Control automático de posición para cajas acústicas en un sistema de audio 5.1
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Abstract
The embedded system implementation is useful as a contribution in the 5.1 sound systems automation which is used in the adjustment of spaces, where the hypothesis is based on which is the best way of controlling the acoustic boxes position to provide the sound in a plane where the direct sound is the most important on the reflections of the sound waves. In this case, it is proposed a method in which the spectral analysis of a pure tone and it is obtained the frequency and magnitude. The spectral analysis of a signal is performed using the digital signal processing, where the signal is a pure tone and it is recorded and digitalized and then a Fast Fourier Transform (FFT) is computed, obtaining its frequency and magnitude, this is carried out on each position of the acoustic box. In this case, the magnitude of the signal on each position is compared, and the bigger magnitude of the recorded signal will represent the direct plane of the sound among the listener and the acoustic box. The control process is based on a stimulus (pure tone) and the response (movement of the acoustic box), where each stimulus will be performed by using a 4KHz-pure tone, which will be recorded and then analyzed by the computation of the FFT and its response will be the angular position of the acoustic box with the control of the motors located under the acoustic box.It is important to mention that the review of references in this project is pioneer in the academic area and presents as a result a useful tool for the digital signal processing in audio using embedded systems, becoming in an alternative in the sound sources location. Besides, it is proposed future works from this project.
Resumen en español
La implementación de un sistema embebido que sirva como aporte en la automatización de sistemas de sonido 5.1, empleados en la ambientación de espacios está basado en la hipótesis de cuál es la mejor manera de controlar la posición de las cajas acústicas para proveer sonido en un plano donde el sonido directo prima ante las reflexiones del mismo, para ello se planteó un método basado en el análisis espectral de un tono puro, del cual se obtienen dos parámetros su frecuencia y su amplitud. El análisis espectral de la señal se realiza mediante procesamiento digital de señales obteniendo la grabación y digitalización del tono puro y realizando su transformada rápida de Fourier (FFT), dando como resultado su amplitud y frecuencia, esto se realiza en cada posición y para cada caja acústica. En este caso, las amplitudes para cada posición de la caja acústica se discriminarán y se compararan dejando así la amplitud más alta obtenida por la grabación que a su vez representará el plano más directo entre el oyente y el altavoz. El proceso de control está basado en un estímulo (tono puro) y respuesta (movimiento de la caja acústica) cada estimulo será realizado mediante el uso de un tono puro de 4KHz, el cual será grabado y analizado mediante FFT y dando como respuesta la ubicación de las cajas acústicas mediante el control de los motores ubicados en los pedestales que las soportan, los cuales rotaran según un rango predeterminado angularmente haciendo así un barrido del espacio con el fin de identificar el sonido directo que representara a su vez la mayor magnitud de la señal. Cabe resaltar que de acuerdo a la revisión bibliográfica realizada este estudio de investigación es pionero en el área y presenta como resultado una herramienta útil para el procesamiento de señales de audio ampliadas a sistemas embebidos, siendo una alternativa objetiva en el análisis de identificación de fuentes en el espacio. Además de lo alcanzado se proponen aspectos que pueden abordarse en trabajos futuros a partir de lo presentado.