Construir el teatro
En este artículo les mostraré cómo construí el mueble para hacer un pequeño teatro.
Mi idea era crear un teatro que fuera fácilmente transportable, que pudiera montarse y desmontarse en segundos y que fuera sobre todo barato.
En las siguientes páginas encontrará los diseños para crear un teatro con plywood de 5 y 3 mm. En los recuadros de las figuras usted encontrará escrito el espesor de la madera que usted tendrá que utilizar.
Los dibujos que tienen la inscripción "x2" significa que tienes que hacer dos piezas iguales.
Pinté de blanco el interior del teatro porque la madera absorbe toda la luz de los LED por lo que recomiendo hacer lo mismo.
La realización es realmente simple y se puede hacer todo con una herramienta básica, además de utilizar madera muy fina se puede cortar fácilmente con una sierra manual.
Para hacer el cierre trasero deslizante usé el canal más pequeño que se encuentra en el mercado para la instalación eléctrica que pegué a la caja. De esta manera, la tapa puede deslizarse fácilmente mediante el agarre de los pies de apoyo. Fig.12
Como pueden ver en la figura 13, para montar la caja de la base del teatro, he utilizado maderas cuadradas de 20 mm para cada lado que garantizan una buena resistencia acelerando el montaje. En la imagen se ven también los canales utilizados para deslizar el cierre trasero.
Ahora que la estructura del teatro ha terminado, hablaré de cómo hacer que los personajes se hagan realidad.
En este tipo de teatro podemos usar títeres clásicos que se mueven con los hilos pero que no son simples para realizar. Una forma muy sencilla y económica de crear personajes es utilizar personajes de cartón ( Fig. 17) montados en una pieza de plástico doblada a "L". Se puede pegar o hacer un bolsillo de papel como se ve en la figura 18. En la base de la pieza de plástico se puede insertar un imán (Fig. 19). Los estudiantes pueden mover a los personajes manipulando un segundo imán poniendo sus manos en la base del teatro. En la figura se puede ver que había utilizado un imán redondo, el único que tenía, pero resultó muy incómodo. Mejor utilizar un imán rectangular que permite un mayor control de los personajes.
Es muy importante que la base del escenario sea lisa y encerada para limitar la fricción a los personajes cuando se muevan en el escenario.
El control
En este artículo veremos cómo realizar la unidad de control del teatro para dar una marcha más al teatro tradicional que seguramente ofrecerá a los maestros un estímulo ulterior para profundizar en varios temas. La unidad de control maneja dos barras de LED RGB, una para la luz delantera y otra para la luz de fondo, además tiene un botón Flash en la luz delantera y la posibilidad de reproducir archivos MP3 programables y recuperables a través de cuatro pulsadores.
El software gestiona 10 grupos de trabajo ofreciendo para cada grupo 5 escenas programables y recuperables rápidamente para la puesta en escena del espectáculo. Todos los datos se guardan en la memoria EEPROM para que no se pierdan si se apaga el control. Los archivos MP3 se guardarán en una memoria tipo micro SD en una carpeta que se llamará MP3 y los archivos se nombrarán con 4 números, un guión bajo y el nombre del archivo. Ejemplo: 0001_aves en el bosque, 0002_lluvia, etc.
El diagrama eléctrico del control del teatro es muy simple, todo el trabajo está dirigido por Arduino Nano y el reproductor MP3 Dfplayer mini.
Mirando el diagrama eléctrico de figura uno, puedes ver el pequeño número de componentes necesario para hacer el controller. Arduino Nano se comunica a través de una conexión UART, RX - TX, con el reproductor MP3 Dfplayer mini que tiene una resistencia de 1 KΩ en serie a la entrada RX impuesta por el fabricante del Dfplayer mini.
Encontramos otras dos resistencias de 10 KΩ como pull-down para el doble pulsador que administra el menú. Los seis potenciómetros deberán ser lineales, con un valor comprendido entre 22KΩ y 47KΩ.
Los potenciómetros en este diagrama se utilizan como divisores de voltaje conectados entre el VCC y el GND dan a la salida una tensión variable que será convertida en número digital por las entradas analógicas de Arduino Nano. Como pueden ver, los potenciómetros están conectados a las entradas de A0 a A3 y de A6 a A7 porque las entradas analógicas A4 y A5 son utilizadas por el micro controlador para la salida bus I2C que necesitamos para conectar la pantalla. Los potenciómetros manejan la luz roja, verde y azul y la intensidad de la luz frontal y de fondo. También el potenciómetro del volumen es de tipo lineal porque el volumen es administrado via software por Arduino Nano que regula el volumen del reproductor Dfplayer mini.
El esquema incluye dos salidas de audio, una monofonía amplificada por 3W y la otra estereofónica pre amplificada para conectar un amplificador externo. Recomiendo el uso de un amplificador porque en un aula tres vatios son muy pocos. El resto que se ve en el esquema son las terminaciones para conectar los cuatro pulsadores de reproducción de archivos MP3 y el pulsador Flash ( conector SIL 6), los pulasdires están conectados a GND común. El conector SIL 1 conecta la pantalla I2C HD44780 de 20 x 4 caracteres.
Al conector SIL 7 conectaremos el doble pulsador que gestiona el menú que usted tendrá que colocarlo a la derecha de la pantalla en el centro (fig.12) mientras que las dos barras LED formadas por seis LED APA106 se conectarán a los dos conectores LED 1 y LED 2. El circuito funciona a 5 voltios DC y requiere una fuente de alimentación de 2 amperios. En la figura 4 se puede ver la descripción de las conexiones de los conectores en el circuito impreso. Para los potenciómetros necesita abrir un capítulo específico. He utilizado potenciómetros de tipo deslizante que no todas las tiendas de electrónica tienen en su almacén. También pueden utilizarse potenciómetros rotatorios tradicionales. No he dibujado un circuito impreso para los potenciómetros para el simple hecho que los potenciómetros de tipo deslizante se pueden encontrar de diferentes medidas y podrían también tener los terminales en diferentes posiciones dependiendo del fabricante.
En la figura 5 se puede ver que es muy cómodo montar potenciómetros en una placa de prototipos. El Vcc y el GND de potenciómetros pueden extraerlo del conector “poten”.
Si desea montar un amplificador más potente, en el mercado se encuentran amplificadores en doble clase D de 15 + 15 Watt como el Modulo PAM8610 muy barato que se puede conseguir por 4 dolares,como el de la figura 6. El único problema es que estos amplificadores funcionan a 12V DC mientras que el control del teatro a 5V DC. Para evitar el uso de una fuente de alimentación doble, he utilizado un conversor DC-DC step-down de 2A, que se puede conseguir por 1 dólar, para alimentar el circuito de control del teatro, de esta manera con una sola fuente de alimentación de 12V DC se puede alimentar todo.
El conversor DC-DC step down tiene una entrada y una salida de corriente. Antes de conectarlo al circuito del control del teatro necesita conectarlo a la fuente a 12V DC y con un destornillador girar el tornillo sobre el potenciómetro de precisión midiendo el voltaje en salida con un multímetro hasta que no sea de 5 Voltios. De esta manera con una sola fuente de 2A 12V DC hemos logrado las dos tensiones que nos necesitan.
Una vez terminado el cableado de la placa impresa puede conectar los pulsadores, los potenciómetros y la pantalla. Inserte Arduino Nano en los conectores hembra y el reproductor MP3. En este punto deberá subir el programa en la memoria de Arduino. Si no es práctico en el sitio, encontrará la sección dedicada a cómo se suben los programas y las librerías. En primer lugar, deberá añadir las librerías para la gestión de la pantalla, del reproductor MP3 y de los LED APA106. Una vez hecho esto, deberá averiguar cual es la dirección de su pantalla I2C, subir el programa Scanner I2C en la memoria de Arduino y abrir el Serial Monitor que le dirá la dirección en la que se encuentra su pantalla. Por defecto el código tiene la dirección 27, si su dirección será diferente tendrá que escribirla en la línea 57 (fig. 10) del programa. La dirección será en hexadecimal por tanto podrá tener dos números, una letra desde A hasta F y un número o dos letras. Las letras tiene que escribirlas mayúsculas. Cierre el Serial Monitor y abra el programa del teatro, corrija la dirección de la pantalla y suba el programa a la memoria de Arduino Nano.
Ahora copie la carpeta MP3 que se encuentra en la carpeta que ha descargado en una memoria tipo Micro SD. Para un límite del reproductor debe utilizar una micro SD que no exceda de 32 gigabytes y debe formatearse como FAT16 o FAT32. Para añadir nuevos sonidos al teatro, deberá respetar el protocolo utilizado para nombrar los archivos existentes, es decir, los nuevos archivos deberán estar compuestos por cuatro números, un guión bajo y el nombre del sonido siguiendo la numeración existente. Un ejemplo: si el último sonido es "0043_radar", el nuevo debe ser "0044_nuevo sonido".
En la figura nueve se ve el adaptador I2C del diplay, la pequeña tarjeta en la parte posterior. Alimenten el circuito y aparecerán dos palabras en la pantalla. Ahora ajuste el poteciómetro del contraste hasta que las letras aparezcan nítidas. El Jumper Blacklight no se debe quitar porque se utiliza para apagar la pantalla.
Para terminar el teatro sólo faltan las dos barras de LED una para la luz delantera y la otra para la luz de fondo. Para hacer las barras LED he utilizado un tubo de plástico para instalaciones eléctricas de 25 x 17 mm de largo 675mm. Hice dos ranuras en la base para poder enganchar las barras a las paredes laterales del teatro. ( Fig. 13 )
A la tapa tiene que hacer seis agujeros de 5mm de diámetro para insertar los LED APA106 (fig. 12) que sean equidistantes.
Como se puede ver en la figura 9 estos LED tienen cuatro terminales, dos largos y dos cortos. Montar los LED en los orificios que ha hecho en la tapa de la canaleta dirigiendo los terminales largos en la misma dirección (fig. 14), le facilitará el cableado. A continuación, doble el terminal corto interno de todos los LED en la misma dirección y doble el terminal largo interior en la dirección opuesta. Los terminales cortos que ha doblado son los terminales de 5V, unirlos soldando un cable de color rojo. Los terminales largos que usted ha doblado en la dirección opuesta son el GND, unirlos soldando en el cable de color negro. Ahora usted tendrá que decidir en qué lado entrar el cable de alimentación de los LED. El primer LED en el lado que usted eligió será el LED número cero. Doble el terminal Data Out del LED cero hacia el LED uno, el terminal largo exterior, y doble el terminal Data In del LED uno, el terminal corto externo, hacia el LED cero. Unirlos con un trozo de cable de un color que no sea rojo o negro. Repita la operación hasta el último LED al que deberá aislar el terminal Data Out que permanecerá desconectado. (Fig. 8).
Ahora puede conectar un cable multipolar al LED número cero que no sea más de un metro de largo y conectar la barra de circuito impreso a las terminaciones llamadas LED1 respetando la polaridad. La misma operación se hará para la segunda barra LED.
Pueden probar el teatro.
