Introduzindo conceitos
O objetivo deste projeto é ensinar como usar o micro:bit para gerar e controlar ondas sonoras, permitindo criar composições musicais. Vocês aprenderão a programar o micro:bit para produzir e controlar a duração dos sons.
Ondas sonoras
As ondas sonoras são vibrações mecânicas que se propagam através de um meio, geralmente o ar, mas também podem viajar por sólidos e líquidos. Embora muitas vezes as ignoremos, as ondas sonoras desempenham um papel crucial na forma como percebemos e interagimos com o mundo ao nosso redor. A frequência de uma onda sonora determina o seu tom. Frequências mais altas produzem tons mais agudos, enquanto frequências mais baixas geram tons mais graves. Isso é fundamental para a música e a linguagem, pois nos permite distinguir entre diferentes notas musicais e entre vogais e consoantes em palavras.
Ondas longitudinais
Quando falamos de ondas longitudinais, estamos falando de movimento. Imagine uma fileira de dominós em pé, cada peça representando uma partícula de ar. Agora, derrube o primeiro dominó, criando uma perturbação nesse arranjo. Esse primeiro dominó cai na direção em que empurrou o próximo, fazendo com que ele caia, e assim por diante. Da mesma forma, nas ondas sonoras, uma partícula de ar é perturbada, e essa perturbação se propaga de partícula em partícula.
Quando uma fonte de som emite uma onda sonora, como uma vibração vocal ao falar ou uma corda de guitarra em movimento, ele cria flutuações de pressão no meio circundante. Essas flutuações de pressão resultam em regiões de alta pressão, chamadas compressões, onde as partículas do meio se aglomeram, e regiões de baixa pressão, chamadas rarefações, onde as partículas se afastam. Essa variação de pressão ocorre ao longo da mesma direção em que a onda está se movendo, o que é uma característica distintiva das ondas longitudinais.
Velocidade do som
A velocidade do som é uma característica fundamental das ondas sonoras, e essa velocidade varia dependendo do meio pelo qual as ondas estão se propagando. Essa variação ocorre devido às propriedades elásticas e de densidade dos materiais, que influenciam a rapidez com que as partículas do meio podem responder às variações de pressão causadas pelas ondas sonoras.
No ar, que é o meio mais comum para a propagação do som na atmosfera terrestre, a velocidade do som à temperatura ambiente é de aproximadamente 343 metros por segundo, o que equivale a cerca de 1235 quilômetros por hora. Essa é a velocidade que experimentamos quando ouvimos o som de uma explosão, uma voz humana ou uma música tocada em um instrumento.
Frequência e amplitude
A frequência de uma onda sonora é o número de ciclos que ocorrem em um segundo. É medida em hertz (Hz). Quanto maior a frequência, mais ciclos ocorrem em um segundo, o que resulta em um som mais agudo. Por exemplo, uma onda sonora com uma frequência de 440 Hz é associada à nota musical “A”, enquanto uma frequência mais baixa, como 220 Hz, corresponde à mesma nota, mas uma oitava abaixo. A percepção das frequências é essencial para a música, a fala e a linguagem, pois nos permite distinguir entre diferentes tons, vogais e consoantes.
A amplitude, por outro lado, refere-se à altura das cristas e vales da onda sonora. Ela está relacionada à intensidade do som, ou seja, a quão alto ou suave o som é percebido. Uma amplitude maior resulta em um som mais alto, enquanto uma amplitude menor produz um som mais suave. A amplitude é um fator importante na qualidade do som e na capacidade de distinguir sons fracos de sons fortes.
Eco e reverberação
O eco ocorre quando uma onda sonora encontra uma superfície refletora e é refletida de volta para o ouvinte. Isso cria uma repetição perceptível do som, geralmente atrasada em relação ao som original. Os ambientes que possuem superfícies duras e refletivas, como paredes de pedra, frequentemente geram ecos audíveis.
Por outro lado, a reverberação acontece quando o som é refletido várias vezes em diferentes direções, criando um prolongamento do som. Isso ocorre em espaços acusticamente reflexivos, como salas de concerto e catedrais, onde as superfícies das paredes, teto e chão refletem o som repetidamente. A reverberação pode ser usada de forma artística em design de som e música, mas também é um desafio em espaços onde a clareza do som é essencial, como em teatros e estúdios de gravação. Portanto, o controle da reverberação é um aspecto importante da acústica arquitetônica.
Transmissão e absorção
A transmissão de ondas sonoras ocorre quando o som passa através de um material ou meio. Essa transmissão pode variar dependendo da composição e das propriedades do material. Materiais finos, como uma parede seca comum, geralmente permitem a passagem de ondas sonoras com relativa facilidade. No entanto, a quantidade de som que é transmitida pode ser atenuada pela densidade do material e pela espessura da barreira. Em aplicações de design de som e arquitetura, é importante entender como as ondas sonoras são transmitidas através de paredes, pisos e tetos para controlar a qualidade acústica de um espaço.
Por outro lado, a absorção de ondas sonoras ocorre quando o som é dissipado e convertido em outra forma de energia, como calor, dentro do material. Materiais projetados para absorver som são frequentemente usados em espaços onde a redução de ruído é desejada, como estúdios de gravação, teatros e escritórios. Esses materiais são chamados de materiais absorventes acústicos e são projetados para reduzir a reverberação e a reflexão do som. Eles podem incluir painéis de espuma acústica, lã mineral, painéis de madeira perfurados e muitos outros tipos de materiais.
A capacidade de um material de absorver ou bloquear o som depende de suas propriedades físicas, como densidade, porosidade e rugosidade da superfície. Além disso, a espessura e a área da superfície dos materiais absorventes desempenham um papel significativo na eficácia da absorção sonora.
Vamos Codar?
Se quisermos recriar nossas músicas favoritas em nosso micro:bit, primeiro precisamos de um conhecimento básico de partituras.
Aqui está um lembrete das notas mais comuns usadas em uma partitura musical:
A Clave de Sol
Materiais necessários
- Dispositivo habilitado para Web (PC, Tablet, Telefone) com um navegador atualizado (Internet Explorer, Safari, Chrome)
- BBC micro:simulador de bits ( www.microbit.co.uk/ )
- BBC micro: bit (opcional)
- Alto-falante ou fones de ouvido e dois clipes de crocodilo (opcional)
Hora de programar
A biblioteca de música embutida em Make Code nos permite tocar música em nosso micro:bit.
Para tocar uma nota usamos o seguinte comando
Onde Middle C = nota e 1 batida = duração.
Exemplo
Tente o seguinte exemplo:
No Make Code, as notas sustenidas são selecionadas clicando nas ‘notas pretas’ no teclado suspenso:
É tudo uma questão de tempo
Se olharmos novamente para as notas em uma partitura, você notará que elas têm formas e cores diferentes. Essas diferentes formas e cores denotam os tempos. (Veja abaixo)
Observe que algumas das notas têm um ponto (ou ponto final) depois delas. Para essas notas, precisamos multiplicar a duração por 1,5.
Abaixo está a pontuação novamente, porém, desta vez, com tempos (duração).
Pausas
são pausas ou pausas naturais em uma peça musical. Rests podem ser adicionados ao seu código usando o seguinte comando:
As pausas são identificadas pelos seguintes símbolos:
Abaixo está a partitura do Nokia Ringtone com todas as notas e tempos, programe seu micro:bit para reproduzi-lo com o exemplo usado acima
Considerações
Neste projeto, mergulhamos no mundo das ondas sonoras e da programação, utilizando o micro:bit como nossa ferramenta de aprendizado. Aprendemos como criar músicas e sons, explorando conceitos fundamentais da acústica e da música. Introduzimos a programação de música no micro:bit, usando blocos de código intuitivos, agora vocês têm a capacidade de criar suas próprias composições musicais, aplicando os conceitos que aprenderam.
Este projeto não apenas fornece uma introdução à programação e à ciência das ondas sonoras, mas também estimula a criatividade, permitindo a exploração e e personalização de suas próprias músicas. Agora é hora de continuar a explorar e criar, aplicando esses conhecimentos em novos projetos e expandindo nosso entendimento da ciência e da programação musical. Vamos codar e fazer música!
