Proyecto ESP32-Theremin

1.Pruebas

Empezamos con probando los componentes individualmente viendo si funcionaban

• Probamos el altavoz mediante conectando los cables del altavoz a los polos de una bateria
• Miramos si funcioaba los ToF funcionaba con un simple codigo:

import board
import busio
import adafruit_vl53l0x
import time

# 1. Setup I2C (using your pins)
i2c = busio.I2C(board.IO47, board.IO21)

# 2. Initialize the sensor
tof = adafruit_vl53l0x.VL53L0X(i2c)

print("Sensor Ready!")

# 3. Main Loop
while True:
    # Read distance in millimeters
    mm = tof.range
    
    # Print the result
    print("Distance:", mm, "mm")
    
    # Wait half a second so it doesn't spam the screen
    time.sleep(0.5)

• Las primeras líneas: cargan las herramientas necesarias.
• i2c = ...: Conecta el sensor usando los pines IO47 e IO21.
• tof = ...: Activa el sensor.
• while True:: Repite forever (bucle infinito).
• tof.range: Mide la distancia.
• print(...): Muestra la distancia en la pantalla.
• time.sleep(0.5): Espera 0.5 segundos antes de medir otra vez.

2. Un ToF + Altavoz

Conecciones:

MAX98357A Pin	ESP32-S3 Pin (IO)	Descripción
Vin	5V (o 3.3V)	El 5V da más potencia al altavoz.
GND	GND	Tierra.
LRC (Left/Right Clock)	IO17	Word Select (WS).
BCLK (Bit Clock)	IO16	Bit Clock (BCK).
DIN (Data In)	IO18	Data Out del ESP32.
Gain / SD	No conectar	Configuración por defecto.

Codigo:

import board
import busio
import audiobusio
import synthio
import adafruit_vl53l0x
import time

# --- CONFIGURACIÓN I2C (Sensor ToF) ---
i2c = busio.I2C(board.IO47, board.IO21)
tof = adafruit_vl53l0x.VL53L0X(i2c)

# --- CONFIGURACIÓN I2S (Audio Amp) ---
# Bit Clock (BCK), Word Select (LRC), Data (DIN)
audio = audiobusio.I2SOut(board.IO16, board.IO17, board.IO18)
synth = synthio.Synthesizer(sample_rate=44100)
audio.play(synth)

# --- NOTA INICIAL ---
nota = synthio.Note(frequency=440, amplitude=0.1)
synth.press(nota)

print("🔊 Audio iniciado. Mueve la mano frente al sensor!")

while True:
    dist = tof.range  # Distancia en mm
    
    # Mapeo: Si la mano está entre 50mm y 400mm
    if 50 < dist < 400:
        # Convertimos distancia en frecuencia (Hz)
        # Cuanto más cerca (50), más agudo (800Hz)
        # Cuanto más lejos (400), más grave (200Hz)
        frecuencia = 800 - ((dist - 50) * 2) 
        
        nota.frequency = max(200, min(frecuencia, 800))
        nota.amplitude = 0.2  # Volumen moderado
    else:
        nota.amplitude = 0.0  # Silencio si está muy lejos
    
    time.sleep(0.01) # Respuesta rápida

• Lee la distancia con el sensor láser.
• Si detecta tu mano (entre 5 cm y 40 cm):
  • Cambia el tono: más cerca = más agudo
• Si no detecta mano → silencio.
• Suena por el amplificador conectado por I2S.

3. Dos ToF (volument y tono) y Altavoz

• Primero escaneamos las conecciones si esta bien conectado:

import board
import busio
import digitalio
import time

# 1. Setup XSHUT for the sensor that HAS the cable
# (Make sure this matches the IO pin you plugged it into!)
xshut = digitalio.DigitalInOut(board.IO10) 
xshut.direction = digitalio.Direction.OUTPUT
xshut.value = True # Wake it up!

# 2. Setup I2C (Using the "Safe" pins from before)
i2c = busio.I2C(board.IO9, board.IO8)

print("Scanning I2C Bus...")

while True:
    if i2c.try_lock():
        devices = i2c.scan()
        i2c.unlock()
        
        if devices:
            print("Detected addresses:", [hex(d) for d in devices])
        else:
            print("No sensors found. Check SDA/SCL cables.")
            
    time.sleep(1)

Donde solo aparecia 0x30

Intentamos cambiar el codigo y las conecciones ya que anteriormente habia un time of flight que no estaba conectado a un xshut:

import board
import busio
import audiobusio
import synthio
import adafruit_vl53l0x
import time

# --- 1. CONFIGURACIÓN DE HARDWARE ---
# Intentamos abrir el bus I2C una sola vez
try:
   i2c = busio.I2C(board.IO5, board.IO4)
except Exception:
   print("Error crítico: No se puede iniciar el bus I2C")

# --- 2. INICIALIZACIÓN DE SENSORES ---
tof_t = None
tof_v = None

print("Buscando sensores...")

# Intentar Sensor 1 (Tono)
try:
   tof_t = adafruit_vl53l0x.VL53L0X(i2c, address=0x29)
   print("✅ Tono: OK")
except Exception:
   print("❌ Tono: NO DETECTADO")

# NOTA: Si solo tienes un sensor funcionando ahora mismo, 
# el código usará ese para el tono y dejará el volumen fijo.

# --- 3. CONFIGURACIÓN DE AUDIO ---
try:
   audio = audiobusio.I2SOut(board.IO15, board.IO16, board.IO17)
   synth = synthio.Synthesizer(sample_rate=22050)
   audio.play(synth)
   nota = synthio.Note(frequency=440, amplitude=0.2)
   synth.press(nota)
except Exception as e:
   print("Error de Audio:", e)

# --- 4. BUCLE PRINCIPAL ---
while True:
   # Lógica de Tono
   if tof_t:
       try:
           dist = tof_t.range
           if 50 < dist < 400:
               f = 800 - (dist * 1.5)
               nota.frequency = max(100, min(f, 1000))
               # Si solo hay un sensor, el volumen se queda en 0.2
               nota.amplitude = 0.2 
       except Exception:
           print("Error leyendo Tono")
           
   time.sleep(0.01)

Usa estos pines, son los más estables del ESP32-S3:

• Audio: DIN (17), LRC (16), BCLK (15).
• I2C (Ambos sensores): SDA (IO4), SCL (IO5).
• Energía: Todos los VIN y XSHUT a 3.3V (en filas separadas).

Ahora que funciona lo que necestimaos es conectar el Amplificador:

Conecta tu amplificador/altavoz a estos pines exactamente:

• BCLK (Bit Clock) -> IO11
• LRC (Word Select / Left-Right Clock) -> IO12
• DIN (Data In) -> IO13
• VIN -> 5V o 3.3V (según tu ampli)
• GND -> GND

import board
import busio
import audiobusio
import synthio
import adafruit_vl53l0x
import time

# --- 1. SENSORES (Pines que ya te funcionan) ---
i2c_tono = busio.I2C(board.IO13, board.IO14)
i2c_vol = busio.I2C(board.IO5, board.IO4)

tof_t = None
tof_v = None

try:
    tof_t = adafruit_vl53l0x.VL53L0X(i2c_tono)
    print("✅ Sensor Tono OK")
except:
    print("❌ Fallo Tono")

try:
    tof_v = adafruit_vl53l0x.VL53L0X(i2c_vol)
    print("✅ Sensor Volumen OK")
except:
    print("❌ Fallo Volumen")

# --- 2. AUDIO (Tus pines originales) ---
# BCLK -> IO1 | LRC -> IO2 | DIN -> IO3
audio = audiobusio.I2SOut(board.IO1, board.IO2, board.IO3)
synth = synthio.Synthesizer(sample_rate=22050)
audio.play(synth)

nota = synthio.Note(frequency=440, amplitude=0.0)
synth.press(nota)

print("🎶 ¡A TOCAR! Usando pines 1, 2 y 3 para audio.")

# --- 3. BUCLE ---
while True:
    if tof_t:
        d1 = tof_t.range
        if 50 < d1 < 450:
            f = 900 - (d1 * 1.5)
            nota.frequency = max(150, min(f, 1000))
    
    if tof_v:
        d2 = tof_v.range
        if 50 < d2 < 400:
            v = 0.6 - ((d2 - 50) / 600)
            nota.amplitude = max(0.0, min(v, 0.6))
        else:
            nota.amplitude = 0.0
    else:
        nota.amplitude = 0.2

    time.sleep(0.01)

4. Mejorar el sonido

• El codigo suena pero con poca variacion entonces ultilizamos ahora el rago completo de audio de 16 bits desde -32767 hasta 32767, luego vemos que el volumen control no funciona entonces cambiamos el volumen por vibrato

import board
import busio
import audiobusio
import synthio
import adafruit_vl53l0x
import time
import array
import math

# --- 1. SENSORES ---
i2c_tono = busio.I2C(board.IO13, board.IO14)
i2c_vol = busio.I2C(board.IO5, board.IO4)

tof_t = tof_v = None
try:
    tof_t = adafruit_vl53l0x.VL53L0X(i2c_tono)
    tof_t.measurement_timing_budget = 20000
    print("✅ Tono (Derecha) OK")
except: print("❌ Error Tono")

try:
    tof_v = adafruit_vl53l0x.VL53L0X(i2c_vol)
    tof_v.measurement_timing_budget = 20000
    print("✅ Vibrato (Izquierda) OK")
except: print("❌ Error Vibrato")

# --- 2. AUDIO ---
audio = audiobusio.I2SOut(board.IO1, board.IO2, board.IO3)
synth = synthio.Synthesizer(sample_rate=22050)
audio.play(synth)

# Onda Triangular
samples = 512
waveform_triangle = array.array('h', [0] * samples)
for i in range(samples):
    if i < samples // 2: waveform_triangle[i] = -32767 + (i * 128 * 2)
    else: waveform_triangle[i] = 32767 - ((i - samples // 2) * 128 * 2)

nota = synthio.Note(frequency=440, amplitude=0.4, waveform=waveform_triangle)
synth.press(nota)

# Variables de control
freq_base = 440
vibrato_intensidad = 0.0
vibrato_index = 0.0

while True:
    # --- MANO DERECHA (TONO) ---
    if tof_t:
        d1 = tof_t.range
        if 40 < d1 < 500:
            target_f = 1100 - (d1 * 2)
            freq_base = (freq_base * 0.8) + (target_f * 0.2)
            nota.amplitude = 0.4
        else:
            nota.amplitude = 0.0

    # --- MANO IZQUIERDA (VIBRATO EXAGERADO) ---
    if tof_v:
        d2 = tof_v.range
        # Si la mano está entre 4cm y 40cm
        if 40 < d2 < 400:
            # Mapeo: 0.0 (lejos) a 1.0 (cerca)
            vibrato_intensidad = 1.0 - ((d2 - 40) / 360)
            vibrato_intensidad = max(0.0, min(vibrato_intensidad, 1.0))
        else:
            vibrato_intensidad = 0.0

    # --- APLICAR EFECTO ---
    vibrato_index += 0.5 # Velocidad del temblor
    # Multiplicamos por 60 para que la nota salte hasta 60Hz arriba y abajo (muy notable)
    oscilacion = math.sin(vibrato_index) * (vibrato_intensidad * 60)
    
    nota.frequency = max(100, freq_base + oscilacion)

    # MONITOR (Para ver si el sensor funciona)
    print(f"Nota: {int(freq_base)}Hz | Vibrato: {int(vibrato_intensidad*100)}% ", end="\r")

    time.sleep(0.01)