Cómo construir un arpa láser con Arduino

Si creciste viendo los conciertos de Jean-Michel Jarre en los 80, seguramente recuerdes ese momento icónico en el que tocaba un instrumento hecho de haces de luz verde. Hoy vamos a construir nuestra propia versión: el arpa láser.

Este proyecto es, posiblemente, uno de los más vistosos que puedes hacer. Visualmente tiene ese punto de “toco el aire y suena música”, que queda fenomenal en una demo.

Pero desde el punto de vista de la ingeniería, es una excusa fantástica para dominar uno de los conceptos más importantes en electrónica analógica: el Divisor de Tensión Variable y la Calibración de Sensores.

Detectar la ausencia de luz

A diferencia de un pulsador que cierra un circuito mecánico, aquí estamos detectando una interrupción óptica.

El sistema consta de dos partes alineadas:

Mientras no tocamos el arpa, el láser incide en la LDR. La LDR baja su resistencia drásticamente (hay mucha luz). Cuando ponemos la mano, bloqueamos el haz, la LDR queda en “sombra” y su resistencia aumenta.

Divisor de tensión

Arduino no puede medir resistencia directamente, solo voltaje. Para convertir la variación de resistencia de la LDR en un voltaje legible (0-5V), usamos un divisor de tensión.

• Estado Reposo (Luz): R_LDR es baja (ej. 500Ω). Vout será alto, porque la LDR está conectada a 5V.
• Estado Activo (Sombra): R_LDR es alta (ej. 50kΩ). Vout será bajo, porque domina la resistencia fija a GND.

• Estructura rígida (madera, PVC o impresión 3D) para mantener los láseres alineados con las LDRs. La alineación es crítica.

Esquema de conexión

Vamos a conectar las LDRs a las entradas analógicas.

Láseres

Los láseres estarán siempre encendidos mientras el arpa esté alimentada. Montadlos bien alineados y sin apuntar a los ojos.

Sensores LDR

Cada cuerda tiene una LDR y una resistencia de 10kΩ formando un divisor pull-down.

Buzzer

El buzzer o transductor pasivo genera la nota de la cuerda activa.

El código

El reto de programación aquí es la calibración y la polifonía (o falta de ella). Arduino Uno solo puede generar un tono a la vez con la función tone(). Si intentas tocar dos cuerdas a la vez, sonará una o la otra, o hará cosas raras.

Para gestionar las notas, usaremos un fichero de cabecera estándar pitches.h que contiene las frecuencias de las notas musicales, o definiremos las frecuencias manualmente para simplificar.

Definiciones y configuración

// Frecuencias de las notas (Do4, Mi4, Sol4)
// Puedes añadir más notas para completar una escala
#define NOTE_C4  262
#define NOTE_E4  330
#define NOTE_G4  392

const int numCuerdas = 3;
const int pinesLDR[] = {A0, A1, A2};
const int notas[] = {NOTE_C4, NOTE_E4, NOTE_G4};

const int pinBuzzer = 8;

// --- CALIBRACIÓN ---
// Este valor es CRÍTICO. Debes mirar el Monitor Serie para ajustarlo.
// Si el láser da en la LDR, leerás ~900. Si pones la mano, leerás ~300.
// El umbral debe estar en medio.
const int UMBRAL = 600; 

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(pinBuzzer, OUTPUT);
}

Bucle principal

Vamos a leer constantemente los sensores. Si detectamos que una lectura cae por debajo del umbral, activamos el sonido.

Implementaremos una lógica de prioridad: si interrumpes varios haces, sonará la cuerda con el índice más alto, porque cada detección posterior sobrescribe la anterior y el zumbador es monofónico.

void loop() {
  int cuerdaActiva = -1; // -1 significa que nadie toca nada

  // Recorremos todas las cuerdas
  for (int i = 0; i < numCuerdas; i++) {
    int lectura = analogRead(pinesLDR[i]);
    
    // Debugging: Descomenta esto para ver los valores y calibrar
    /*
    Serial.print("Cuerda "); Serial.print(i);
    Serial.print(": "); Serial.println(lectura);
    */

    // Lógica Pull-Down con LDR a 5V y resistencia a GND:
    // Luz = R_ldr baja = V_out ALTO.
    // Sombra = R_ldr alta = V_out BAJO.
    // Por tanto, si lectura < UMBRAL -> Estamos tocando.
    
    if (lectura < UMBRAL) {
      cuerdaActiva = i;
    }
  }

  // Gestión del Sonido
  if (cuerdaActiva != -1) {
    // Si hay una cuerda activa, tocamos su nota
    tone(pinBuzzer, notas[cuerdaActiva]);
  } else {
    // Si no, silencio
    noTone(pinBuzzer);
  }
  
  delay(10); // Pequeña pausa para estabilidad
}

Solución de problemas comunes

1. El arpa suena sola: Significa que el láser no está apuntando perfectamente al centro de la LDR, o que hay demasiada luz ambiente en la habitación que confunde al sensor.

• Solución: Usa tubos negros (termoretráctil o pajitas pintadas) alrededor de las LDRs para que solo “vean” la luz del láser y no la del sol.

2. Tengo que poner la mano muy cerca para que suene: Tu umbral está mal calibrado. Abre el Monitor Serie, mira qué valor da cuando no tocas y qué valor da cuando tocas, y pon la constante UMBRAL justo en la mitad.
3. El sonido es molesto: Un piezo pasivo produce un timbre muy marcado. Puedes reducir el nivel con una resistencia en serie elegida para el transductor. Un altavoz de 8 Ω no debe conectarse directamente al pin: necesita una etapa con transistor o amplificador.

Salida MIDI por USB

Hacer ruidos con un buzzer es divertido, pero ¿y si usamos el arpa para controlar un sintetizador profesional en el ordenador?

Si usas un Arduino Leonardo o Micro (con USB nativo), puedes usar una librería MIDI USB compatible. En lugar de llamar a tone(), enviarías mensajes noteOn y noteOff al ordenador.

void noteOn(byte channel, byte pitch, byte velocity) {
  midiEventPacket_t noteOn = {0x09, 0x90 | channel, pitch, velocity};
  MidiUSB.sendMIDI(noteOn);
  MidiUSB.flush();
}

De esta forma, tu arpa láser podría sonar como un piano de cola, un violín o… bueno, como los sintetizadores de Jean-Michel Jarre, que es lo suyo.