Órgano de luces con Arduino (II)

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Obtención de la señal

Como comentaba en el post anterior, en mi caso voy a  a utilizar un micrófono como fuente de señal, esto evita tener que conectar la fuente directamente y proporciona más libertad de movimiento.
Yo he utilizado un módulo de Dealextreme (como no), el SKU: 135533, que es un módulo detector de sonido con una salida digital y una analógica. Aquí utilizaremos esta última.
Como el nivel de la señal que entrega es muy pequeño, he utilizado un vetusto u741 (pero funcional) que había por un cajón, para adecuar la señal a la entrada del Arduino.
También es posible utilizar directamente un micrófono electret , pero habrá que amplificarlo adecuadamente (podéis encontrar infinidad de esquemas en internet), o bien utilizar un módulo ya amplificado como este 

El esquema de montaje es este (clik en las imágenes para ampliar):

Y el montaje este:

Algunos detalles:

• La resistencia de 1k para alimentar el módulo reduce en gran manera el ruido en la alimentación producido por el Arduino, que se traslada luego a la salida. 
• El u714 está en una configuración básica de amplificador, a su salida se obtiene una señal de aproximadamente 1Vpp con un offset de 5V/2  ~ 2.5V.
• Como la entradas analógicas de Arduino necesitan señales de 0 a 5V,  el divisor de tensión formado por R1/R2 crean un offset de aprox 0.5V para que la señal tenga un rango del 0 a 1 V aprox.
• Para poder medir con mayor precisión, programaremos la referencia del conversor analógico del Arduino como INTERNAL, que tiene un valor de 1,1V en vez de los 5V de defecto.

Necesitaréis la librería fix_fft que podéis descargar de aquí :  fix_fft

El código

El código está comentado para poderlo seguir fácilmente, pero veamos básicamente su funcionamiento.

Esta parte contiene una dosis de matemática que puede ser algo aburrida para algunos, si no te interesa simplemente pasa de ella :-). 

Inicialización

Se configura como antes hemos dicho la referencia analógica como INTERNAL, para medir tensiones del orden de 1V. También se configura el prescaler a 32 (el prescaler divide la frecuencia de reloj del micro para realizar las conversiones A/D entre otras cosas), para conseguir un a frecuencia de muestreo de unos 38 KHz, lo cual es más que suficiente para este proyecto. Luego se configuran los pines de salida.

Bucle

Se realiza un muestreo de 128 muestras, se pasa pon una función de ventana (Hann), para minimizar los efectos de las discontinuidades al principio y al final del muestreo y luego se aplica la transformada rápida de Fourier con la llamada a fix_fft.

Después de esto en data tenemos los valores de las 64 bandas (Nmuestras/2) .

Como nos interesan en valor absoluto y no las partes reales e imaginarias por separado, calculamos el módulo, y puesto que el valor es algo pequeño lo dejamos al cuadrado.

A continuación sólo queda agrupar los valores en tres bandas (graves, medios y agudos) y en función de si superan un límite activar las salidas.

El límite varía en función de la cantidad de veces que cada canal se enciende, lo que proporciona una cierta realimentación y evita que con los cambios de volumen un canal se sature o no se encienda.

La agrupación de las bandas y los límites los he obtenido probando, podéis realizar vuestras pruebas para obtener otros resultados.

Si te ha gustado no te pierdas el próximo post para ver como conectarlo a bombillas de verdad :

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