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

• Autor(a) principal: Silva, Thayline Valério da
• 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/1/24536
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Afinação (Música); Instrumentos de corda; Microcontroladores; Controladores PID; Tuning; Stringed instruments; Microcontrollers; PID controllers

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.