Cosas en General

A raíz de una interesante conversación sobre muestreo de señales que mantuve con Agustín terminé de encajar las piezas de un asunto que lleva mucho tiempo interesándome: el porqué de la capacidad de los CD-ROM. Ya que para comprender la explicación es preciso conocer algunos conceptos, los iré intercalando conforme vaya haciendo los cálculos.

Por un lado, la frecuencia máxima que puede captar el oído humano es de, aproximadamente, 20kHz. Por dejar un poco más de margen, a la hora de grabar un sonido la frecuencia se extiende hasta los 22kHz. Es decir, que en un mp3 existen sonidos que no somos capaces de oír, pero nuestro perro sí.

22 kHz = 22000 Hz

Según el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, fundamental en las telecomunicaciones, a la hora de muestrear una señal (esto es, tomar valores de la señal) es necesario que la frecuencia de muestreo sea el doble que la de la onda a reconstruir. Es decir, que si queremos muestrear una onda de 100Hz, la frecuencia de muestreo ha de ser de al menos 200Hz.

22000 Hz * 2 = 44000 Hz

El siguiente paso al del muestreo es el de la cuantificación y codificación, o conversión de los valores continuos en valores discretos. Básicamente, este proceso consiste en atribuir a cada valor medido un valor finito. Por poner una analogía, se trataría de algo similar a lo que ocurre con los colores: si bien en el arcoiris existen infinidad de colores, cuando queremos expresar esos conceptos empleamos el lenguaje, que asigna a cada color, con cierta precisión, una palabra. Pues bien, con el muestro del Audio para CD ocurre lo mismo: se codifica en 16 bits o, lo que es lo mismo, existirían 2¹⁶ colores diferentes de los que se podría hablar por medio del lenguaje.

44000 Hz * 16 bits = 704000 bits/s

Sin embargo, estamos considerando una única medición, cuando sabemos que los CD tienen audio en estéreo. Por lo tanto, en realidad se están realizando dos mediciones, una por cada canal (“altavoces” izquierdo y derecho).

704000 bits / s * 2 = 1408000 bits/s

Un byte son 8 bits, por lo que tras efectuar la siguiente operación obtendremos los bytes que ocupa un archivo de audio por cada segundo. Podríamos continuar sin esta división, pero por razones de comodidad es conveniente.

1408000 bits/s  /  8 = 176000 bytes/s

Ya que la cifra sigue siendo bastante elevada, procedemos a dividir la cantidad obtenida por 1000 para pasarlo a kilobytes / segundo. Algunos diréis que hay que dividir entre 1024, pero en ese caso estaríamos hallando los kibibytes. Son valores muy similares, pero la diferencia es significativa.

176000 bytes/s / 1000 = 176 kB/s

La siguiente operación sirve para hallar cuántos kilobytes son necesarios por cada minuto de grabación.

176 kB/s * 60 = 10560 kB/min

Aquí viene un punto interesante: un CD de audio tiene una capacidad máxima de grabación de 74 minutos, un número para nada estándar. ¿A qué se debe esto? Pues bien, originariamente el CD se enfocó a un público culto con cierto nivel adquisitivo que tendría preferencia por las obras de música clásica. Una de las piezas más trascendentales y, a la vez, de mayor duración de toda la historia de la música es la Novena Sinfonía de Beethoven. La interpretación más larga de esta obra tuvo una duración de 74 minutos, por lo que la elección de esta cifra tuvo un sentido simbólico a la par que práctico: una hora y cuarto supuso un aumento importante respecto del cassette estándar, y fue un reclamo para el comprador potencial que, como se ha dicho, tendría afición a los clásicos.

10560 kB/min * 74 min = 781440 kB

Finalmente, sólo resta obtener los megabytes por medio de otra división, para así obtener el valor que se corresponde con el que aparece en esta tabla.

781440 kB / 1000 = 781.4 MB

Y de este modo hemos obtenido la capacidad máxima de un CD-ROM, o lo que ocuparía un archivo .wav de 74 minutos en nuestro disco duro.

Lo sé, la forma en que voy a comenzar esta entrada ya está muy trillada (más de lo que debería), pero realmente es lo que ha ocurrido: estas últimas semanas he estado bastante ocupado, y apenas he tenido tiempo para escribir. Hay varias cosas acerca de las que os voy a hablar que necesitarían una entrada propia, pero si lo hiciera así estaría hasta dentro de un par de meses redactando. Dicho esto, allá van las buenas nuevas:

Empecemos con lo friki. El fin de semana del 17 y 18 de septiembre se celebraron las XV Jornaícas del manga y anime de Zaragoza. Aunque no me apasionan los cómics japoneses, el ambiente que hay es fantástico: la mayoría de la gente va disfrazada de algún personaje de una serie o videojuego (a esto se le conoce como cosplay), así que por no desentonar me llevé mi ya famosa “camiseta del altavoz” y un gorro de Yoshi. Además de pasar un buen rato con algunos amigos de la asociación que organizó este evento estuve cogiendo ideas para mi cosplay de Sauron (el Señor de los Anillos). Hace unos meses os hablé de este peculiar disfraz que estaba haciendo, aunque acababa de comenzarlo y no lo tenía nada claro. Sin embargo, a día de hoy me queda una hora de trabajo en el yelmo, y a finales de la semana que viene quiero tener terminado el resto de la armadura. Para que veáis que no os engaño, os dejo con esta foto:

Pasando a cosas algo más serias, el sábado 24 fui a Madrid con Pepe a la OSHWCon, un congreso de hardware libre, electrónica y robótica. La intención original era ir a alguna charla, ya que se trataban temas interesantes. No obstante, pensamos que podríamos aprovechar la ocasión para enseñar el Osciloduino a un público más selecto. Dicho y hecho: adaptamos una fuente de alimentación para que suministrase la tensión requerida por nuestro invento, y salimos hacia la capital del Reino con un pequeño laboratorio que conseguimos meter en una maleta (para que os hagáis una idea, si hubiese pretendido viajar con eso a Estados Unidos, aún estarían interrogándome). Tras un cómodo viaje en AVE y un cuarto de hora de taxi llegamos al centro de FP que acogía el evento, a un minuto de que diera comienzo la primera charla, que versaba sobre impresión 3D. Después fuimos a la llamada “zona de cacharreo”, una sala en la que aquellos que tenían alguna creación podían enseñarla al que estuviera interesado. Allí conocí a bastante gente, aunque con algunos de los cuales ya había entablado contacto por Twitter. Allí sacamos el Osciloduino, el portátil, el generador de ondas, la fuente de alimentación, la documentación y los panfletos, y esperamos a que fuese llegando gente. Mientras tanto los chicos de Complubot nos estuvieron enseñando el Arduino Lottie Lemon, que hasta unas horas después no se presentaría oficialmente en España. En cuanto a nuestra Tengo que decir que nos esperábamos que llamase la atención, pero poco más. En absoluto creímos que pudiese pasar lo que pasó: a los que se acercaron les encantó, se quedaron alucinados por nuestra pequeña caja de puros con pantalla. Varias personas hicieron fotos o vídeos con el osciloscopio como protagonista y, aunque es algo anterior, Bricogeek publicó una entrada sobre él.

Tras este pequeño momento de crecimiento del ego fuimos a otra charla, algo más técnica, sobre FPGAs (hasta entonces nunca había oído hablar de ellas) que me resultó bastante interesante, aunque de momento superan mis conocimientos. Como ya era mediodía, fuimos a comer a un bar cercano y regresamos a tiempo para la tercera charla, esta vez sobre robótica y educación, a cargo del responsable de Complubot. Iba con la idea de enterarme de cómo montar (por última vez) un club de robótica en el colegio, pero no dijeron nada que no supiera. De todos modos, en el turno de preguntas pregunté al ponente qué se podría hacer para que los alumnos de Bachillerato se interesaran por el tema, y su respuesta fue tajante: “matarlos a todos”.

A continuación volvimos a la zona de cacharreo para aprovechar los últimos minutos antes de la siguiente charla. Como no teníamos mucho tiempo, decidimos que lo mejor sería sacar sólo el Osciloduino, y enseñarlo sin encenderlo. Pues bien, acabamos teniendo que montar el garito rodeados de unas 15 personas, todos impresionados por nuestro prototipo. Incluso a David Cuartielles, el co-fundador de Arduino, le encantó. Muy ilusionados por la acogida recibida, fuimos a la última charla, esta vez de David, en la que habló sobre Arduino en general. Cuando terminó, nos despedimos de toda la gente nueva que habíamos conocido, y nos fuimos a coger un taxi para volver a Zaragoza. Sin embargo, cuando estábamos ya en la calle, un chico nos persiguió para pedirnos ¡que fuésemos a la Carlos III de Madrid a hablar sobre el osciloscopio! Como podréis imaginar, todo esto ha hecho mella en nosotros, y hemos decidido lanzarnos al antes hipotético segundo prototipo. Para diciembre esperamos que esté listo, pero eso es otro tema y de momento es confidencial.

Por otro lado, la semana pasada me operaron, y es por eso por lo que no he podido escribir durante los últimos días. Aprovecho para deciros que me toca pasar por quirófano de nuevo la semana que viene, así que estaré otros tantos días sin publicar mucho, pero no os preocupéis, no es nada grave.

Y así es como debería quedar

Y finalmente, os anuncio que he conseguido montar en mi colegio un grupo de “robótica” (por designarlo con algún nombre), aunque me temo que será bastante efímero No obstante, estoy plenamente convencido de que nuestro primer proyecto, una impresora 3D, estará acabado a tiempo antes de Navidades. Somos pocos (de momento, tres y nuestro profesor), aunque todos echamos ganas, que al final es lo que cuenta. El modelo que hemos elegido es la RepRap Prusa Mendel, principalmente porque es la más barata y la más rápida de construir. De momento no hay nada claro, salvo que ya hemos comprado toda la electrónica, pero en cuanto tenga más detalles os informaré.

En general, eso es todo en lo que ando metido ahora. Tengo alguna que otra entrada en el horno, pero supongo que las dejaré para después de las Fiestas del Pilar, ya que necesito documentarme para terminarlas.

Pues sí, finalmente Osciloduino ya tiene web. Realmente, es un intento de participación en Educared (por intentarlo no se pierde nada), ese concurso de Fundación Telefónica que  en nuestra familia ha calado hondo (y este año mi hermano se lleva primer premio fijo).

Para que nos entendamos, tenía hecha una web que me encargaron hace unos meses y toda la documentación del Osciloduino, así que copipasteé (si la RAE acepta asín, tendrán que aguantar esto) todo lo que pude, y lo presenté a 10 minutos de terminar el plazo. Tiempo de trabajo estimado: 4 horas. La web de mi hermano: 9 meses.

Sin más dilación, os dejo con la mejorable web del Osciloduino. Si os aburrís en verano, ¡fabricaos uno!

Pues sí, con motivo de las fiestas de mi colegio (Cardenal Xavierre), hemos montado esta semana una exposición sobre nuevas y viejas tecnologías, abarcando temas como instrumentos de física, ordenadores, videoconsolas… Podéis echar un breve vistazo aquí:

No se me ve mucho, pero sí se me oye. Si queréis pasar a verla, mañana estará abierta por la tarde. ¡Estáis todos invitados!

Ayer a mi madre se le ocurrió decirme “tira ese bote vacío de patatas”, y eso no se puede hacer. Así que me puse cerebro a la obra, a ver qué se podía hacer con él.

Para hacer nuestros potentes (se oye mejor que con algunos comerciales que he visto por ahí) altavoces, sólo necesitaremos los siguientes materiales:

Un bote de ¿patatas? Pringles preferiblemente vacío

Un altavoz de 3" y 8 Ohmios de impedancia

Un conector audiojack (canibalizado sale más barato)

Además, hará falta cable, pegamento (yo he utilizado termofusible, es una maravilla) y, en función de vuestra habilidad haciendo conexiones, un soldador.

El montaje es bastante sencillo. Primero, se recorta la tapa inferior del bote de Pringles (la metálica) para obtener un tubo hueco. A continuación, se cogen dos cables y se sueldan a las patillas del altavoz (uno al + y otro al -). Al ser un único canal (para el estéreo harían falta dos altavoces), conectaremos el altavoz a una única salida del audio jack. Su anatomía es la siguiente:

Con un tester se puede comprobar la conexión por los cables del otro extremo

En mi caso, he soldado el cable que sale del negativo del altavoz al número 1 (ya que es tierra), y el positivo al 3 (canal izquierdo). Después lo he cubierto todo con una dosis generosa de termofusible para que no se suelte nada.

Lo siguiente es comprobar la conexión: se introduce el conector en el ordenador o reproductor MP3 de turno, y se escucha atentamente alguna canción. Si se oye algo además del ronroneo del ventilador, ¡enhorabuena, funciona! Pero como podréis comprobar, el sonido no es gran cosa: sale hacia todos los lados, y se oye muy bajo. Aquí es donde entra en juego el bote de Pringles: se pega (de nuevo, con termofusible) al altavoz; deberían encajar perfectamente. Se deja secar y… voilà! ¡Ya tenemos nuestros altavoces con subwoofer incorporado!



Tienen un sonido muy peculiar que lo hace idóneo para escuchar canto gregoriano o música coral en general.

Los últimos siete días quizá hayan sido de los más frenéticos que he tenido en toda mi vida. Como ya sabéis (y si no, os lo comento ahora), estos pasados martes y miércoles estuve exponiendo mi OSciLO-duino en el Premio Nacional don Bosco, organizado por el colegio Salesianos de Zaragoza.

Podría haber sacado un ratito para escribir algo en el blog, diréis. Me habría gustado, pero lo cierto es que ha sido imposible: ayer empecé exámenes de evaluación. Os podréis imaginar cómo han sido mis últimas dos semanas: estudiando, terminando el proyecto, preparando la defensa… pero, como todo buen trabajo, se terminó el día de antes a las tantas de la madrugada (la cartelería con Abraham, y la parte técnica con Pepe).

¿En qué consistió mi proyecto? Bueno, ya colgué hace unas semanas un vídeo comentando en qué consistiría la cosa, pero teniendo ahora en mis manos el prototipo final, lo que os conté hace mes y medio no le hace justicia. Por decirlo brevemente, OSciLO-duino es un osciloscopio de bajo coste (20±3€) que cualquiera con unos conocimientos mínimos puede ensamblar en su casa y que cuenta con unas mejoras fundamentales respecto a los otros osciloscopios “de aficionado” que existen por Internet, e incluso en el mercado: a diferencia de la mayoría, éste puede leer valores negativos, y no sólo eso, sino que lo hace por medio de una novedosa técnica, la rectificación de doble onda (que no es algo precisamente nuevo, pero a nadie se le había ocurrido implementar). Pero bueno, aún se puede mejorar bastante y, de hecho, cuando termine los exámenes y me desature de cables y circuitos nos pondremos manos a la obra con el OSciLO-duino V2.

El examen sobre el proyecto lo hice el martes a las 13:20, ante un tribunal compuesto por tres personas de la rama. Para estas cosas yo me suelo poner bastante nervioso, pero esta vez lo llevaba bien preparado, así que todavía no estaba hiperventilando. Sin embargo, al conectar el portátil al cañón de vídeo para poner el Powerpoint… no pasó nada. Imaginad cómo fue mudando mi expresión mientras probaba diversos métodos, sin resultado. Finalmente, puse la presentación en un modo algo rebuscado, sin poder pasar las diapositivas directamente (encima, en un programa antediluviano). Según Abraham, mi voz estaban tan tensa como mi cuerpo. Durante la tarde anterior, había estado ensayando con Pepe algunas preguntas que me podrían hacer, tales como “¿Por qué has empleado el operacional 3140 en vez el clásico 741?” o “¿No habría sido más cómodo utilizar un puente de diodos?”.
Sólo me preguntaron que cuántos años tenía [...]

Por otro lado, igual de importante o más fue la exposición en sí: había un montón de proyectos que, aunque se me escapaban, merecían la pena (hay que tener en cuenta que este Premio es para Bachillerato y FP; está algo descompensado en ese sentido: a mi tierna edad, estaba participando con/contra gente de veintitantos años). Hubo varios que me llamaron la atención, como el de los chicos de Riojinux (fans de Jarre), un sistema operativo basado en Ubuntu preparado para funcionar en máquinas con pocos recursos; o el de tresdimension.es, un sistema que combinaba vídeo en 3D con sonido binaural (algo que no conocía, es realmente curioso: es un tipo especial de estéreo que es grabado tal y como lo oiría el oído humano, por medio de un micrófono en forma de cabeza). También me parecieron curiosos un proyecto que recogía todos los gestos faciales relacionados con determinadas emociones, algo muy útil para saber cuándo alguien miente, por ejemplo; y otro que, aunque me parece demasiado increíble (incluso a mí) para el nivel de 2º de Bachillerato, a la prensa la volvió loca: un cohete que lanzaron unos chavales para hacer un estudio de la espectrografía de la luz solar sin la influencia de la atmósfera (poderoso caballero es don Dinero). ¡Ah! Y un sistema mejor que cualquier ambientador o extractor que hicieron unos chicos eslovacos: cargaba eléctricamente las partículas de humo (o cualquier otro gas), y luego un electroimán a 20.000 voltios las eliminaba en 5 segundos.

En cuanto a mi stand, lo tenía todo bien montado, pero al ser algo no muy impresionante, me pusieron al final de la sala. Sin embargo, para atraer público, utilicé estrategias comerciales: ¡ofrecer caramelos! La verdad es que sólo venían niños pequeños, que luego se paraban a preguntar a las chicas de al lado por su mochila, y dejaban a mi osciloscopio solo (al menos, una niña de unos 7-8 años tuvo la decencia de preguntar por la caja de puros, y luego aclarar que no le interesaba, que estaba allí por los caramelos).

Aunque no gané (¿no lo había dicho aún? Bueno, en este concurso no era mi meta principal), la verdad es que me lo pasé genial, conociendo a gente con intereses que no se ven mucho por estas tierras, y comiendo gratis un par de días.

Y ya para terminar, supongo que tendré que dar las gracias a Pepe y a Abraham, y a los que han tenido que soportar mi cuarto sin recoger durante mes y pico (hasta ayer no se veía la alfombra, únicamente capas de papeles ordenados a mi manera).