domingo, 3 de noviembre de 2013

En este artículo se reconstruye de forma breve las intersecciones del arte y la informática ofreciendo una panorámica del arte digital a partir de las diferentes tecnologías digitales utilizadas para la creación de un cuadro artístico con caja de luz y sonido. De esta manera se introducen un proceso de codificación y ejemplos significativos de prácticas artísticas que ejemplifican las intersecciones del arte digital. La elaboración de este proyecto de un cuadro artístico con caja de luz y sonido está conformada por 3 etapas, primeramente el estudio del arte  y la tecnología existente, seguidamente del diseño , selección y por último la codificación  , para ello  se realizó mediante el software Arduino  y los conocimientos adquiridos en el curso de Arte y Tecnología .Los elementos más importantes  empleados en la elaboración de este cuadro son , la matriz RGB de 8x8 , en este caso modelo ORM 2088RGB-5 y los registros de desplazamiento Estos cuadros artísticos son muy comunes en exposiciones de cuadros de pinturas  , produciendo una apariencia significativa en los asistentes al evento , también son muy comunes para representar publicaciones publicitarias , un claro ejemplo es en la ciudad de New York , el 60 % de los paneles están elaborados con este principio , ya que dichos paneles están optimizados debido a la tecnología aplicada.

FIN ARTÍSTICO

El presente trabajo de investigación y elaboración del curso de Arte y Tecnología presenta la elaboración de un cuadro artístico con caja de luz y sonido, se determinó la codificación y la evolución del arte digital con respecto al tiempo, primeramente ¿Que es el arte digital?

La informática y el ordenador, como herramientas para crear imágenes y sonidos o, en definitiva, para producir nuevas experiencias artísticas muy pronto abrieron nuevos horizontes a los artistas de cualquier parte del mundo, que se lanzaron a explorar sus posibilidades de expresión. A mediados de los años cincuenta, ya había una serie de creadores influenciado por la cibernética, entre los cuales mencionaremos, por ejemplo, Nicolas Schöffer o Nam June Paik, que empezaron a usar sistemas electrónicos con sensores para sus creaciones. Eran tiempos de experimentación artística, y el arte.


El cuadro artístico con caja de luz se basa en la relación entre arte y tecnología en  donde es  un cuadro reflejado por unas luces LED, representado una imagen en este caso una imagen pequeña, por medio de la entrada de un sonido ,  ya que el RGB es de 8x8 .Para poder desarrollar se divide en 2 etapas : Arte y Tecnología , para el primero se toma conocimientos previos de desarrollo de arte vanguardista durante el siglo XX, por otro lado , en base a un sistema usado por Arduino o Processing se realizara la programación del programa con el que se da de arranque de las luces con un patrón.


Figura 1. Bosquejo de caja de luz.
La parte compleja del proyecto está en la parte tecnológica ya que el cuadro y su fin se verán al último. Para la parte tecnológica vemos dos puntos claves: Fabricación de la caja y programación con el sistema electrónico a utilizar.

OBJETIVOS

  • El objetivo principal del proyecto de investigación y elaboración de un cuadro artístico de caja de luz es indagar sobre las formas expresivas que llevaron al desarrollo de lo que es Arte digital y su relación con el fenómeno de la interactividad en la actualidad, produciendo así las diferentes aplicaciones como el diseño y paneles publicitarios aportando y relacionando como un arte en la actualidad.
  •   Diseñar e implementar un cuadro artístico de caja de luz, con los materiales de fácil adquisición en el medio.
  • Elaborar e implementar la codificación adecuada para el desarrollo y funcionamiento de la visualización de la matriz LED 8X8.
  • Crear un precedente tecnológico para quienes estén interesados en desarrollar tecnología para la innovación en el futuro.


SISTEMA A UTILIZAR


En base a un campo de códigos en Arduino o Processing se procederá a ver como será el control de las luces y como es que estas serán puestas y de que forma en la caja de luz señalada. Para la obtención de estos códigos es necesario un conocimiento básico de los software ya que se tiene que entender cuál es el comportamiento y como es que se instalará en la caja. 



Software uno
Software 2



ESTADO DEL ARTE

En esta parte del estado del arte, se mencionara y se explicara todo lo empleado en el proyecto de caja de luz, como también conceptos básicos para dicha elaboración y algunos proyectos en la actualidad ya elaborados.

Primeramente nuestro cuadro artístico va mostrar una visualización (tipo vúmetro) que pueda cambiar según una entrada de audio, en una matriz de 8x8 LED RGB , uno de los materiales empleados para la elaboración son los registros de desplazamiento.

¿Qué son los registros de desplazamiento?


Los registros de desplazamiento son circuitos integrados que permiten controlar más de una salida de datos en paralelo, a través de una sola entrada, en donde los datos van en serie. Una característica útil es que se pueden encadenar la salida de uno con la entrada de otro y así lograr controlar más salidas. Por ejemplo, si conectamos 3 “74595” encadenados, cada “74595” posee 8 salidas, entonces tenemos 8x3=24 salida.

Representación de los pines:

Figura 2. Registro de desplazamiento.

  •  Q0 hasta Q7 representan las 8 salidas en ese orden.
  • VCC es la alimentación positiva, GND (ground) el negativo.
  • DS (o SER en algunas especificaciones), en el pin 14 es la  entrada de datos
  • El pin 11 (SH_CP) es el pin de clock
  • El pin 12 (ST_CP or RCLK en algunas especificaciones) es el pin de latch
  • Q7’ (pin 9) es la salida de datos (la que conectada a la entrada de otros registros de Desplazamiento permite encadenarlos y duplicar la cantidad de salidas).
  • OE (pin 13) es “output enable”
  • MR (pin 10) es “master reset”. Conectado a Vcc por defecto.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Para el proceso de la elaboración se tiene que tomar en cuenta una lista de pasos en los cuales estarán incluidos los diferentes caracteres técnicos y experimentales que se llevan a cabo. Para esto se sigue un orden:

  • Lista de materiales.
  • Organización de las piezas para el ensamblado.
  • Enfoque de la parte electrónica.

· Registros de desplazamiento.

· MATRIZ RGB 8x8.

· Alternativas de control.

· CIRCUITO ESQUEMÁTICO.

· Codificación en Arduino.
  • Dificultades presentadas en su ensamble.

Lista de materiales: Como todo proyecto, se tiene que saber cuáles van a ser los componentes que van a intervenir en la fabricación, para esto se divide en dos partes: componentes para la parte electrónica y componentes para la parte externa.

Para la parte electrónica:

  • 1 matriz RGB 8x8 Modelo ORM 2088RGB-5
  • 4 registros de desplazamiento 74HC595
  • 24 resistencias de 220 ohm
  • 1 resistencia de 12K ohm
  • 2 protoboards unidos para el cableado.
  • Cables jumper (Cantidad: de acuerdo a lo necesitado).


Para la parte externa:
  • Caja de madera (Dimensiones de acuerdo al tamaño de la matriz RGB tomando consideraciones de tolerancia).
  • Audio de sonido.
  • Imágenes de selección (Para el fin artístico planteado).

Organización de piezas para el ensamblado: Las dos partes mencionadas líneas arriba tiene que ir de acuerdo a una sucesión de pasos:


Figura 3. Proceso de fabricación.


Enfoque de la parte electrónica
Uno de los propósitos centrales del proyecto es la aplicación de los sistemas aprendidos como el Processing o Arduino plasmados en lo que se está haciendo, es por eso, que más del 80% del proyecto tiene como visión principal el desarrollo de la parte electrónica.
           
         Registros de desplazamiento: Se quiere trabajar con una matriz RGB de 8x8 por lo que un registro de desplazamiento es fundamental para este, pero que es esto. Un registro de desplazamiento son los circuitos integrados que permiten controlar más de una salida de datos en paralelo, a través de una sola entrada, en donde los datos van en serie.

Una de sus características útiles es que se pueden encadenar la salida con la entrada de otro y así poder controlar más salidas. Por ejemplo, si conectamos 3 “74HC595” encadenados, cada uno de estos tiene 8 salidas por lo que tendremos 24 salidas en total.

Matriz RGB 8x8: La matriz posee 64 LED RGB. En total hay 32 pines, 8 por cada fila y 8 pines comunes que representan las columnas. Es de ánodo común, lo que quiere decir que debemos conectar los pines que representen las filas, que son los comunes a tensiones positivas, y en donde se envíen los datos, tienen que enviarse tensiones negativas para hacer que se encienda los LED.


Figura 4. Matriz RGB de 8x8.

Especificación de los pines:

  • Pin 1 a 8: Cátodos color rojo.
  • Pin 9 a 16: Cátodos color azul.
  • Pin 17 a 20: Ánodos de columnas 1 a 4.
  • Pin 21 a 28: Cátodos color verde.
  • Pin 29 a 32: Ánodos de columnas 5 a 8.


Alternativas de control: La solución va estar dada en Arduino, por lo que para sus comandos y demás se tiene que tener en cuenta funciones, librerías y otras recurrencias a tomar en cuenta pero que también puede o no puede que nos den resultados esperados:

  • Función ShiftOut (): Es la función que provee Arduino la cual permite escribir un byte de manera serie en una sola salida. Con esto se controla las filas y las columnas y poner un 1 o 0 en cada una de ellas, y así lograr que encienda un color determinado (objetivo).


  • Librería ShiftPWM: Posee varias utilidades para setear salidas que estén pensadas para ser utilizadas con registros de desplazamiento mediante PWM. A veces se hace complicado su funcionamiento ya que esta librería está diseñada para controlar un led por cada salida de cada registro de desplazamiento y con todas las salidas que tenemos se haría más complejo.


  • SPI y Timers de Arduino: Es posible controlar filas, columnas e intensidad de cada color individualmente. Está pensada para ser usada con cuatro registros de desplazamiento para ser utilizada una por cada uno y por cada columna.


De modo que se pueda conocer y profundizar un poco más acerca de los tres anteriormente mencionados se puede ir a los siguientes links para mayor información:




Circuito esquemático: Con el fin de poder plasmar teóricamente lo que estamos haciendo en algo real según la lista de materiales planteada, se hace el circuito esquemático para así poder empezar con la realización de lo ya establecido. 


Figura 5. Circuito esquemático general.

Junto con el circuito esquemático se procede a elaborar el ensamble de toda la parte electrónica, para esto las imágenes presentadas a continuacion seran descritas de acuerdo a lo que se hizo en el trabajo.































FABRICACIÓN DE LA CAJA
De acuerdo a las imágenes que serán mostradas a continuación uno se dará cuenta de como es que se va ejecutar cada uno de los procesos. Cosas a tener en consideración para este son:


  • Las imágenes colocadas son fuente de un ejemplo de un proyecto ya realizado pero solo sobre la caja y que para este caso, no tenía ningún fin artístico específico.
  • Las dimensiones de la caja son variables y que serán determinadas por el grupo al momento de su realización.
  • El sistema a utilizar también se considera su fabricación ya que se considerará unión de cables, uso de materiales adicionales, etc.





Para mayor información se puede guiar del ejemplo base tomado de este proyecto para su realización.







Codificación en Arduino: Con el conocimiento que ya se ha establecido hasta el momento se pasa a hacer el código en Arduino de acuerdo a lo que queremos que aparezca en la matriz RGB por lo que de acuerdo a los diferentes comandos y códigos en Arduino se establece todo un conjunto de códigos (Descargables en el blog correspondiente):
































DESCARGA COMPLETA DEL CÓDIGO:
https://dl.dropboxusercontent.com/u/236548011/C%C3%93DIGO%20ARDUINO/lightbox.ino



Dificultades presentadas en su ensamble:

  • Las especificaciones de la lista de materiales como la matriz RGB y los registros de desplazamiento tienen que ser comprobados con los que se van a trabajar en la realidad ya que de lo contrario presenta problemas al momento de hacer todo el circuito.

  • De acuerdo al uso de los pines se complica en el pin 13 (output enable) de cada registro de desplazamiento a GND conectados, pero con uso de sistema SPI y Timers hacia que las luces sean más brillantes. Para que no suceda esto se tiene que conectar el pin 9 Arduino a todos los pines 13 para que así con una resistencia conectada a Vcc sería normal el sistema.

  • Encontrar la relación de la parte tecnológica con el fin artístico complica el trabajo ya que al momento de ensamblarla con toda la caja puede no caber por eso se tiene que hacer el cableado no suelto sino pegado a los protoboards como primera medida.

  • La cantidad de cables sueltos complica el trabajo por lo que se tiene que hacer cortes de cada uno para que puedan ingresar exactamente en los protoboards sin que sobre ni falte cable, de igual manera para las resistencias. Es por eso que solo tiene que estar sueltas las que van conectadas directamente con la placa del Arduino.




OBSERVACIONES GENERALES

Con el trabajo finalizado se tiene que saber que tanto en dificultades encontradas como en la conclusión de ciertas cosas, también se tiene puntos en los que se tiene que enfocar la atención ya que estos muchas veces determinan la solución completa o la mejora del proyecto.


  • La relación arte – tecnología tiene que estar clara desde un comienzo ya que con esta se tiene idea de lo que se está haciendo. Es decir, el fin artístico bien planteado da pie a que también se haga un buen trabajo en todas las partes porque es el principio y objetivo principal de este proyecto.

  • Tanto en tiempo como en elaboración el trabajo de investigación para esta rama está cada vez más que avanza, por lo que el trabajo representa la mejora de una rama en avance.

  • A nivel técnico, la elaboración de los circuitos como los códigos de Arduino son tomados de un proyecto base que se mejora, iguala y trata de superar en todos los aspectos.

  • La codificación en Arduino del proyecto tomado se modifica de acuerdo al fin que los operarios (alumnos) quieran hacer ciertas modificaciones y un fin específico concreto esté ideado.

  • El fin artístico tiene que ir de acuerdo a lo que se ha desarrollado, es decir se puede escoger entre todos los temas hechos hasta el momento, por lo que la variedad está por demás decirla.

  • En la elaboración del presente, se tuvo que trabajar con diferentes Arduinos como prueba ya que en algunos casos no nos daba el código y no corría correctamente la codificación. Se utiliza un Leonardo, se puede utilizar uno menos complejo pero esté va acorde con lo que se quería.


CONCLUSIONES

  • Se implementó y construyo un cuadro artísticos de cada de luz y sonidos, mediante una aplicación artística como la de diseño en exposiciones artísticas y paneles publicitarios.

  • Se realizó la codificación con funciones conocidas trabajadas en el curso de Arte y Tecnología.
  •  Se empleó funciones para el control como SPI y para el control de sonido se implementó una función matemática. La implementación que utilizamos fue FFFT que es un wrapper para Arduino de una implementación Assembler.

  • Se creó un precedente tecnológico para quienes quieran desarrollar este tipo de tecnología de innovación en el futuro.


BIBLIOGRAFÍA

  • Solderlab.[en línea].California.[consulta:23 de noviembre].Disponible en :


  • Tronixstuff.[en línea].Londres.[consulta 21 de noviembre].Disponible en :




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