Afinador de Guitarra Arduino de Precisión: Afinación Automática Rápida y Precisa para Músicos

Componentes y Suministros

Componente	Cantidad
Arduino UNO	1

Aplicaciones y Servicios Online

• Simulink (MathWorks)

Sobre el Proyecto

Una de las cosas más importantes al tocar guitarra es asegurar que el instrumento esté afinado. Incluso el mejor guitarrista no sonará bien con una guitarra desafinada. La afinación manual con un afinador estándar siempre ha sido común, pero un afinador automático lo hace mucho más fácil y divertido. Este proyecto basado en Arduino afinará tu guitarra por ti.

Video demostrativo: Afinador automático de guitarra usando Simulink y Arduino

Visión General

• Pulsador para seleccionar la cuerda a afinar
• Display de 6 LEDs para indicar cuerda seleccionada
• Gripper conectado al motor para girar la clavija hasta que la cuerda esté afinada

Las entradas/salidas son controladas por cuatro circuitos: entrada digital para pulsador, entrada analógica de audio para guitarra, salida digital para display LED, y circuito de control de motor para el gripper. Todo gestionado por un Arduino Due ejecutando un algoritmo desarrollado con Simulink.

Circuito de Entrada de Audio

La guitarra se conecta mediante cable estándar (punta y manga). Se suelda cables a las patillas de un jack de entrada para conectar punta y manga al circuito de audio. Se recomienda usar un amplificador operacional TL972: muy bajo ruido, rail-to-rail, funciona a muy baja tensión de alimentación.

Gripper Motorizado para Clavijas

Se necesita un motor DC con reductor: baja velocidad y alto torque. Motor usado: 6 RPM, torque máximo 613 oz-in, rango 3-12V (se usa batería 9V). En el eje se monta un mecanismo de agarre simple con hub de sujeción, cuatro tornillos y cinta.

Software: Simulink y Arduino

Se usó Simulink y su paquete de soporte para Arduino para desarrollar el algoritmo. Simulink es un entorno de diagrama de bloques para algoritmos y modelado de sistemas dinámicos. El paquete permite leer/escribir pines del Arduino con bloques Simulink. El modo externo permite simular en el Arduino con generación automática de código y ajuste de parámetros en tiempo real sin recompilar. Luego se despliega para ejecución standalone.

Selección de Cuerda (Stateflow)

El pulsador genera un flanco ascendente (0 a 1). Se creó un diagrama Stateflow "Select String" con seis estados (uno por cuerda) que cambian según ese flanco. Al entrar en cada estado, se enciende el LED correspondiente; al salir, se apaga. La cuerda Mi grave (low E) es la default al encender.

Procesamiento de Audio

La señal entra por bloque de entrada analógica (pin A0) con tiempo de muestreo 0.0002s (5 kHz). El osciloscopio muestra la forma de onda. Se ajusta el potenciómetro del circuito para ganancia máxima sin saturar (valor máx 1023). En silencio, la señal es línea plana ~550; umbral elegido 575 para procesar solo cuando hay nota.

Estimación de Tono y Control Motor

La forma de onda de una nota es periódica; el período corresponde al tono. Una función MATLAB en Simulink estima el tono determinando el período. Recibe "periodRange" del Stateflow (rango de períodos considerado afinado por cuerda). La función decide si el tono es agudo, grave o afinado, y genera salidas para el motor (3 pines digitales a H-bridge L293D).

Despliegue y Resultado

Tras verificar el algoritmo, se despliega al hardware para ejecución standalone. ¡Ahora puedo afinar mi guitarra automáticamente!

Todos los archivos necesarios: MathWorks File Exchange

Esquemáticos

Circuito Pulsador

Interruptor simple con resistencia pull-down.

Circuito Display LED

6 LEDs con resistencia limitadora de corriente.

Circuito Entrada Analógica Audio

El Arduino Due lee 0-3.3V. La señal de guitarra es baja amplitud y oscila alrededor de 0V (voltajes negativos). El circuito amplifica, añade offset DC y filtro pasa-bajas (elimina >2.5 kHz para muestreo 5 kHz).

Control Motor Gripper

Tres pines digitales a L293D H-bridge: pin enable (motor gira solo si high), dos pines dirección. Conexión según esquemático.