Piano de 7 notas musicales con amplificación a 20W

Piano de 7 notas musicales con amplificación a 20W

Víctor Adolfo Pinto Sánchez, Stevenson Hernández Pérez
Facultad tecnológica, Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Bogotá, Colombia
Email: victor12_2007@hotmail.com, stif1991@hotmail.com



Abstract- This document shows the design of a piano 7 musical notes, with amplification 20W, implemented phase-shift oscillator forgenerating the respective frequencies.
RESUMEN: En este documento se evidencia el diseño de un piano de 7 notas musicales con una amplificación a 20W implementado osciladores de cambio de fase para la generación de las respectivas frecuencias.
PALABRAS CLAVES: Oscilador, sumador, amplificación, voltaje, corriente y potencia.

I. INTRODUCCION
Este informe es un documento detallado con lainformación necesaria para comprender el diseño de un piano, con la generación de notas musicales utilizando osciladores de cambio de fase y aplicando una amplificación de potencia a 20W.

II. OBJETIVOS
El presente proyecto es desarrollado para la fabricación de un prototipo de piano, con fines educativos y una amplificación a 20W.



III. MARCO TEORICO

A. Nota Musical
Nota, es el sonidoproducido por una vibración de frecuencia constante. El termino nota musical hace referencia a un sonido con una frecuencia determinada.
El monje Guido D'Arezzo fue quien hizo la aproximación de las notas actuales y la asignación de sus nombres excepto la séptima nota si (la cual se consideraba un sonido diabólico).
Los nombres de las notas musicales se derivan del himno Ut queant laxis del monjebenedictino friulano Pablo el Diácono, específicamente de las sílabas iniciales del Himno a San Juan Bautista. Las frases de este himno, en latín, son así:

TABLA I.
ORIGEN DEL NOMBRE DE LAS NOTAS MUSICALES
Nota
Texto original en latín
Traducción
Ut - Do
Re
Mi
Fa
Sol
La
Si
Ut queant laxis
Resonare fibris
Mira gestorum
Famuli tuorum
Solve polluti
Labii reatum
Sancte Ioannes.Para que puedan
exaltar a pleno pulmón
las maravillas
estos siervos tuyos
perdona la falta
de nuestros labios impuros
San Juan.

La nota si fue añadida en el siglo XVI y en el siglo XVIII se sustituye la nota Ut por DO (Dóminus o Señor). 

TABLA II.
FRECUENCIA DE LAS NOTAS MUSICALES
DO
522 Hz
RE
602 Hz
MI
649 Hz
FA
688 Hz
SOL
767 Hz
LA
867 Hz
SI
958 Hz
DO2
1023 Hz

B.Oscilador de Cambio de Fase
Es un circuito el cual genera una señal senoidal a su salida. Está constituido por un amplificador (operacional) con ganancia negativa o inversa, se le añade una retroalimentación la cual se encuentra conformada por una sección RC de tercer orden en escalera. Esta red introduce un desfase de 180° el cual es compatible con la ganancia del amplificador que a su vezintroduce otro desfase de 180°.
Para su aplicación lo más común es utilizar 3 condensadores y 4 resistencias como se muestra en la figura1

Fig.1 Oscilador de cambio de desfase con 3 condensadores y 4 resistencias.


También podemos agregar una etapa más para completar 4 condensadores y 5 resistencias como se aprecia en la figura 2, esto es con el fin de poder duplicar la frecuencia a la salidadel oscilador.

Fig.2 Oscilador de cambio de desfase con 4 condensadores y 5 resistencias.


Para el cálculo de la frecuencia de oscilación; se idealiza el circuito de la siguiente manera:

Entonces:

Fig.3 Ecuación para el cálculo de la frecuencia de oscilación.


Fig.4 Ecuación para el cálculo de la resistencia Rfb.


C. Amplificador Operacional - Sumador
El amplificadoroperacional, es un circuito integrado el cual esta conformado por dos entradas y una salida, sus aplicaciones mas comunes son para operaciones matematicas (suma, resta, multiplicación, división, integración, derivación, etc.)

1) Sumador: esta configuracion tiene una resistencia de
retroalimentacion de su pin inversor hacia su salida, el pin no inversor esta referenciado a tierra y su...