Construcción de una caja musical con arduino IV

El sketch que hemos creado hasta ahora reproduce canciones indefinidamente sin interrumpirlas en ningún momento. En este artículo vamos a añadir el mecanismo para que la música se interrumpa cuando se cierra la caja y vuelva a sonar cuando se abre. Existen varias formas de hacerlo, pero en este artículo me voy a centrar en dos.

Utilizando una fotorresistencia

Una fotorresistencia funciona igual que el potenciómetro del artículo anterior, pero la resistencia varía con la cantidad de luz que detecta. La idea es que al cerrar la caja la fotorresistencia detecte la variación de luz al abrir y cerrar la caja para interrumpir o reanudar la música. En la foto podemos ver una fotorresistencia y una resistencia

El fotorresistor está conectado en serie con una resistencia de 10 KΩ. El valor devuelto por el fotoresistor lo leeremos por el pin analógico 2. El esquema es el siguiente

Y por último el montaje del prototipo

En el siguiente vídeo podemos ver el prototipo en funcionamiento.

El sketch

En el sketch hemos definido un umbral mínimo de luz por debajo del cual la música se interrumpirá. Cuando la luz vuelva a estar por encima del valor mínimo se volverá a elegir una nueva canción y se reproducirá. 

#include <SPI.h>

#include <Adafruit_VS1053.h>

#include <SD.h>

#define MP3_XCS 6   // CS Registros

#define MP3_XDCS 7  // CS Datos (BSYNC)

#define MP3_DREQ 2  // Interrupción chip disponible

#define MP3_RESET 5 // Reset activo bajo

#define VOLUME_PIN A1

#define PHOTO_PIN A2

#define MIN_VOLUME 70

#define MIN_LIGHT_LEVEL 900

bool isSdOpened=false;

File root;

File entry;

long fileCount;

unsigned long totalBytes;

int currentVolume=MIN_VOLUME-map(analogRead(VOLUME_PIN),0,1023,0,MIN_VOLUME);

int oldVolume=currentVolume;

int currentLightLevel=analogRead(PHOTO_PIN);

bool active=currentLightLevel>=MIN_LIGHT_LEVEL;

Adafruit_VS1053_FilePlayer musicPlayer = Adafruit_VS1053_FilePlayer(MP3_RESET, MP3_XCS, MP3_XDCS, MP3_DREQ, 10);

void setup(){

  pinMode(10,OUTPUT);

  Serial.begin(115200);

  musicPlayer.begin();

  

  while(!isSdOpened){

    isSdOpened=SD.begin(10);

  

    Serial.print("SD.begin ");

    Serial.println(isSdOpened);

  }

   musicPlayer.useInterrupt(VS1053_FILEPLAYER_PIN_INT); 

   musicPlayer.setVolume(currentVolume,currentVolume);

  

  root=SD.open("/");

  root.rewindDirectory();

  fileCount=0;

  entry=root.openNextFile();

  while(entry){

    fileCount++;

    Serial.print(entry.name());

    Serial.print("\t");

    if(entry.isDirectory()){

      Serial.println("Directorio");

    }

    else{

      Serial.println(entry.size(), DEC);

    }

    entry.close();

    entry=root.openNextFile();

  }

  root.rewindDirectory();

  Serial.print("Numero de ficheros: ");

  Serial.println(fileCount);

  randomSeed(analogRead(0));

  

  Serial.print("Volumen: ");

  Serial.println(currentVolume);

  Serial.println("Reset finalizado");

  

}

void loop(){

  

  currentLightLevel=analogRead(PHOTO_PIN);

  

  delay(1000);

  

  if(currentLightLevel>=MIN_LIGHT_LEVEL){

    active=true;

    if(!musicPlayer.playingMusic){

     

      

      Serial.print("currentLightLevel: ");

      Serial.print(currentLightLevel);

      Serial.print(" MIN_LIGHT_LEVEL: ");

      Serial.println(MIN_LIGHT_LEVEL);

     root.rewindDirectory();

  

     int randNumber = random(1,fileCount+1);

  

     Serial.print("Numero aleatorio: ");

     Serial.println(randNumber);

  

     for(int i=0;i<randNumber;i++){

       entry=root.openNextFile();

       entry.close();

    

      }

      Serial.print("Fichero: ");

      Serial.println(entry.name());

      

      musicPlayer.startPlayingFile(entry.name());

    }

    else{

      delay(500);

      currentVolume=MIN_VOLUME-map(analogRead(VOLUME_PIN),0,1023,0,MIN_VOLUME);

      if(currentVolume!=oldVolume){

        musicPlayer.setVolume(currentVolume,currentVolume);

        oldVolume=currentVolume;

        Serial.print("Volumen: ");

        Serial.println(currentVolume);

     }

   }

  }

  else if(active){

    Serial.print("currentLightLevel: ");

      Serial.print(currentLightLevel);

      Serial.print(" MIN_LIGHT_LEVEL: ");

      Serial.println(MIN_LIGHT_LEVEL);

      active=false;

      asm volatile ("  jmp 0");

      

     

    }

  }

Comentarios al código fuente

Hemos definido dos nuevas variables, PHOTO_PIN y MIN_LIGHT_LEVEL para definir el pin al que hemos conectado el fotorresistor y el umbral mínimo de luz para reproducir una canción. En la función loop() verificamos si la luz detectada por el fotoresistor es mayor que el umbral mínimo y si es mayor ejecutamos el mismo código que en el sketch anterior. En caso contrario comprobamos la variable active que determina si al leer un valor por debajo del umbral mínimo de luz la música estaba activa, lo cual significa que acabamos de bajar del umbral y por lo tanto hay que interrumpir la música. La forma más fácil de interrumpir la música es reiniciar el programa con la instrucción asm volatile ("  jmp 0").

Utilizando una pila

El problema del enfoque anterior es que el microcontrolador necesita estar siempre activo, es decir, consumiendo energía para poder detectar los cambios de luz. Esto nos lleva al problema de cómo proveer de energía a nuestra caja. El microcontrolador Arduino Uno puede alimentarse por USB, con un adaptador de corriente (según la documentación necesita entre 7 y 12 Voltios, pero puede soportar hasta 20) y a través del pin VIN. Las posibles opciones son:

• Cable USB. Es poco práctico tener la caja siempre conectada a un ordenador en marcha.
• Adaptador de corriente. Es una buena opción si vamos a tener la caja siempre en el mismo sitio, pero hay que tener en cuenta que siempre que la enchufemos estará consumiendo energía a menos que el adaptador tenga un interruptor que habría que conectar antes de abrir la caja.
• Pilas. Se puede conectar uno de los varios adaptadores que existen para alimentarlo mediante pilas. Los hay que se conectan a la entrada DC y también que se conectan al pin VIN. Dado que el microcontrolador estará siempre consumiendo energía es poco práctico a menos que añadamos un un interruptor, o quitar la pila cuando no la usemos para que no la consuma.
• Panel solar. El panel solar sólo estará alimentando en microcontrolador cuando reciba luz. Esta sería la solución ideal si siempre fuésemos a tener suficiente luz, ya que nos permite proveer de energía sin cables y si la ponemos en el interior de la caja solo recibirá luz cuando se abra. La ventaja adicional es que no tenemos que modificar el sketch que hemos programado en el artículo anterior.

Para terminar el diseño de la caja me he decantado por alimentarlo con la pila, que sólo alimentará el circuito se accione un pequeño interruptor que pondremos en la tapa de la caja de forma que se accione cuando la tapa se abra o se cierre. Conectaremos el pulsador de forma que cuando se presione abra el circuito, y lo cierre cuando se libere, es decir, lo presionará la tapa cuando se cierre la caja y se liberará cuando se abra. Aquí tenemos el interruptor:

Lo vamos a conectar en la entrada de corriente del circuito, que será una pila de 9 voltios

La ventaja de este montaje es que no hay que modificar el sketch del artículo anterior para que funcione y además sólo consumirá energía cuando reproduzca la música. Este es pues el diseño definitivo de nuestra caja. En el próximo artículo soldaremos los componentes a un shield para conectarlo al microcontrolador y atornillarlo a la caja.

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