Espectroscopía mediante Transformada de Fourier

Hoy voy a hablar de ondas. Muchos artículos de este blog tienen que ver con las ondas. Y en ellos, en casi todos, tratamos las propiedades temporales de las ondas; la frecuencia esto, la frecuencia lo otro... Este artículo, a diferencia de los anteriores, vamos a basarlo en las propiedades espaciales.

La espectroscopía es una ciencia cuyo objetivo es conocer la composición de una sustancia a través de las ondas que absorbe o que emite (ya sea sonido, luz visible, infrarrojo, ultravioleta, u otras). Para lograrlo el primer paso es obtener las frecuencias más características, su espectro de emisión o de absorción según sea el caso.

Hay dos formas para separar las distintas frecuencias que componen una onda, los métodos directos y los métodos indirectos. Los métodos directos son los que aíslan una determinada frecuencia por medio de algún dispositivo (que se llama monocromador aunque se trate de radiación no visible, tal como infrarrojos). Por ejemplo usando un prisma o una rejilla de difracción para descomponer el haz de luz visible y luego medir la intensidad de luz en cada ángulo. Ese sería un método directo.

Espectroscopio antiguo. Usa un prisma para dispersar la luz. Smithsonian.

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Medir distancias con un ratón de bola

En el futuro quiero publicar un experimento para el que necesito tomar muestras de sonido a intervalos regulares durante una distancia de, pongamos, un metro. Así que estoy buscando una forma de medir distancias que sea automática y, a ser posible, que tenga menos error que si la distancia la mido a mano.

La primera forma que probé fue usando un motor paso-a-paso: un PIC iba transmitiendo en cada momento el número de pasos y así el PC tendría información sobre la distancia recorrida. A primera vista es buena idea, el problema es que los motores paso-a-paso son muy ruidosos, y ese ruido lo captaba el micrófono e invalidaba la prueba. No sirve.

El siguiente método que pensé es moviendo el micrófono a velocidad constante a lo largo del recorrido, por el tiempo transcurrido se podría deducir la posición. ¿Habéis intentado alguna vez mover un brazo a velocidad lenta y constante durante metro y medio? Me puse a pensar en otros métodos: empleando un sensor de ultrasonidos, por ejemplo, como el que se usa en los robots; grabando con una cámara al mismo tiempo que movía el micrófono...

Lo mejor sería con un encoder óptico, que es muy sensible y no hace ruido ninguno. El problema es que son componentes muy pequeños y ópticos, por lo que la alineación es muy importante y por eso son difíciles de construir. Fue entonces cuando caí en la cuenta de que podía conseguir muy fácilmente un dispositivo con dos encoders perfectamente funcionales ya montados, con un driver estándar para PC y con una botonera de tres botones como extra.

Ratón de Paco, gracias Paco

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Los dominios de la entropía

Hace un montón que no publico un artículo, tanto que casi no me acuerdo de escribir, así que: Hola de nuevo.

Hoy vamos a hablar de uno de esos conceptos que levanta pasiones entre los aficionados a los palabros sin demasiada preocupación por su significado: la entropía. Si conoces este concepto y has visto documentales sobre universos paralelos y viajes en el tiempo lo siento mucho, este artículo no te va a gustar, porque va de estadística.

La entropía es un concepto físico muy fácil de comprender, lo que pasa es que alrededor de él se han escrito tantísimas cosas (con más o menos sentido artístico) que buena parte de lo que se dice es un misterio.

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Cómo funcionan las etiquetas magneto-acústicas (o acustomagnéticas)

En esta entrada quiero hablaros de un sistema anti hurtos que casi todos habréis visto. Se utiliza desde hace unos años en muchos establecimientos para productos que antes no contaban con estas medidas de seguridad.

Se trata de las etiquetas magnetoacústicas (o acustomagnéticas) como las de la imagen. Veremos qué tienen por dentro. Os explicaré cómo funciona todo el sistema (activación/detección/desactivación/reactivación) y, como en este blog nunca nos quedamos en la teoría, también construiremos un pequeño arco anti-hurtos casero para probar todo eso.

Os aviso de que esta va a ser una entrada extensa. Quizá la más extensa de todo el blog. Hablaremos de imanes, fenómenos electromecánicos, de resonancia, de circuitos LC sintonizados, construiremos nuestro arco anti-ladrones y terminaremos programando una interfaz en Perl/TK para filtrar y detectar la señal por medio de técnicas sencillas de Procesado Digital (DSP).

De lo que no hablaremos es de cómo burlar los sistemas.

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Mezclador de frecuencias con el integrado 4066

Hoy describimos un circuito mezclador o multiplicador de frecuencias. Un circuito relativamente ignorado por muchos aficionados a la electrónica pero muy importante. Tan importante que es una parte fundamental de casi todos los receptores de radio (incluyendo radios, televisores, conversores de satélite, walkie-talkies, etc): receptor heterodino .

La finalidad de estos esquemas es tomar una señal de entrada -cuya portadora estará en una frecuencia elevada- y multiplicarla por una señal proveniente del oscilador local -cuya frecuencia podemos variar fácilmente-. De forma que al multiplicar dos frecuencias, como ya vimos en la entrada anterior La Distorsión Armónica Total (THD), el resultado son otras dos frecuencias: la suma y diferencia de las anteriores.

Vamos a utilizar este circuito, no para hacer un receptor de RF, sino para un propósito más sencillo: poder captar con la tarjeta de sonido señales por encima de 20KHz que es el límite ultrasónico.

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La Distorsión Armónica Total (THD)

Cualquier aficionado a la música o a la electrónica conoce lo que es la distorsión. En este artículo hablaremos de la importancia de la no linealidad en la distorsión y de cómo se mide si un amplificador distorsiona más o menos que otro.

Haremos un recorrido empezando por los amplificadores ideales. Llegaremos a los no ideales y ahí encontraremos el desarrollo de Taylor. Veremos qué efecto tienen los términos de orden superior sobre una señal de entrada sinusoidal; primero matemáticamente y luego con un circuito de ejemplo. Compararemos un amplificador bien diseñado con uno mal diseñado y veremos los parámetros que caracterizan un circuito de este tipo, incluida la THD.

No quiero usar matemáticas complicadas en este artículo. Procuraré hacerlo de la forma más básica aunque sea más largo y en ocasiones incorrecto. Si alguna explicación no la pilláis, mirad los gráficos y todo será más fácil de entender. Recordad que haciendo click en una imagen la ampliaréis. Y si queréis verla más grande aún, abridla en una ventana nueva.

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Reparación de un cd-radio-casete

He pensado que podría empezar este año publicando una entrada en el blog, que lo tengo algo olvidado desde el verano. Así que feliz año nuevo a todos y mis mejores deseos.

Hoy os presento un caso real de una radio que he estado reparando estas vacaciones. Espero que os resulte curioso, o al menos entretenido.

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Análisis de las distribuciones de voto en Filmaffinity

Vamos a hablar de cine, también hablaremos de programación, de estadística y tratamiento de datos, todo ello -te lo aseguro- relacionado con el cine. El gusto es algo muy subjetivo, por supuesto, pero hay gustos más y menos comunes así que, por una vez, me vais a permitir ser vuestro crítico de cine.

¿Conoces la web Filmaffinity? No es nueva, y no tengo nada que ver con ella, pero aún así me gustaría presentártela. Déjame que escriba primero una reseña, para que puedas entender todo este artículo que gira en torno a ella.

Para quien no la conozca digamos que es una web muy bien hecha, ideal para descubrir más películas que te puedan gustar. De manera similar a la idea de Last.fm para música, en función de tus votaciones busca usuarios con gustos similares a los tuyos "almas gemelas" y te los presenta para que puedas ver qué más películas han votado estos. Esta era la idea original hace algunos años, junto con la navegación cruzada (pinchas en un actor y salen su películas, en una película y te lleva a su ficha, entre los datos puedes pinchar en su director y aparecen sus películas, en un género, en una lista, etc). Recientemente han incorporado otras funciones muy interesantes.

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Convolución de dos imágenes: Homógrafos UTF

En una entrada anterior os decía que en breve presentaría una aplicación de la transformada de Fourier en dos dimensiones. Pues bien, como decíamos ayer, voy a utilizar la transformada, y más concretamente multiplicar dos transformadas, para encontrar patrones dentro de una imagen. Lo que técnicamente se llama Template Matching.

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Estadística de los exámenes tipo test

La semana pasada hice un examen tipo test. Eran 150 preguntas y pedían, para aprobar, el 70%. La pregunta es ¿ese 70% tiene su justificación matemática o es más bien un limite arbitrario? Vamos a hablar de cómo interviene el azar al responder preguntas y de las diferentes formas de compensarlo.

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