Arquitectura Electrónica e Ingeniería de Sistemas
El sistema requería un alto grado de sincronización entre dos extremidades independientes, por lo que se diseñó una arquitectura de procesamiento distribuido (Master-Slave) operando sobre una red inalámbrica de latencia ultra baja.
Distribución Biométrica de Componentes
El layout de los componentes se ubicó estratégicamente para optimizar su funcionamiento técnico sin entorpecer al músico:
- Interfaz de Control: Pantalla OLED SSD1306 y tres botones de navegación ubicados en el antebrazo de la manga maestra, permitiendo una lectura e interacción sencilla.
- Actuadores Visuales: LEDs (NeoPixels) ubicados directamente sobre la línea de los nudillos para indicar qué dedo debe accionar la tecla.
- Sensores de Postura: Módulos MPU6050 (Acelerómetro/Giroscopio) situados cerca de la muñeca para monitorear el ángulo de la mano respecto al teclado.
- Actuadores Hápticos: Motores vibradores controlados por drivers DRV2605, proporcionando retroalimentación táctil de distintas intensidades según la nota.
Topología de Comunicación Inalámbrica
Para evitar el uso de cables restrictivos entre ambos brazos, se implementaron dos protocolos simultáneos:
- ESP-NOW (Capa Física): Protocolo de comunicación punto a punto directo de Espressif. La Manga Maestra (izquierda) envía arreglos de datos
structa la Manga Esclava (derecha) con la instrucción exacta de tiempo, color y vibración, logrando una latencia casi nula. - Bluetooth Low Energy (BLE): La manga maestra habilita un servidor BLE (
4fafc201-1fb5-459e-8fcc-c5c9c331914b) para recibir comandos de navegación remotos desde una aplicación móvil externa, permitiendo al tutor o maestro controlar la lección.
Máquina de Estados y Lógica de Sincronización
El sistema operativo de la manga maestra gestiona el flujo de la lección mediante estados (ESTADO_MENU, ESTADO_VELOCIDAD, ESTADO_WAIT_IMU, ESTADO_PLAYING).
Destaca el Filtro de Sincronización Postural (manoHorizontal): Antes de iniciar la reproducción visual de una partitura, ambas mangas exigen que el usuario coloque sus dos manos completamente planas y horizontales sobre el teclado (eje Z de aceleración > 7.0) durante al menos 2 segundos. Esto garantiza que el alumno comience con la técnica y postura correctas.