Registro fonte: Desenvolvimento de um sistema de controle digital para afinação de instrumentos de corda

Desenvolvimento de um sistema de controle digital para afinação de instrumentos de corda

The acoustic quality performance of an musical instrument is related to its correct tuning. However, the tuning of string musical instruments varies over time due to environmental and natural factors. Therefore, the musician must constantly check the tuning, which requires technical knowledge and ti...

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Autor principal:	Silva, Thayline Valério da
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:	Afinação (Música) Instrumentos de corda Microcontroladores Controladores PID Tuning Stringed instruments Microcontrollers PID controllers CNPQ::ENGENHARIAS
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24536
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id	riut-1-24536
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spelling	riut-1-245362021-03-06T06:10:47Z Desenvolvimento de um sistema de controle digital para afinação de instrumentos de corda Development of a digital control system for tuning string instruments Silva, Thayline Valério da Coca Salazar, Andrés Eduardo Oliveira, Alberto Vinicius de Jeronymo, Daniel Cavalcanti Coca Salazar, Andrés Eduardo Afinação (Música) Instrumentos de corda Microcontroladores Controladores PID Tuning Stringed instruments Microcontrollers PID controllers CNPQ::ENGENHARIAS The acoustic quality performance of an musical instrument is related to its correct tuning. However, the tuning of string musical instruments varies over time due to environmental and natural factors. Therefore, the musician must constantly check the tuning, which requires technical knowledge and time. Thus, the development of an automatic tuning system for string instruments had become necessary. Some commercial devices that ensure automatic tuning can be easily found in the market, for example TronicalTune and RoadieTuner, althought, they are not popular due to elevated price. In this project, an automatic tuning control system for acoustic string instrument was developed with accuracy, rapidity and low cost. Such system has a metal piece that fits on the tunning machine and by a software the user chooses the desired frequency for the chosen string. A microphone captures the acoustic signal produced by the string; after that, an analog input of the Arduino UNO reads that signal and by an autocorrelation algorithm estimates the fundamental frequency of the audio sample. Besides that, the Arduino is responsible for determining the difference between the frequency of the received signal and the frequency of the desired musical note. Two digital controls, PID and another one based on the system equation (obtained through a mathematical modeling), were implemented in the Arduino to calculate and send to the stepper motor the signal that sets the direction of rotation, stretching or loosening the string, and the amount of steps required for the string to be tuned. Experiments were performed using a ukulele, obtaining satisfactory results in time and accuracy. The system can be used by both beginner and advanced musicians and minimizes tuning time. A qualidade acústica da interpretação de um instrumentista está relacionada com a correta afinação do instrumento musical. No entanto, a afinação dos instrumentos de cordas sofrem variações no decorrer do tempo devido a fatores ambientais e naturais. Por isso, o instrumentista deve conferir constantemente a afinação, o que requer conhecimento e tempo. Portanto, o desenvolvimento de um sistema automático para a afinação de instrumentos de cordas se torna necessário. No mercado podem ser encontrados alguns dispositivos comerciais que prometem a afinação automática, por exemplo o TronicalTune e o RoadieTuner. Entretanto, não são produtos populares por serem muito custosos. Neste projeto, foi desenvolvido um sistema de controle automático para afinar um instrumento acústico de corda com precisão, rapidez e baixo custo. Tal sistema possui um suporte que encaixa na tarraxa da corda que será afinada e através de um software o usuário escolhe a frequência desejada para a corda escolhida. O sinal acústico da corda é captado por um microfone; tal sinal é interpretado por uma entrada analógica do microcontrolador do Arduino UNO e manipulado por um algoritmo que estima a frequência fundamental da amostra de áudio mediante o cálculo da autocorrelação. Além disso, o microcontrolador é responsável por determinar a diferença entre a frequência do sinal recebido e a frequência da nota musical desejada. Dois controles digitais, o PID e outro baseado na equação do sistema (obtida através de uma modelagem matemática), foram implementados no microcontrolador para calcular e enviar ao motor de passo o sinal que muda o sentido de rotação, esticando ou afrouxando a corda, e a quantidade de passos necessários para a corda ser afinada. Foram realizados experimentos usando o ukulele, obtendo resultados satisfatório quanto a tempo, inferior a 30 segundos, e precisão, uma diferença máxima de 10 Hz. O sistema pode ser usado tanto por instrumentistas iniciantes quanto avançados, e minimiza o tempo de afinação. 2021-03-05T20:10:24Z 2021-03-05T20:10:24Z 2018-12-03 bachelorThesis SILVA, Thayline Valério da. Desenvolvimento de um sistema de controle digital para afinação de instrumentos de corda. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2018. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24536 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Toledo Brasil Engenharia Eletrônica UTFPR
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Desenvolvimento de um sistema de controle digital para afinação de instrumentos de corda

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