Reprodução de acordes musicais com mão o mecânica em um teclado a partir de um analisador de espectro sonoro

• Autor(a) principal: Moraes, Hercules Vinicius Tabolka de
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14932
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Sistemas de reconhecimento de padrões; Fourier, Transformadas de; Analisadores de som; Pattern recognition systems; Fourier transformations; Sound analyzers

Este trabalho apresenta a elaboração de dois métodos para o reconhecimento de acordes musicais (sendo os acordes: Dó, Ré, Mi, Fá, Sol, Lá e Si), em que um deles será utilizado em um sistema capaz de reproduzir o acorde analisado em um teclado musical com o auxílio de uma mão mecânica. Um dos métodos é completamente inovador e é baseado na varredura de frequências. Cada faixa de frequência, do acorde em análise, é analisado para que seja formado um vetor característico de 23 posições e comparado com 7 vetores base, em que cada vetor base, que também possui 23 posições, corresponde a um acorde de referência; o outro método é baseado no reconhecimento de padrões, em que a ideia principal ´e classificar o objeto analisado (acorde) em uma das classes pré-estabelecidas (acordes base) através de uma medida de distância conhecida como distância Euclidiana, e um classificador do tipo supervisionado. O sistema pode ser dividido em três partes: a primeira parte consta de um algoritmo de classificação, cujo o intuito é fazer o reconhecimento espectral do sinal musical através da Transformada Rápida de Fourier e compara-lo com acordes musicais de referência; a segunda parte do sistema é responsável por fazer a conexão entre o sistema de reconhecimento e o objeto que executará os acordes musicais no teclado musical: uma placa de aquisição de dados. A placa de aquisição de dados NI 6009 possui 12 saídas digitais e cada saída será responsável pelo acionamento de um dedo da mão mecânica (com a ajuda de um driver de acionamento). A rotina de reconhecimento dos acordes musicais comandará quais saídas deverão ser acionadas para que a mão mecânica reproduza o acorde musical reconhecido pelo sistema; a última etapa do sistema é um dispositivo eletromecânico capaz de reproduzir acordes musicais em um teclado: uma mão mecânica. Uma oitava de um teclado musical possui 12 notas, logo a mão mecânica possui 12 dedos, sendo que cada um é responsável por reproduzir uma nota musical. Embaixo de cada dedo possui um material ferromagnético fixado e uma barra de ferro circundada por um carretel de 1000 espiras. Quando a bobina é energizada, a barra de ferro torna-se um eletroímã e atrai o material ferromagnético fixado no dedo, o qual produz um movimento vertical (de cima para baixo) reproduzindo a nota no teclado musical. Ao finalizar os testes, o método baseado na varredura de frequências apontou uma eficiência de 64% no reconhecimento de acordes, enquanto que o método baseado no reconhecimento de padrões, o qual foi utilizado na implementação do sistema, reconheceu os acordes com uma eficiência de 100%. No final, a mão mecânica reproduziu todos os acordes analisado de maneira correta e rápida, atendendo os objetivos do trabalho.