Tutorial Flower Tie – Um wearable musical

Olá pessoal! Para quem curte sons, que tal fazer um wearable que produza as sete notas musicais? Neste post, você vai aprender a fazer a Flower Tie, uma gravata musical, um dos projetos que fiz utilizando Arduino e piezoelétricos.

Primeiramente, gostaria de abordar o item principal deste projeto, que é o disco piezoelétrico. O disco piezoelétrico é um transdutor, que é um elemento que transforma uma grandeza em outra, ou seja, deformação mecânica em corrente elétrica (strain gage), corrente elétrica em som (como o seu buzzer), etc. Sem que haja sentido único na produção de energia (corrente elétrica <-> som).

A piezo eletricidade é a eletricidade que resulta de um esforço de pressão. Caso você pressione um disco piezo, ele gera uma carga elétrica, então você pode utilizá-lo como sensor de batidas, numa entrada analógica de um Arduino, por exemplo.

Além da propriedade de emitir carga elétrica quando pressionado, quando é aplicada carga elétrica no piezo, ele sofre uma distorção, gerando um som. Se a tensão aplicada for numa frequência definida, é produzido um som ou nota musical (EVANS et al, 2013).

Portanto, você pode utilizar o piezo para emitir sons também. Se você já viu cartões musicais, com certeza já ouviu o som de um piezo. Em multímetros, na opção de medir continuidade, também é possível ouvir o barulho de um piezo.

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Bem, então eu tive a ideia de colocar esse disco numa gravata! Associei 7 discos piezos a uma frequência específica para gerar sons das notas musicais. Você vai precisar dos seguintes materiais:

• Arduino Pro Mini;
• gravador FTDI ou CP2102 ou CH340g;
• 7 discos piezo;
• fios coloridos;
• ferro de solda e estanho;
• mini alto falante;
• uma gravata qualquer;
• pedaço de plástico fino e comprido (mais ou menos do tamanho da gravata);
• chave liga-desliga ou switch;
• fita dupla face;
• termo retrátil;
• Flores para enfeite de roupa (opcional).

Primeiro passo é soldar os fios positivo e negativo nos discos. A parte branca central contém uma cerâmica com os cristais piezoelétricos e é o polo positivo. Cuidado para não deixar o ferro de solda por muito tempo, para não fazer um ‘estrago’ no seu disco. A borda externa e dourada é o polo negativo.

Depois de soldar os fios nos 7 piezos, solde os terminais positivos um em cada entrada analógica do Arduino Pro Mini. A versão chinesa possui duas entradas a mais que um Arduino Uno (A0 a A7). Os terminais negativos devem estar todos juntos em uma entrada GND.

Depois disso, é hora de conseguir um alto falante. O teste que fiz com o próprio piezo ficou muito baixo, então eu abri um aparelho MP5 que eu tinha em casa pra ver se tinha algum alto falante e encontrei. Cuidadosamente, retirei do aparelho e coloquei no meu projeto. Também há dentro de multímetros quebrados, retirei um de lá também.

Conectei o fio vermelho do alto falante na entrada 8 digital do Arduino e o fio preto no GND. Utilizei uma bateria comum de celular (3,7V) mas poderia ter sido uma bateria de LiPo. O circuito final está na próxima imagem:

Após isto, é hora de fixar os piezos no pedaço de plástico. Use pedaços de fita dupla face para fixação. Com cuidado, junte os fios negativos todos juntos e passe pelo tubo termo retrátil (Figura 7). Faça o mesmo com os fios positivos, porém tome cuidado para identificá-los, pois se ficar fora de ordem o som vai ficar aleatório.

Solde os fios nas entradas do Arduino Pro mini, lembrando que a versão deve ser 5V e sem pinos (headers). Prolongue os fios do alto falante e solde nas entradas correspondentes.

A bateria ficou na parte inferior da gravata. Entre o positivo e o 5V do Arduino, insira o switch para ligar e desligar o circuito. No caso, utilizamos um dip switch cortado com apenas um canal.

Sem esquecer de gravar o sketch antes de fechar a gravata, segue o código:

int keyC=A0; // atribuindo um nome a entrada analógica
int keyD=A1;
int keyE=A2;
int keyF=A3;
int keyG=A4;
int keyB=A5;
int keyA=A6;

int piezo=8; // piezo na entrada digital 8
int toneC=523; // frequencias das notas musicais
int toneD=587;
int toneE=659;
int toneF=698;
int toneG=783;
int toneB=880;
int toneA=987;

void setup(){
  pinMode(keyC,INPUT); //definindo nota como entrada
  // digitalWrite(keyC,HIGH); 
  pinMode(keyD,INPUT);
  // digitalWrite(keyD,HIGH);
  pinMode(keyE,INPUT);
  digitalWrite(keyE,HIGH);
  pinMode(keyF,INPUT);
  digitalWrite(keyF,HIGH);
  pinMode(keyG,INPUT);
  digitalWrite(keyG,HIGH);
  pinMode(keyB,INPUT);
  digitalWrite(keyB,HIGH);
  pinMode(keyA,INPUT);
  digitalWrite(keyA,HIGH);
  digitalWrite(piezo,OUTPUT); // definindo alto falante como saida
}

void loop(){

  noTone(piezo); //faz com que não haja som inicial no alto falante

  while(digitalRead(keyC)==LOW){ //enquanto piezo nao for tocado
    tone(piezo, toneC); // emite a freq correspondente
  }

  while(digitalRead(keyD)==LOW){
    tone(piezo, toneD);
  }

  while(digitalRead(keyE)==LOW){
    tone(piezo, toneE);
  }

  while(digitalRead(keyF)==LOW){
    tone(piezo, toneF);
  }

  while(digitalRead(keyG)==LOW){
    tone(piezo, toneG);
  }

  while(digitalRead(keyA)==LOW){
    tone(piezo, toneA);
  }

  while (digitalRead(keyB)==LOW){
    tone(piezo, toneB);
  }

}

Para fechar a gravata, utilizamos vários pedaços de fita dupla face. Faça um buraco na altura do nó da gravata para passar o mini alto falante.

Para efeitos decorativos, coloquei por cima de cada piezo uma dessas flores de costura, para saber onde deveria tocar para emitir os sons. Porém, use sua imaginação para decorar com outras figuras!

Ao final, ela ficou assim:

E esta é a minha gravata musical compartilhada com vocês. Caso tenham dúvidas ou sugestões, é só comentar abaixo. Obrigada a todos!

Referências

EVANS, Martin; NOBLE, Joshua; HOCHENBAUM, Jordan. Arduino em ação. Ed. Novatec. São Paulo, 2013.