Pedał gitarowy Arduino: 23 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Arduino Guitar Pedal to cyfrowy pedał z wieloma efektami oparty na Lo-Fi Arduino Guitar Pedal, który został pierwotnie opublikowany przez Kyle'a McDonalda. Dokonałem kilku modyfikacji jego oryginalnego projektu. Najbardziej zauważalne zmiany to wbudowany przedwzmacniacz i aktywny stopień miksera, który pozwala połączyć czysty sygnał z sygnałem efektów. Dodałem również solidniejszą obudowę, przełącznik nożny i przełącznik obrotowy, aby mieć 6 dyskretnych kroków między różnymi efektami.

Fajną rzeczą w tym pedale jest to, że można go bez końca dostosowywać. Jeśli nie podoba Ci się jeden z efektów, po prostu zaprogramuj inny. W ten sposób potencjał tego pedału w dużej mierze zależy od Twoich umiejętności i wyobraźni jako programisty.

Krok 1: Idź po rzeczy

Będziesz potrzebować:

(x1) Arduino Uno REV 3 (x1) Make MakerShield Prototyping Kit (x3) Potencjometr liniowy 100K-Ohm (x1) 2-biegunowy, 6-pozycyjny przełącznik obrotowy (x4) Sześciokątne pokrętło sterujące z aluminiową wkładką (x1) TL082/ TL082CP Szerokie podwójne wejście wzmacniacza operacyjnego JFET (8-stykowe DIP) (x2) Stereofoniczne gniazdo audio jack 1/4" do montażu panelowego (x4) Kondensator 1uF * (x2) Kondensator 47uF * (x1) Kondensator 0,082µf (x1) Kondensator 100pF * * (x1) Kondensator 5pf **(x6) Rezystor 10K Ohm 1/4 W *** (x2) Rezystor 1 M Ohm 1/4 W *** (x1) Rezystor 390 K Ohm 1/4 W *** (x1) 1,5 kΩ Rezystor 1/4 wat*** (x1) 510 kΩ Rezystor 1/4 wat*** (x1) 330 kΩ Rezystor 1/4 wat*** (x1) 4,7 kΩ 1 Rezystor /4 W *** (x1) Rezystor 12 kΩ 1/4 W *** (x1) Rezystor 1,2 kΩ 1/4 W *** (x1) Rezystor 1 kΩ 1/4 W ** * (x2) 100 kΩ Rezystor 1/4 wat *** (x1) 22 kΩ Rezystor 1/4 wat *** (x1) 33 kΩ Rezystor 1/4 wat *** (x1) 47 kΩ 1/ Rezystor 4 W *** (x1) Rezystor 68 kΩ 1/4 W *** (x1) Wytrzymałe złącza zatrzaskowe 9 V (x1) 90-stopowy przewód przyłączeniowy zgodny z UL (x1) Bateria 9 V (x1) Pudełko Rozmiar 'BB' Pomarańczowy lakier proszkowy (x1) Przełącznik DPDT Stomp (x1) 1/8" x 6" x 6" gumowa mata (x1) 1/8" x 12" x 12 „mata korkowa

* Zestaw kondensatorów elektrolitycznych. Do wszystkich oznaczonych części potrzebny jest tylko jeden zestaw.** Zestaw kondensatorów ceramicznych. Do wszystkich oznaczonych części potrzebny jest tylko jeden zestaw.*** Zestaw rezystorów z powłoką węglową. Tylko zestaw niezbędny do wszystkich oznaczonych części.

Należy pamiętać, że niektóre linki na tej stronie zawierają linki partnerskie Amazon. Nie zmienia to ceny żadnego z przedmiotów wystawionych na sprzedaż. Jednak zarabiam niewielką prowizję, jeśli klikniesz na którykolwiek z tych linków i coś kupisz. Inwestuję te pieniądze w materiały i narzędzia do przyszłych projektów. Jeśli potrzebujesz alternatywnej sugestii dla dostawcy którejkolwiek z części, daj mi znać.

Krok 2: Podział nagłówka

Złam męski pasek nagłówka, aby pasował do zestawu Maker Shield.

Prostym sposobem na to jest włożenie końca listwy do każdego z gniazd Arduino, a następnie oderwanie nadmiarowych pinów. Otrzymasz 4 paski o odpowiednim rozmiarze.

Krok 3: Przylutuj

Włóż męskie szpilki nagłówka do osłony producenta i przylutuj je na miejsce.

Krok 4: Szablon

Wydrukuj załączony szablon na pełnym papierze samoprzylepnym.

Wytnij każdy z dwóch kwadratów.

(Plik ma wzór powtórzony dwukrotnie, aby zoptymalizować wykorzystanie papieru i na wypadek, gdybyś potrzebował dodatkowego.)

Krok 5: Wiercenie

Zdejmij spodnią warstwę szablonu samoprzylepnego i przyklej go prosto z przodu obudowy.

Wywierć wszystkie krzyże wiertłem 1/8.

Zaczynając od lewej strony, poszerz pierwsze trzy otwory wiertłem 9/32.

Poszerz ostatni otwór w górnym rzędzie wiertłem koperkowym 5/16.

A następnie poszerzyć pojedynczy otwór w prawym dolnym rogu wiertłem łopatkowym 1/2 , aby zakończyć przód obudowy.

Odklej szablon samoprzylepny z przodu obudowy.

Następnie przyklej kolejny szablon samoprzylepny do tylnej krawędzi. Innymi słowy, przyklej go do powierzchni krawędzi najbardziej przylegającej do otworów potencjometru.

Najpierw wywierć krzyżyki z otworami 1/8", a następnie poszerz je większymi otworami 3/8".

Odklej również ten szablon, a etui powinno być gotowe.

Krok 6: Podłącz garnki

Podłącz trzy przewody 6 do każdego z potencjometrów.

Dla uproszczenia należy podłączyć czarny przewód uziemiający do kołka po lewej stronie, zielony przewód sygnałowy do kołka pośrodku, a czerwony przewód zasilający do kołka po prawej stronie.

Krok 7: Podłącz przełącznik obrotowy

Podłącz czarny przewód 6 do jednego z wewnętrznych kołków.

Następnie podłącz czerwone przewody 6 do 3 zewnętrznych styków zarówno po lewej, jak i po prawej stronie czarnego styku wewnętrznego.

Aby mieć pewność, że zrobiłeś to dobrze, możesz rozważyć przetestowanie połączeń za pomocą multimetru.

Krok 8: Zbuduj obwód

Zacznij budować obwód, jak pokazano na schemacie. Aby powiększyć schemat, kliknij małe „i” w prawym górnym rogu obrazu.

Na razie budując układ, nie przejmuj się potencjometrami, przełącznikiem obrotowym, przełącznikiem bypassu i gniazdami wejściowymi.

Aby lepiej zrozumieć, co robisz, ten obwód składa się z kilku różnych części:

Przedwzmacniacz Przedwzmacniacz wykorzystuje jeden z dwóch wzmacniaczy operacyjnych zawartych w TL082. Przedwzmacniacz zarówno wzmacnia sygnał gitary do poziomu liniowego, jak i odwraca sygnał. Po wyjściu ze wzmacniacza operacyjnego sygnał jest rozdzielany między wejście Arduino i pokrętło „czystej” głośności miksera.

Wejście Arduino Wejście dla Arduino zostało skopiowane z obwodu wejściowego Kyle'a. Zasadniczo pobiera sygnał audio z gitary i ogranicza go do około 1,2 V, ponieważ napięcie aref w Arduino zostało skonfigurowane do wyszukiwania sygnału audio w tym zakresie. Sygnał jest następnie wysyłany do analogowego pinu 0 w Arduino. Stąd Arduino konwertuje to na sygnał cyfrowy za pomocą wbudowanego ADC. Jest to czynność intensywnie wykorzystująca procesor i gdzie alokowana jest większość zasobów Arduino.

Możesz uzyskać szybszy współczynnik konwersji i więcej przetwarzania wieloprocesowego sygnału audio za pomocą przerwań czasowych. Aby dowiedzieć się więcej na ten temat, zapoznaj się z tą stroną dotyczącą przetwarzania dźwięku w czasie rzeczywistym Arduino.

Arduino Arduino to miejsce, w którym odbywa się całe fantazyjne cyfrowe przetwarzanie sygnału. Wyjaśnię nieco więcej o kodzie później. Na razie, w odniesieniu do sprzętu, musisz wiedzieć, że do analogowego pinu 3 podłączony jest zarówno potencjometr 100k, jak i 6-pozycyjny przełącznik obrotowy podłączony do analogowego pinu 2.

6-pozycyjny przełącznik obrotowy działa podobnie do potencjometru, ale zamiast przesuwać się w zakresie rezystancji, każdy pin ma powiązaną z nim dyskretną rezystancję. Po wybraniu różnych pinów tworzone są dzielniki napięcia o różnych wartościach.

Ponieważ analogowe napięcie odniesienia musiało zostać ponownie zmapowane, aby obsłużyć przychodzący sygnał audio, ważne jest, aby jako źródło napięcia użyć aref, w przeciwieństwie do standardowego 5 V zarówno dla przełącznika obrotowego, jak i potencjometru.

Wyjście Arduino Wyjście Arduino jest luźno oparte na układzie Kyle'a. Część, którą zachowałem, to podejście ważonego pinu, aby Arduino mogło wyprowadzać 10-bitowy dźwięk za pomocą tylko 2 pinów. Utknąłem z jego sugerowanymi wartościami rezystora ważonego 1,5 K jako wartość 8-bitową i 390 K jako dodaną wartość 2-bitową (czyli w zasadzie 1,5 K x 256). Stamtąd złomowałem resztę. Jego komponenty stopnia wyjściowego były niepotrzebne, ponieważ dźwięk nie trafiał do wyjścia, ale raczej do nowego stopnia miksera audio.

Wyjście miksera Wyjście efektów z Arduino trafia do potencjometru 100K podłączonego do wzmacniacza operacyjnego miksera audio. Ten potencjometr jest następnie używany w połączeniu z czystym sygnałem pochodzącym z drugiego potencjometru 100K, aby zmiksować głośność dwóch sygnałów we wzmacniaczu operacyjnym.

Drugi wzmacniacz operacyjny w TL082 zarówno miksuje sygnały audio, jak i ponownie odwraca sygnał, aby przywrócić go w fazie z oryginalnym sygnałem gitary. Stąd sygnał przechodzi przez kondensator blokujący 1uF DC, a na końcu do gniazda wyjściowego.

Przełącznik Bypass Przełącznik Bypass przełącza pomiędzy obwodem efektów a gniazdem wyjściowym. Innymi słowy, albo kieruje przychodzący dźwięk do TL082 i Arduino, albo całkowicie to pomija i wysyła wejście bezpośrednio do gniazda wyjściowego bez żadnych zmian. Zasadniczo omija efekty (a zatem jest przełącznikiem obejściowym).

Dołączyłem plik Fritzing dla tego obwodu, jeśli chcesz przyjrzeć mu się bliżej. Widok płytki prototypowej i widok schematyczny powinny być stosunkowo dokładne. Jednak widok PCB nie został zmieniony i prawdopodobnie w ogóle nie będzie działał. Ten plik nie zawiera gniazd wejściowych i wyjściowych.

Krok 9: Wytnij wsporniki

Wytnij dwa wsporniki, korzystając z pliku szablonu dołączonego do tego kroku. Oba powinny być wycięte z materiału nieprzewodzącego.

Wyciąłem większy wspornik podstawy z cienkiej maty korkowej, a mniejszy wspornik potencjometru z gumy 1/8.

Krok 10: Włóż gałki

Umieść gumowy wspornik po wewnętrznej stronie obudowy, tak aby zrównał się z wywierconymi otworami.

Włóż potencjometry do góry przez gumowy wspornik i otwory 9/32 w obudowie i zablokuj je mocno nakrętkami.

Zamontuj przełącznik obrotowy w ten sam sposób w większym otworze 5/16.

Krok 11: Przytnij

Jeśli używasz potencjometrów z długim wałkiem lub przełączników obrotowych, przytnij je tak, aby wałki miały długość 3/8 cala.

Użyłem Dremela z metalową tarczą tnącą, ale piła do metalu też się sprawdzi.

Krok 12: Przełącz

Włóż przełącznik nożny do większego otworu 1/2 i zablokuj go nakrętką mocującą.

Krok 13: Gniazda stereo

Będziemy używać gniazd stereo do tego, co jest zasadniczo obwodem mono. Powodem tego jest to, że połączenie stereo będzie faktycznie służyło jako wyłącznik zasilania dla pedału.

Działa to w ten sposób, że gdy wtyczki mono są włożone do każdego z gniazd, łączy ono uziemienie baterii (które jest połączone z zakładką stereo) z uziemieniem na obudowie. Tak więc tylko wtedy, gdy oba gniazda są włożone, masa może przepływać z akumulatora do Arduino i zamykać obwód.

Aby to zadziałało, najpierw połącz ze sobą zaczepy uziemiające na każdym gnieździe krótkim kawałkiem drutu.

Następnie podłącz czarny przewód z zatrzasku baterii do jednej z zakładek audio stereo. Jest to mniejsza wypustka, która dotyka gniazda w połowie wysokości wtyczki.

Podłącz czarny przewód 6 do drugiego zaczepu stereo na drugim gnieździe.

Na koniec podłącz 6-calowy czerwony przewód do wypustek mono na każdym z gniazd. Jest to duża wypustka, która dotyka końcówki męskiej wtyczki mono.

Krok 14: Włóż gniazda

Włóż dwa gniazda audio do dwóch otworów z boku obudowy i zablokuj je nakrętkami mocującymi.

Po zainstalowaniu sprawdź, czy żaden z metalowych zaczepów na gnieździe nie dotyka korpusu potencjometrów. W razie potrzeby dokonaj korekt.

Krok 15: Podłącz przełącznik

Połącz ze sobą jedną z zewnętrznych par przełącznika stomp DPDT.

Podłącz jedno z gniazd do jednego ze środkowych styków przełącznika. Podłącz drugie gniazdo do drugiego środkowego kołka.

Podłącz przewód 6 do każdego z pozostałych zewnętrznych styków przełącznika.

Przewód zgodny z gniazdem po prawej stronie powinien być wejściem. Przewód zgodny z przełącznikiem po lewej stronie powinien być wyjściem.

Krok 16: Zakończ okablowanie

Przytnij przewody podłączone do komponentów zainstalowanych wewnątrz obudowy, aby usunąć wszelkie luzy przed przylutowaniem ich do nakładki Arduino.

Podłącz je do nakładki Arduino zgodnie ze schematem.

Krok 17: Korek

Przyklej matę korkową do wewnętrznej strony pokrywy walizki. Dzięki temu szpilki Arduino nie zostaną zwarte na metalowej obudowie.

Krok 18: Program

Kod, który ten pedał jest w dużej mierze oparty na ArduinoDSP, który został napisany przez Kyle'a McDonalda. Zrobił kilka wymyślnych rzeczy, takich jak bałagan z rejestrami, aby zoptymalizować piny PWM i zmienić analogowe napięcie odniesienia. Aby dowiedzieć się więcej o tym, jak działa jego kod, sprawdź jego Instructable.

Jednym z moich ulubionych efektów na tym pedale jest niewielkie opóźnienie dźwięku (zniekształcenie). Zostałem zainspirowany do spróbowania stworzenia linii opóźniającej po tym, jak zobaczyłem ten naprawdę prosty kod zamieszczony na blogu Little Scale.

Arduino nie został zaprojektowany do przetwarzania sygnału audio w czasie rzeczywistym, a kod ten wymaga zarówno dużej ilości pamięci, jak i procesora. Kod oparty na opóźnieniu dźwięku wymaga szczególnie dużej ilości pamięci. Podejrzewam, że dodanie samodzielnego układu ADC i zewnętrznej pamięci RAM znacznie poprawi zdolność tego pedału do robienia niesamowitych rzeczy.

W moim kodzie jest 6 miejsc na różne efekty, ale uwzględniłem tylko 5. Zostawiłem w kodzie puste miejsce na zaprojektowanie i wpisanie własnego efektu. To powiedziawszy, możesz zastąpić dowolne gniazdo dowolnym kodem. Należy jednak pamiętać, że próba zrobienia czegoś zbyt wymyślnego może przytłoczyć chip i uniemożliwić cokolwiek.

Pobierz kod dołączony do tego kroku.

Krok 19: Dołącz

Przymocuj Arduino do osłony wewnątrz obudowy.

Krok 20: Moc

Podłącz baterię 9V do złącza baterii 9V.

Ostrożnie umieść baterię ciasno między przełącznikiem DPDT a Arduino.

Krok 21: Sprawa zamknięta

Załóż pokrywkę i zakręć ją.

Krok 22: Gałki

Umieść pokrętła na wałkach potencjometru i przełącznika obrotowego.

Zablokuj je na miejscu, dokręcając śruby dociskowe.

Krok 23: Podłącz i używaj

Podłącz gitarę do wejścia, podłącz wzmacniacz do wyjścia i daj czadu.

Czy uważasz to za przydatne, zabawne lub zabawne? Obserwuj @madeineuphoria, aby zobaczyć moje najnowsze projekty.