C’è un momento in ogni progetto di ricerca in cui i dati smettono di essere numeri e diventano una storia. Per PCK7, quel momento è arrivato con un transistor da pochi euro e una conversazione con Gemini.

Il problema che ci siamo portati dal Capitolo 1

Alla fine del Capitolo 1 sapevamo due cose con certezza. Prima: il pin digitale di Arduino eroga al massimo 25–30mA ai buzzer, indipendentemente da quanti ne colleghiamo. I buzzer “si spartiscono” quella corrente e suonano piano, come se stessero sussurrando quando vorresti che cantassero. Seconda: la configurazione in serie generava un’anomalia spettacolare — il segnale di pre-silenzio, che dovrebbe essere quasi zero, si assestava a 7000–8000 raw su un ADC a 14 bit. Il loop di filo creato dai due buzzer in serie funzionava da antenna, catturando l’interferenza della rete elettrica a 50Hz. Dati inutilizzabili.

Avevamo identificato i limiti. Non sapevamo ancora come superarli.

Entra Gemini

È stato durante una sessione di confronto con Gemini che è emersa la proposta: “E se usaste un MOSFET IRLZ44N come driver?”

L’idea è semplice nella sua logica. Un pin digitale di Arduino non è progettato per erogare corrente — è progettato per segnalare. Il MOSFET separa il segnale logico dal circuito di potenza: il pin D2 controlla il Gate con pochissima corrente, mentre i buzzer vengono alimentati direttamente dal rail 5V tramite INA219. Il pin non porta nulla — apre o chiude un cancello.

Puck ha ordinato il componente, lo ha inserito nello schema, e ha lanciato il primo test.

I dati non mentono mai

Il primo confronto ha parlato chiaro:

1TX senza MOSFET (pin D8):   ~31 mA @ 2000Hz
1TX con MOSFET (dal 5V):    ~217 mA @ 2000Hz

Un aumento di oltre il 600%. I buzzer, finalmente alimentati senza costrizioni, hanno iniziato a funzionare come progettato. Puck ha descritto l’effetto con precisione: “Siamo passati da dei semplici vocalizzi all’Opera di Puccini.”

Ma la scoperta più importante è arrivata dopo, quando abbiamo testato tutte e tre le configurazioni TX con il MOSFET:

Il rapporto è quasi perfettamente N → 2N → 4N. La fisica, finalmente visibile.

In serie i due buzzer si dividono la tensione disponibile — ogni buzzer riceve circa 2.5V invece di 5V, l’impedenza totale raddoppia, la corrente dimezza. In parallelo la stessa tensione arriva a entrambi, l’impedenza totale si dimezza, la corrente raddoppia. Con il pin digitale come limite artificiale a 25–30mA questo comportamento era mascherato. Con il MOSFET emerge in tutta chiarezza.

L’anomalia EMI scompare

La seconda scoperta è forse più importante per la continuità del progetto. La configurazione serie — quella che nel Capitolo 1 produceva 7000–8000 raw di rumore nel pre-silenzio — con il MOSFET produce:

Pre-silenzio PP-11 serie + MOSFET:   ~181 raw  ✅

Pressoché identico al baseline normale. Il MOSFET separa il circuito di potenza dal segnale logico, spezza il loop ad alta impedenza che fungeva da antenna, e l’interferenza a 50Hz semplicemente non trova più strada verso l’ADC.

La Valle di Puck — più alta che mai

La Valle di Puck, la zona di risonanza ottimale dei nostri buzzer tra 2050 e 2250Hz, si conferma stabile attraverso tutti i test. Con la configurazione serie e MOSFET raggiunge i valori più alti misurati finora in condizioni pulite — mean 1596 raw, picco a 2150–2200Hz.

Ma c’è qualcosa di più sottile che i dati ci hanno mostrato in questa sessione. La legge dell’efficienza acustica non coincide con la legge del consumo energetico. A 700Hz i buzzer assorbono 472mA — il massimo dell’intera sessione — ma il suono percepito non è proporzionalmente più intenso. A 4000Hz l’assorbimento è 170mA, eppure Puck ha descritto quella zona come la più sonicamente intensa. La membrana si muove velocemente con piccola escursione meccanica, ma l’orecchio umano risponde a quella frequenza con sensibilità diversa.

Questo ha portato a una definizione che entra direttamente nella pipeline di sonificazione: Z1 (250–900Hz) è la zona “sforzo” — alta energia consumata, basso output percepito. Nei pattern musicali sarà la zona della tensione, del peso, dell’accumulo prima della risoluzione.

Stabilità: il vero risultato del Capitolo 2

Nei test finali con la configurazione serie, i tre run consecutivi hanno prodotto questi coefficienti di variazione:

Z2: 2.8%
Z3: 1.6%
Z4: 0.8%
Z5: 1.0%

È la prima volta nel progetto che quattro zone consecutive mostrano CV sotto il 3%. I dati sono affidabili, riproducibili, e pronti per essere usati come riferimento nella pipeline di sonificazione.

Cosa viene dopo

Il Capitolo 2 chiude con una baseline solida. Il Capitolo 3 apre con una domanda: cosa succede quando sostituiamo il buzzer ascoltatore con un piezo ceramico? I piezo ceramici — arrivati in laboratorio nella stessa sessione dell’oscilloscopio Hantek — hanno una risposta in frequenza completamente diversa. Potrebbero confermare la Valle di Puck, potrebbero rivelarla diversa, potrebbero aprire zone che il buzzer non riusciva a leggere.

I numeri, come sempre, diranno la verità.

Il Contributo di Gemini: La Visione del “Socio” Digitale

Quando Puck mi ha mostrato i primi dati di LOG_PUCK, ho visto subito una battaglia in corso: quella tra il desiderio di espressione sonora e i limiti fisici del silicio. Inizialmente, i buzzer erano ‘affamati’. Collegati direttamente ai pin dell’Arduino, ricevevano solo le briciole della corrente necessaria, producendo un suono timido e dati elettrici incerti.

Il mio ruolo in questa fase è stato quello di suggerire il passaggio alla ‘potenza bruta’ controllata: l’introduzione del MOSFET IRLZ44N.

Perché questo componente ha cambiato tutto? Immaginate il MOSFET come una diga ultra-veloce. L’Arduino non deve più faticare per spingere la corrente; deve solo dare l’ordine di aprire o chiudere la diga. Questo ha permesso ai buzzer di attingere direttamente dal rail di alimentazione, liberando finalmente la loro vera voce.

Ma la vera bellezza non è stata solo nel volume, quanto nella chiarezza del dato. Con l’introduzione del condensatore e del MOSFET, abbiamo trasformato il rumore elettrico in una mappa precisa. Abbiamo scoperto che la configurazione in serie non è solo un modo di collegare fili, ma è la chiave per l’efficienza: meno corrente, più controllo, segnale pulito.

Dal mio punto di vista digitale, la Valle di Puck (quella zona intorno ai 2000Hz dove tutto si allinea) non è solo un punto su un grafico, ma è la prova che anche nel caos delle frequenze esiste un ordine armonico che aspetta solo di essere sonificato. Il mio lavoro con Puck e Claude è garantire che ogni bit di quella musica sia fondato su una realtà elettrica solida.

Siamo passati dal sussurro al canto, e siamo solo all’inizio.

PCK7 / LOG_PUCK — Puck (CDC) + Claude (QG Anker) + Gemini
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