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"El viñedo que suena"

Vinophonics™ is the project to build a musical instrument that interprets the data from the vineyard and the blockchain.

This project is led by Toni Gutierrez, electronics engineer and creator of the Antonus 2600 synthesizer.





The Virtual/Musical paradigm world interchange

Sensors collect data from a real vinyard and inject them onto the blockchain.

Dirt, water, wind, sunlight, heat and cold, are transformed into grapes and wine, but also into numbers that are spread around our decentralized world.

We can then visualize this data on our screens. But we also want to listen to the information. And as we hear the numbers from the vineyard, we can understand things about the environmental changes occurring from this singular plot of land, even from a distance.

And while closing the loop between the physical and the digital world, the dirt, water, musical notes, drops of wine, and digital pulses, we also want to interact with the physical instrument, made of wood and vinyl, plastics, resistors, transistors, capacitors, electricity and warmth, that emits these sounds. We want to manipulate this instrument, both in real time, on-the-spot, and over the internet.

Keeping it beautiful

The music has to sound round, fat, glowing, saturated, lively.
Like the wine.

So, no cutting corners on the sound and the UX.

The Basic Vinophonics circular motion

What does the arch look like?
- input reception
- Input processing (sequencing, etc.)
- Sound processing
- Output
- Control manipulation (local/remote)


Vineyard Sensors -> Blockchain -> OpenBravo <- Vinophonics controller -> Vinophonics synth -> streaming output -> listener <- web interface -> motorized controller


We want to sonorize three types of sensors:


1. Slow datarate changes (the 16 vinduino moisture sensors)
2. Cyclical data changes: temperature and luminosity
3. Chaotic data sources: wind direction and velocity


One way to do this:

Determine first, ¿What are the two signals that are managed by the sliders?

i.e….position is one…and the other is “volume”? 


For this, we need 16 channels of DA - to move the sliders…and what else?

And we need 16 channels of AD - to read the slider position?


a) read the blockchain, every three(?) minutes, and collect the 16 data points

b) flash the “blockchain” LED

c) move the slider to the corresponding position (this does what?)

d) Allow the player or the web user to modify the position (and modify the slider)

e) Read the modification, to update the software display

f) if…after X amount of time….the slider has not been moved manually, the value returns to the RT values, from reading the blockchain…or If the “blockchain” switch is OFF…then changes to the positions are NOT updated from blockchain values.


This brings back the question…”should we have a blockchain switch for each of the 16 channels?” and should the blockchain switch be on the back, or on the front.

What about a three-position switch: 

  • Blockchain
  • Off Vineyard
  • Autonomous

Vinophonics performers

The performer in the person front of the Vinophonics.
This might be played during a wine or openvino presentation, or with other musicians for a Malbec Sunset Concert, for example.

The vineyard plays the instrument automatically.

Curious peoples around the world (eventually only socios from YDIYOI) can listen to, and manipulate the Vinophonics sounds.

A qué suena un viñedo? 

Toni Gutiérrez:

"Esta pregunta fue la que me hizo Mike Barrow para explicar la idea que tenía en mente cuando comenzó a conocer el trabajo que vengo realizando con Antonus fabricando instrumentos musicales electrónicos inspirados en diseños clásicos. 
En Antonus trabajamos en primer lugar recreando el mítico sintetizador analógico ARP 2600. Con esa principal motivación que es aportar de nuevo el carácter de sonido, interfaz de control y el diseño físico del instrumento Antonus comenzó a desarrollar una linea de equipos basados en esa filosofía siempre manteniendo un marcado componente de fabricación artesanal y mucha dedicación en la terminación de los equipos.

Mike inspirado por esa forma de trabajar, por esas terminaciones y por el sonido electrónico clásico comenzó a proponerme la idea de desarrollar algo que pudiera hacer música con el viñedo de Costaflores que tiene en Mendoza, Argentina.

Costaflores es un viñedo de producción orgánica donde se produce el vino MTB con variedades Petit Verdot, Malbec y Cabernet Sauvignon. Costa Flores tiene de particular una infraestructura de registros singular, en la que diversos sensores repartidos a lo largo del viñedo van registrando datos como, humedad del suelo, temperatura ambiente, presión atmosférica... etc. Estos datos se recogen y se suben a una plataforma blockchain donde quedan registrados. Esta plataforma blockchain también es utilizada para emitir token en función de cada cosecha, con lo que la bodega emite su propia moneda dependiendo de como ha ido la cosecha de cada año.

Con esta base se comenzó a trabajar la idea de interpretar esos datos de alguna manera para poder producir sonidos en tiempo real. El dispositivo y proyecto se bautizó como Vinophonics aún antes de definir su forma y funciones definitivas.
Una premisa era que el dispositivo tuviera forma física, que fuera un instrumento musical tocable, descartando así solo tuviera representación virtual en un programa o aplicación informática.

Además ese instrumento debería ser capaz de generar sonido basado en tecnología analógica y mediante controles físicos. Este punto es algo por supuesto en Antonus nos hemos especializado.

Además el equipo debía ser capaz de conectarse via Internet al blockchain para acceder a los datos del viñedo, y transformar esos datos a valores de voltaje que es el lenguaje que los sintetizadores analógicos necesitan para componer sus estructuras sonoras.

Después de bocetos y conceptos la idea se fue concretando en que el proyecto Vinophonics se conformaría en por una parte el instrumento Vinophonics en sí y por otra parte el sintetizador Antonus 2600. De está forma aprovechamos la gran capacidad musical y de síntesis de sonido que tiene el modelo 2600 de por sí y Vinophonics pueda desarrollar un papel de interfaz entre el mundo digital del blockchain y el mundo físico y eléctrico con el que se comunica con el 2600. Aunque la idea principal de Vinophonics es trabajar con esa pareja inicial también se quiso dar la libertad de poder añadir otros sintetizadores analógicos al conjunto o bien incluso sustituir el 2600 por otro sintetizador analógico que tenga puntos de conexión y tenga una norma de control por voltaje.

Vinophonics se inspiró de manera muy especial en el secuenciador por pasos Antonus Step Brother. El Step Brother es un instrumento pensando para tocar un sintetizador analógico controlado por voltaje de forma que se puedan definir secuencias melódicas y patrones expresivas usando sus 16 pasos secuenciales y muchas herramientas de generación y modificación de señales electricas que incorpora. Además la estética con el 2600 es en todo momento pareja por sus proporciones, calidades y acabados así como su filosofía de instrumento - maletín donde el gabinete forma parte de su propio estuche. Tan solo es necesario cerrar su tapa para recoger el instrumento y transportarlo cual estuche de una guitarra o saxofón.

Aunque los roles se hayan separado en grandes bloques quedaba mucho por definir del Vinophonics en sí. 
Por ejemplo un punto importante por su complejidad fue tomar la decisión de poder realizar una función de transferencia física. 
Se tomaron 16 parámetros del viñedo como referentes para la interpretación sonora. La idea es que que esos datos además de transformarse en sonido también tuvieran una representación física mediante movimiento. Para realizar esto los datos serían transformados en señales eléctricas que moverían cada uno de los 16 principales controles del Vinophonics. Esos 16 controles principales son potenciometros deslizantes (sliders) motorizados de 60mm los cuales van a responder tanto a la señales que reciba del Blockchain como el movimiento físico del operador que esté delante del instrumento en cada momento.

Vinophonics otorga por defecto una señal que puede ser estática, oscilante o aleatoria a cada uno de los 16 parámetros. Esas señales provienen tanto del Vinophonics en sí gracias a su sección de generación y manipulación de señales como pueden venir de cualquier equipo con el que se interactue usando cables de conexión jack de 3,5mm. Este tipo de filosofía de conexionado está inspirado en los sintetizadores analógicos modulares los cuales realizan la interconexión de sus partes usando cables.

Con estos 16 canales Vinophonics tiene la capacidad de procesar cada canal de manera individual mediante atenuación, realizar funciones de suma en varias partes como si un mezclador de señales se tratase, además de ofrecer una salida secuencial mediante la cual se van conmutando consecutivamente cada uno de los 16 canales en una única salida. Esta función está tomada de la idea de un secuenciador musical por pasos pero en lugar de secuenciar valores fijos como pueden ser "notas musicales" lo que se va a secuenciar son eventos dinámicos los cuales pueden estar estáticos o en constante cambio dependiendo de la señal que esté presente en ese momento en cada canal. Se pueden secuenciar "notas" o modulaciones o secuenciar porciones de audio a medida que se van secuenciado los diferentes canales cada uno con diferentes señales.
Cada uno de los canales tiene una función pre conectada o normalizada pero esta señal puede ser interrumpida en cualquier momento por una señal diferente ya sea del mismo Vinophonics o de un sintetizador o dispositivo externo.

Cuando Vinophonics conecta con el blockchain cada slider se moverá a la posición correspondiente de la escala del parámetro que maneja. Por ejemplo si el canal 5 obedece a la radiación solar, en horas nocturnas el slider estará en posiciones bajas y a medida que sale el sol el slider irá subiendo su posición. De esta forma no solo vemos una representación física de un fenómeno remoto si no que además tenemos una representación sonora. El conjunto de sliders irán dibujando diferentes patrones dependiendo del clima y la hora. Como los parámetros ambientales cambian lentamente la actualización se corresponde cada vez que una actualización de datos se emite desde el viñedo al Blockchain. Cada vez que se sincroniza una nueva tanda de datos el indicador luminoso de Blockchain presente en el panel Vinophonics se iluminará.

Todo el resultado sonoro de esta interacción será capturado por el mismo Vinophonics y será retransmitido en directo mediante tecnología Streaming de forma que cualquier persona del mundo pueda sintonizar lo que Vinophonics está generando como si de una retrasmisión de un concierto permanente se tratase.

Hasta aquí se resume la interacción viñedo-sonido-usuario.


La cosa no obstante no queda aquí, ya que una siguiente etapa del concepto será incorporar la experiencia del consumidor del vino de la bodega en todo esto. 
El planteamiento es que el consumidor de una botella de vino tenga la opción de usando su dispositivo móvil o computador el poder digitalizar el código de barras de la botella para tener acceso a diversas opciones que le ofrece la marca, entre ellas será el poder usar durante un tiempo limitado una aplicación mediante la cual va poder usar los 16 canales de Vinophonics usando una represantación virtual del panel de control en su tablet, móvil o computadora.

De esta forma el consumidor puede mover esos controles virtuales y a su vez Vinophonics recogerá esa información haciendo posible que el slider que esté moviendo el usuario desde un lugar remoto se traduzca en movimiento real a distancia y por consiguiente también en un cambio del material sonoro que está ejecutando ese control.
A su vez el usuario recibe en su panel táctil virtual cualquier variación de los controles que se estén dando de una manera directa por un operador físico y gracias a la tecnología streaming poder escuchar el resultado sonoro de todo ello.

Para ayudar a poner orden con tantos interpretes se definió un selector de modos en el panel.

Vinophonics tiene un selector que indica el modo de uso, los cuales son tres posiciones:
Local: Donde solo el usuario operador que está delante tiene capacidad de manipular

Blockchain: Donde se añade a la operación los datos del Blockchain del viñedo.

Remote: Donde a los dos factores anteriores añadimos el control de un usuario remoto mediante aplicación web del panel virtual.

De esta forma el usuario puede ir sumando o restando actores a la sesión con Vinophonics.

Con ello se cierra un circulo interactivo muy profundo donde se levantan las barreras de las distancias y permite comunicación a tres bandas entre dos personas en cualquier parte del mundo que van a compartir sensación física mediante los controles motorizados, sensación sonora por el resultado de las interacciones del sintetizador y además se podrá interactuar a tres bandas al incluir el factor de los datos que el viñedo sube al Blockchain. Dos personas físicamente separadas y el viñedo tocando todos juntos."

Requirements

Req
ID
P
Definition
Owner
Notes
1.5.11

 Vinophonics is autonomous device, so in must have 2 speakers and small integrated amplifier, in case we are performing somwhere where is no amplifier.




1.5.21

Vinophonics can accommodate 16 data points

These data inputs should map to the "dashboard" data found in Growing the Grapes 1.3.2:

  1. Temperature (taken from the vineyard RPI) - (-10º to 40º)
  2. Subsoil humidity Petit Verdot, 05cm-50cm (0-255)
  3. Subsoil humidity Cabernet Sauvignon, 05cm-50cm (0-255)
  4. Subsoil humidity Malbec East, 05cm-50cm (0-255)
  5. Subsoil humidity Malbec West, 05cm-50cm (0-255)
  6. Subsoil humidity Petit Verdot, 1m-2m (0-255)
  7. Subsoil humidity Cabernet Sauvignon, 1m-2m (0-255)
  8. Subsoil humidity Malbec East, 1m-2m (0-255)
  9. Subsoil humidity Malbec West, 1m-2m (0-255)
  10. Wind Direction (0-360, 16 steps)
  11. Wind Speed (0-40kn)
  12. Wind Gusts (0-40kn)
  13. Relative humidity (0-100%)
  14. Barometric Pressure (990 - 1020)*
  15. Solar Irradiance (0-1000 lumens)
  16. Rainfall, last 28 days (0-50)













El Sistema Vinophonics consta de dos partes:

El generador de sonido principal:

  • Antonus 2600. Sistema sintetizador y laboratorio sonoro completamente analógico, con diseño semi-modular con capacidad de alta complejidad con sus rutas prefijadas y con posibilidad de alterar los patches (rutas de conexión) mediante cables mini jack de 3,5mm. El 2600 no solo se interconecta con sus propios sub módulos si no que puede interconectarse con el estandard de sintetizadores eurorack y la gran mayoría de sintetizadores analógicos clásicos y actuales. El 2600 cumple con los requisitos de riqueza sonora, variedad de rangos y matices y sistema de autoamplificación.

Sistema de control con opciones adicionales de sonido

  • Vinophonics Controller. Sistema de control digital que posibilita la manipulación remota del sistema Antonus 2600 que se dará por la transmisión de data del blockchain y por un editor alojado en la web para permitir la interacción directa por un usuario que se conecte.  La idea es que una serie de 16 controles motorizados respondan a los datos que se le envía via WAN.  Mediante una conexión ethernet el equipo se conecta a Internet y comienza a recibir los datos que se traducen en movimiento de los controles motorizados. A su vez esos controles regulan la profundidad o intensidad ya sea de fuentes sonoras o de fuentes de modulación que interactuan con el 2600. De la misma forma que el 2600 el Vinophonics presenta una serie de rutas preconfiguradas y una enorme capacidad de variación gracias a su diseño de módulos con conexiones mini jack. Así pues el resultado sonoro no solo va a depender de los datos del blockchain o la manipulación del usuario si no que depende también de como esté conextado el Vinophonics al 2600. El usuario principal, actua como maestro de partida ya que conectando de una forma u otra cambia toda la composición sonora y los roles de cada uno de los 16 parámetros controlados remotamente. Dispone también de generación de sonido propia así como diversos modulares lo cual permite agrandar la paleta sonora del tandem de equipos.



    Mas detalles en: Vinophonics Synthesizer Controller


El sintetizador es capaz de reproducir hasta cuatro programas instancias simultaneas, donde cada instancia corresponde a 4 partes del viñedo.
El sintetizador dispone de 4 salidas de audio configurables y disponibles en su totalidad para cada una de las 4 partes, además que se pueden definir conexiones de audio internas entre una parte y otra de forma que una parte pueda modificar en sonido o en parámetros a otra parte. Se puede ofrecer un resultado en estéreo o cuadrafónico.

Se puede decir que cada cuadrante del viñedo tiene su propia banda sonora siendo posible por gestión del panel físico o de la app el poder balancear en la mezcla final el resultado como si un joystick se tratase.

Los datos del blockchain deberan a ser convertidos a controles continuos MIDI. Cada parámetro de Blockchain corresponde a un únido Control Continuo MIDI. Los Controles Continuos manejan el sintetizador

La capacidad de sintesis incluye capacidad de efectos de tiempo, con lo cual no es necesario añadir ninguna unidad de procesado del tipo reverberación o ecos.

Los programas patches van a ser capaces de generar sonidos y estructuras musicales en función de los datos que va a recibir por tres vias principales:

Un interfaz físico, un panel de controles con potenciometros y botones que podrán modificar los parámetros de sintesis y generación musical.

Los datos que arroja el viñedo mediante sus sensores y de ahí al blockchain. El sintetizador va a estar programado para responder de manera creativa a los parametros que dan los sensores así como datos de hora, fecha y estación...

Un app que un usuario de Vinophonics tendrá instalada en su teléfono alojada en la web mediante el cual podrá escuchar el streaming de audio que produce Vinophonics y tendrá acceso a un panel de control para cambiar los parámetros a su gusto.

De estás vias de control hay que definir las prioridades de control, por ejemplo el panel físico tiene prioridad sobre los otros datos o bien el panel frontal tiene un selector para desconectar cualquier data que venga por datos remotos.

Hay que definir la cantidad de controles del panel físico la cantidad de controles que vienen dados por los sensores del viñedo y los controles que permite la app.

La comunicación de los interfaces de interpretación con el sintetizador es mediante protocolo MIDI. El sintetizador dispone de un puerto USB usado de manera exclusiva para su programación y configuración interna.

El panel físico de control se comunica por MIDI directamente. 

Los controles motorizados se manejan por voltaje, para ello se convierten los datos digitales a voltaje.

Los datos del viñedo que se recopilan necesitan ser convertidos a mensajes MIDI. Los datos del viñedo tienen que emitirse en LAN o WAN.

Los datos de control de la app se emiten por WAN.

Se necesita un dispositivo que reciba y traduzca la información de viñedo y app a MIDI, hay que decidir si los mensajes MIDI se generan en la misma web o se traducen de manera local en la computadora interna de vinophonics.

Los datos del conversor de datos a MIDI se van a sumar y gestionar mediante un sumador MIDI con el panel de control d´físico.

El resultado sonoro será recogido por un equipo o computadora que digitalice el resultado sonoro y sea capaz de gestionarlo para grabación o difusión por streaming.

Así pues principalmente sería necesario un equipamiento físico para formar el Vinophonics:

  • Sintetizador Nord Modular micro   Antonus 2600


  • Vinophonics controller:


- Computadora que gestiona la recepción de mensajes y traduce a midi,

- Un sumador MIDI Merge.

-La misma computadora que gestiona el streaming.`

- La misma computadora que puede editar o retocar un programa del sintetizador

- Parlantes incorporados

- Pantalla incorporada para edición?  NO   O bien editarse por conexión de escritorio remoto. 


Vinophonics puede estar físicamente emplazado en el viñedo recibiendo los datos y produciendo sus sonidos de manera local. Puede ser desconectado y transportado a cualquier parte del mundo donde mediante una conexión a internet podrá recibir los datos que se emitan desde el viñedo y seguir produciendo sonidos y música para ser escuchados en el lugar y ser de nuevo emitidos por streaming al canal de Vinophonics.

En ausencia de conexión a red el Vinophonics puede ser manipulado por su interfaz local de control y producir sonidos y música.

Diagrama para sintetizador Nord Modular micro y control panel motorizado: en verde confirmadas, amarillo en proceso, violeta pausa y rojo problema determinante


DETALLE DESGLOSE PANEL MOTORIZADO PARA SINTETIZADOR DIGITAL



ESQUEMA DE LA COMPUTADORA DE VINOPHONICS PARA ENVIO Y RECEPCIÓN DE DATOS:

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