la
guitarra, así que mediante una fresadora, que es una máquina grande que
trabaja con brocas al igual que un taladro, se consiguió realizar una apertura
como lo muestran las siguientes imágenes:
Imagen 2. Apertura del orificio para el ensamble final del circuito.
Como se puede observar, este no es un orificio muy grande por lo que no se
pretendía modificar del todo la guitarra, éste se hizo cerca al output jack de la
para poder tener al lado el conector MIDI DIN de 5 pines
, lo cual haría un diseño bastante cómodo para el guitarrista ya que
ningún cable estaría en el medio y pudiera interpretar el instrumento sin
ninguna incomodidad. Los LEDs para el estado de los datos MIDI ó para saber
si la señal llegó a nivel pico se colocaron en la parte de delante de la guitarra
junto a los potenciómetros de nivel del micrófono EMG.
Después de haber realizado las pruebas con el circuito y establecer que éste
iba a ser el que quedaría para el proyecto, se procedió a ensamblarlo a la
guitarra, así que mediante una fresadora, que es una máquina grande que
trabaja con brocas al igual que un taladro, se consiguió realizar una apertura
Imagen 2. Apertura del orificio para el ensamble final del circuito.
Como se puede observar, este no es un orificio muy grande por lo que no se
pretendía modificar del todo la guitarra, éste se hizo cerca al output jack de la
para poder tener al lado el conector MIDI DIN de 5 pines ó puerto serial
, lo cual haría un diseño bastante cómodo para el guitarrista ya que
ningún cable estaría en el medio y pudiera interpretar el instrumento sin
para el estado de los datos MIDI ó para saber
si la señal llegó a nivel pico se colocaron en la parte de delante de la guitarra
56
Imagen 3. Posición del puerto MIDI y LEDs de estado.
El circuito quedó ensamblado en el orificio hecho en la guitarra como lo
muestra la siguiente imagen:
Imagen 4. Montaje del circuito en la Guitarra.
57
5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
Los resultados presentados a continuación muestran los valores en voltios de
las señales obtenidas al medir los micrófonos escogidos para este proyecto, de
la misma forma se muestra en la posterior modificación de la guitarra la señal
de salida y los datos obtenidos por el software MIDI OX a la hora de haber
realizado las pruebas finales del montaje y la medición de latencia existente
entre la cuerda pulsada y el sonido MIDI.
5.1 VOLTAJES OBTENIDOS EN LA MEDICIÓN DE MICRÓFONOS
Como primera medida se hizo la medición del micrófono EMG, esto solamente
para tener la referencia del voltaje de salida de este micrófono, con esta señal
no se hizo ningún proceso ya que esta es la que irá directa a un amplificador
externo, pero de todas formas se hizo la medición y aquí están los resultados
medidos en el osciloscopio:
Tabla 6. Valores de Frecuencia y Voltaje con el micrófono EMG 85.
Nota Frecuencia(Hz) Voltaje(mV) E - Mi 82,64 150 A - La 109,2 208 D - Re 147,1 198 G - Sol 195,3 136 B - Si 247,5 178 E - Mi 333,3 156
Estos valores fueron tomados pulsando las 6 cuerdas de la guitarra por
separado al aire, se trató que la fuerza con la cual se pulsaron fuera la misma
para que los valores pudieran ser bien tomados y como resultado se obtuvo la
tabla anterior. Después de esto se hizo la medición para los micrófonos Ghost
Pickup Saddles, los cuales fueron colocados en el puente de la guitarra y cuyas
6 señales de micrófonos independientes fueron sumadas mediante un sumador
que trae este juego de piezoeléctricos para su manejo como una sola señal,
teniendo esta configuración se pudo realizar la medición y estos fueron los
resultados:
58
Tabla 7. Voltajes Obtenidos con los micrófonos Ghost.
Nota Voltaje(mV) E - Mi 355 A - La 370 D - Re 275 G - Sol 297 B - Si 268 E - Mi 255
Fueron tomados de la misma manera que en la Tabla 6, donde por medio de
un osciloscopio se pudo obtener estos resultados. Esta señal de los micrófonos
Ghost es la señal que se envía al amplificador operacional visto en la sección
4.2 CIRCUITO DE AMPLIFICACIÓN , para ser procesada en este circuito y
luego ser la protagonista en la conversión de nota musical a MIDI.
Como se puede ver en las tablas 6 y 7, los valores de voltajes en mili voltios
(mV) varían de gran manera entre los micrófonos Humbucker y Piezoeléctricos,
es por esto que se tomó la salida del piezoeléctrico para realizar el proceso a la
conversión MIDI ya que su mayor salida y su paso por el amplificador, generan
una señal más que apta para el manejo de los umbrales y los picos
establecidos en la programación; así el PIC tiene una señal excelente para
analizar y no se pierde ningún tipo de información.
Los datos obtenidos al pasar la señal de los micrófonos piezoeléctricos por el
amplificador operacional fueron los siguientes:
Tabla 8. Valores obtenidos después de la etapa del amplificador operacional.
Nota Voltaje(mV) E - Mi 1023 A - La 1154 D - Re 1013 G - Sol 1462 B - Si 1421 E - Mi 1334
Estos valores fueron tomados después de haber hecho varios intentos en los
cuales se variaba mucho la fuerza con la que la cuerda era tocada, es por esto
que se decidió usar un “Guitar Pick” o uña que ayudó a realizar una
59
interpretación uniforme. Son presentados en esta sección como simple muestra
de lo que está haciendo el amplificador operacional, lo importante de este
circuito es la transmisión de los datos MIDI que en este caso serán los Note On
y Note Off junto a los valores de “velocity” según se interprete cada nota. Hay
que recordar que como se están tomando valores por medio de un solo pin del
microcontrolador no se pudo tener la captura y conversión a MIDI de señales
en polifonía.
5.2 OBTENCIÓN DE INFORMACIÓN MIDI
Para este paso y para ver que si estuviera funcionando el proyecto
debidamente se usaron los siguientes componentes:
- Interfaz M – Audio FastTrack Pro.
- Cable MIDI o Serial de 5 Pines.
- Software (Freeware) MIDI OX34 para Windows.
- Guitarra Hibrida.
Como se pudo ver en la Imagen 1, en donde se hacían las pruebas del circuito
funcionando, se tenían los mismos componentes de este proceso, pero una
interfaz diferente; simplemente se ensambló el resto del circuito para no tener
los componentes por fuera y la señal de la guitarra saliera de la misma, no de
un cable TS.
El proceso de conexionado es muy sencillo, de la salida MIDI puesta en la
guitarra se conectó el cable MIDI a la entrada de la interfaz M - Audio. Para
usar esta interfaz es necesario descargar los drivers para el manejo según la
plataforma trabajada por el computador escogido.
Luego de haber hecho el conexionado y de haber instalado debidamente los
drivers para la interfaz, es necesario escoger en el MIDI OX la entrada MIDI a
trabajar como se muestra en la siguiente imagen:
34 Software de diagnóstico para monitorear eventos MIDI.
60
Imagen 5. Ventana para escoger entrada MIDI.
Fuente: Software de diagnóstico MIDI OX.
Luego de haber escogido la entrada se debe revisar si está funcionando este
puerto de la interfaz, esto se puede ver fácilmente en el programa en la esquina
inferior derecha y en la ventana “MIDI Port Activity” que aparecerá en la
esquina superior derecha:
Imagen 6. Visualización de entrada MIDI
Fuente: Software de diagnóstico MIDI OX
Lo anterior con el fin de rectificar y ver que sí se cumple con la entrada.
Después de esto y teniendo la guitarra conectada a la interfaz, se puede
empezar a interpretar el instrumento; aquí, en el “MIDI OX” se abrirá una
ventana llamada “Monitor – Output” en donde se mostrará un monitoreo de la
señal MIDI que llega al ordenador desde el circuito interno de la guitarra.
61
A continuación la imagen de los datos obtenidos en el MIDI OX cuando se
conectó la guitarra:
Imagen 7. “Monitor – Output” cuando se interpretó la guitarra.
Fuente: Software de diagnóstico MIDI OX.
Como se puede ver en la Imagen 7, este software lo que hace es dar
información detallada de los datos MIDI que recibe. En este caso se puede ver
en la columna final de la derecha que se monitorearon eventos de Note On y
Note Off, hacia la izquierda se puede ver la nota que sonó junto a la octava en
la que se encuentra y el número del canal por el cual está siendo recibida la
información que es el Canal 1. El resto son valores y códigos en hexadecimal
propios del lenguaje MIDI que recibe este software.
62
6. CONCLUSIONES
La adaptación de un circuito electrónico a una guitarra eléctrica convencional
logró ser un buen método para el desarrollo de este proyecto, que buscaba
encontrar la mejor forma de obtener un instrumento musical capaz de funcionar
como controlador MIDI y como instrumento musical sin necesidad de
comprometer la interpretación ó forma de la guitarra.
Habiendo hecho el estudio detallado de distintas tarjetas para programar
(Anexo B) se pudo ver que ninguna de estas tenia las características
necesarias para el desarrollo este proyecto, fue por eso que se decidió usar el
microcontrolador PIC 16F88 el cual permitió el poder acoplar distintos tipos de
circuitos como el amplificador operacional, para obtener una señal de guitarra
apta para su reconocimiento en el microcontrolador, y un regulador de voltaje,
que permitió adaptar una pila de 9 voltios sin la necesidad de una fuente
externa ó una conexión adicional.
El terminal del microcontrolador escogido para trabajar la señal de la guitarra
eléctrica ejecutó una labor importante en el proyecto debido a que éste fue el
encargado de realizar las comparaciones para obtener el valor de nota MIDI
según las distintas frecuencias de la guitarra eléctrica, la amplitud ó “velocity”
con que se interpretó y su desactivación o “Note Off” al momento de detener la
interpretación.
Este proyecto mostró una gran importancia hacia la guitarra eléctrica como
controlador debido al uso que se le está dando en la actualidad. Es por lo cual
este trabajo ha dado una herramienta nueva a la hora de realizar una
producción, dejando que el usuario tenga la posibilidad de escoger el
instrumento con el cual se sienta más cómodo para trabajar.
Como trabajo futuro, se podría tener que para trabajar polifonía se pueden
realizar 6 circuitos de los estudiados en este proyecto, cada uno iría conectado
a la señal independiente de cada cuerda que los micrófonos Ghost proveen, el
63
problema sería que la transmisión MIDI podría resultar un poco lenta puesto
que tendría que manejar información de 6 puertos diferentes.
64
7. RECOMENDACIONES
Tomando como punto de partida este trabajo de grado es posible realizar
una guitarra como controlador MIDI mejorada que pueda ser capaz de
trabajar con los distintos eventos de una guitarra que se dejaron a un lado
en este proyecto como lo son “Slides”, “Pitch Bend” y los acordes ó
polifonía. Esto requerirá de una tarjeta con mejores especificaciones y de un
nuevo algoritmo de programación adecuado a estos parámetros.
Se debe conocer bien la interfaz MIDI y el computador con los cuales se
está trabajando, como recomendación, es indispensable tener una interfaz
actual, con los drivers correspondientes instalados en el ordenador, para
trabajar el dispositivo sin que éste muestre algún tipo de latencia.
Tener presente que el dispositivo cuenta con un LED que indica cuando la
señal de la guitarra está saliendo con un nivel muy grande, si se tiene que la
luz de este emisor está siendo constante, la señal de la guitarra que sale
puede sobrecargar el amplificador operacional, lo que haría que el PIC no
pueda reconocer bien los picos de la señal y no funcione correctamente.
Para un óptimo funcionamiento del dispositivo, se recomienda que el
intérprete modere la velocidad de ejecución a una velocidad de “Tempo” de
120 BPM lo que ayudaría al módulo para poder captar y reproducir las notas
debidamente.
65
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pp. 272-276. April 2003.
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Sterling Publishing. Ney York 2001.
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2009.
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México 1993.
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Junio 2006.
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67
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http://www.yamaha.com/yamahavgn/CDA/ContentDetail/ModelSeriesDetail.html
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http://www.axon-
technologies.net/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=1&m
enu=101
http://www.emginc.com/products/index/2
http://www.midi-hardware.com/about
http://www.sowa.synth.net/
http://eroktronix.com/
http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/trabajos_01_02/formatos_audio_digital/html/midiformat.htm
http://potulfx.blogspot.com/
68
ANEXOS
A continuación una imagen del circuito implementado en el proyecto junto a sus
componentes:
Figura 36. Esquema de
Microcontrolador PIC 16F88
Amp. TL072
Regulador L7805
Condensadores:
69
ANEXO A
CIRCUITO USADO PIC 16F88
A continuación una imagen del circuito implementado en el proyecto junto a sus
Figura 36. Esquema de circuito usado.
Microcontrolador PIC 16F88 C1: 100nF
C2: 22uF
C3: 100nF
C5: 22uF
A continuación una imagen del circuito implementado en el proyecto junto a sus
70
C6: 100nF
C7: 100nF
C8: 100nF
Resistencias:
R1:180K
R2: 680K
R3:4.7K
R4:4.7K
R5:470K
R7:18K
R8:27K
R9:15K
R10:100
R11:100
R12:220
R13:220
Como se puede observar en el diagrama del circuito usado y en la lista de los
componentes no existe el condensador C4 ni la resistencia R6 por lo que fue la
parte del circuito que se modificó de la revista EPE “Every Day Practical
Electronics” sacando entonces el circuito que se puede ver a continuación:
Figura 37. Circuito eliminado de esquema propuesto en la revista EPE.
71
ANEXO B
ESTUDIO DE DIFERENTES TARJETAS
En una etapa de la investigación para el proyecto se pensó en usar tarjetas ya
construidas y funcionales en cuanto al protocolo MIDI. En este anexo se verá
parte del estudio que se hizo y el por qué no se escogieron.
TARJETAS PARA PROGRAMAR Y CONVERSIÓN A MIDI.
Se realizó una búsqueda muy detallada ya que para el óptimo desarrollo de
este trabajo se necesitaba que la tarjeta tuviera la facilidad de recibir señales
de audio, provenientes de la guitarra eléctrica, también que esta tarjeta pudiera
manejar una salida digital ó en el mejor de los casos una salida MIDI.
Como primera medida se encontraron unas tarjetas hechas especialmente para
aplicaciones MIDI por un diseñador electrónico independiente llamado Roman
Sowa35, quien en su página de internet36 ofrece un catalogo numeroso para la
escogencia del consumidor. De la misma forma se encontraron distintas
tarjetas cuyas entradas análogas pudieron haber solucionado el problema para
la captura y reconocimiento de la señal, pero al trabajar con una señal
proveniente de una guitarra eléctrica se estaría trabajando con frecuencias lo
que hace complejo el manejo de la señal y su programación para la conversión
a MIDI. A continuación se presenta una tabla con las distintas tarjetas
investigadas para su posible uso en este proyecto.
35 http://www.midi-hardware.com/about 36 http://www.sowa.synth.net/
72
Tabla 9. Estudio de las tarjetas y características.
Nombre de la
tarjeta Fabricante Inputs Outputs
Preci
o Características
MRG2 Roman
Sowa
5 Scanner
Inputs MIDI OUT 55 €
Equipado con scanners que
crean la facilidad de crear
un hardware MIDI de 640
Teclas
MIDI INPUT
-
MRG3 - LP Roman
Sowa
4 Scanner
Inputs - 40 €
No con)ene MIDI OUT
por lo que cuenta con un
socket que se ajusta al
MRG3
MRG3 Roman
Sowa
4 Scanner
Inputs MIDI OUT 40 €
Su aplicación principal es
como controlador MIDI
para un organo virtual de
tubos
MIDI 128 Roman
Sowa
2
Keyboard/ped
al - 60 €
Cubre 384 contactos en
teclados de 5 octavas
7
Potenciometr
os
MIDITRON EROKTRON
IX
10 Analog
ADC 20 Analog
149
U$
A pesar de la can)dad de
entradas y salidas que )ene
este disposi)vo ,solo se
puede usar para
aplicaciones de sensores y
robó)ca
20 Digital 20 Digital
MIDI INPUT MIDI OUT
VS 1053 VSLI Stereo Line IN
Stereo
Line Out 40 €
Recibe señales MP3, WMA,
AAC. No trabaja MIDI.
Headphon
e Out
Y1808HV DSP
Chipset
8 Video IN -
60
U$
A pesar del numero de
entradas de audio esta es
una tarjeta PCI. 8 Audio IN
dsPIC33FJ64GP8
02 Microchip
MIDI INPUT Stereo
Audio Out
590
U$
Excelente para trabajar
osciladores controlados por
voltaje, LFO, generadores
de Transientes y sintesis
digital controlada por MIDI 2 ADC INPUT
Como se puede observar en la tabla, se estudiaron distintas tarjetas muchas de
ellas tienen como entradas “Scanner Inputs” los cuales trabajan con señales
análogas pero no de audio, es decir, reconocen que la señal proviene de un
dispositivo análogo, pero no reconocerían un cambio en frecuencia que exista
en cada uno de estos.
73
Figura 38. Tarjetas estudiadas en la tabla anterior.
Un dispositivo como el “MidiTron™” es un módulo muy completo, de hecho se
trata de un microcontrolador PIC 18F2320 que viene pre - programado
directamente de la fábrica. A pesar de sus diez entradas ADC y sus puertos
MIDI IN y MIDI OUT, este aparato tiene las mismas limitaciones que se
hablaban en el párrafo anterior, es decir, reconocen las entradas análogas pero
a la hora de trabajar con frecuencias, éstas entradas no podrán reconocer el
cambio que hay de una frecuencia a otra. Una ventaja del “MidiTron™” es que
al ser el centro de su funcionamiento un PIC éste se podría reprogramar con un
algoritmo propio que cumpla con los requisitos que se deseen; la desventaja,
es que al modificar esta programación, muchos de los caminos del circuito y las
conexiones internas no se conocen, así que se podría dejar inservible algunos
de los módulos que trae este dispositivo ya que su fabricante Eric Singer de
Eroktronix por razones de exclusividad no comparte el algoritmo inicial de este
módulo.
74
Figura 39. MidiTron™ de Eroktronix realizado por Eric Singer
Fuente: http://eroktronix.com/
El resto de tarjetas, como se puede ver en la tabla, tienen entradas que si
podrían trabajar audio ya que son entradas en estéreo, la desventaja de éstas
tarjetas es que no se consiguen tan fácil y muchas de ellas requieren su
compra en cantidades ya que las venden para empresas y entidades grandes
que trabajan realizando dispositivos con éstas.