El Efecto Piezoeléctrico

       

    Ya lo se. Me estoy poniendo pesado con tantas explicaciones y nada de acción. Pero esta será la última entrada netamente teórica, se los prometo.

      Hoy quiero hablar del fenómeno físico presente en el funcionamiento de los sensores que necesitamos incorporar en nuestra batería: la piezoelectricidad. No se asusten, no voy a salir con formulas complejas. Empezando por que ni siquiera las manejo. Solo voy a dar una idea básica de su funcionamiento.

      En pocas palabras: vamos a hacer un sandwich. 

      ¿Como que un sandwich? 

      Pues bien, imaginen que toman dos placas de metal como si fueran dos pedazos de pan, y las rellenan con un material especial, un material con propiedades piezoeléctricas (normalmente cuarzo aunque hay otros). En cada una de las placas colocamos un cable y los unimos a las puntas de un medidor de voltaje.

      ¿Que pasa si sometemos a alguna presión mecánica el material que tenemos entre las dos placas? Pues sencillamente veremos en la pantalla del medidor que se nos genera un voltaje entre ellas. No detallaré los procesos que ocurren en el material para que esto sea posible, pero nos basta con saber que sus átomos interactúan de tal forma al presionarse, que se genera una corriente. 

Representación gráfica del fenómeno piezoeléctrico

    Cuando digo presión no solo me refiero a aprisionar el material entre los dedos por ejemplo, también pueden ser golpes, vibraciones, etc.

     Ahora bien, ocurre algo curioso: el efecto es reversible. Si aplicamos electricidad a las placas, el material responderá emitiendo alteraciones físicas. Es decir, emitirá vibraciones. Esta propiedad tiene sus aplicaciones. Por ejemplo: las cornetas de sonidos agudos (tweeters) de los equipos de sonido, no son más que un piezoeléctrico al que se le aplica una señal de audio. Al vibrar a la misma velocidad que la señal aplicada, se produce el sonido que escuchamos. 

Tweeter Piezoeléctrico

    También encontramos piezoeléctricos en cantidad de juguetes, tarjetas de felicitación sonoras, calculadoras con sonido, y en cualquier aparato electrónico pequeño que emita sonidos, ya que al ser livianos y muy baratos, los piezoeléctricos son más prácticos para estos usos que una cornetica de las normales. 

    Como vemos, los piezoeléctricos pueden tener dos aplicaciones: convertir la vibración mecánica en electricidad (como sensor), o la electricidad en vibración mecánica (como emisor). Para efectos de hacer la batería la función que nos interesa es la primera. Pero quise mencionar la segunda para darles una idea de dónde pueden encontrar piezoeléctricos para el proyecto: si tienen unos tweeters viejos que no utilicen pueden abrirlos y sacarlos de ahí, o algún juguete viejo, etc.

    Bien, con esto en mente es fácil intuir que papel cumpliría un piezoeléctrico en una batería electrónica: convertir nuestros baquetazos en señales eléctricas.

    Si la dibujamos, una señal procedente de un piezoeléctrico tiene más o menos esta forma:

     Ese tipo de señal es analógica y alterna, es decir que oscila muchas veces por segundo del positivo al negativo. Como vemos en la imagen de arriba, hay un punto de la señal que se ve más amplio. Ese punto máximo alcanzado se llama "pico". Lo que hará el Arduino es pasar por alto toda la mitad negativa de la onda, tomar el valor del pico máximo positivo, asignarle un valor digital dependiendo de su amplitud y transformarlo en un mensaje MIDI en el que se especifica a qué volumen debe sonar la nota en cuestión.

    Es un tema bien sencillo como verán, y esta entrada no necesita ser muy larga. Los detalles técnicos los iré añadiendo a medida que haga falta, pero ya con lo expuesto hasta aquí pueden tener una idea general de como funciona cada elemento electrónico de la batería.

     Bueno basta de tanta teoría. De ahora en adelante empezaré a publicar material relativo a la construcción de mi prototipo, les compartiré fotos y videos de mis experimentos y el proceso de construcción.... 

    ¡Hora de ensuciarse las manos!