Гитарная педаль Arduino: 23 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Гитарная педаль Arduino - это цифровая мультиэффектная педаль, основанная на гитарной педали Lo-Fi Arduino, первоначально опубликованной Кайлом Макдональдом. Я внес несколько изменений в его оригинальный дизайн. Наиболее заметными изменениями являются встроенный предусилитель и активный каскад микшера, который позволяет комбинировать чистый сигнал с сигналом эффектов. Я также добавил более прочный футляр, ножной переключатель и поворотный переключатель, чтобы иметь 6 незаметных шагов между различными эффектами.

Самое замечательное в этой педали то, что ее можно бесконечно настраивать. Если вам не нравится один из эффектов, просто запрограммируйте другой. Таким образом, потенциал этой педали во многом зависит от ваших навыков и воображения как программиста.

Шаг 1. Приобретите материал

Тебе понадобится:

(x1) Arduino Uno REV 3 (x1) Make MakerShield Prototyping Kit (x3) Потенциометр с линейным конусом 100 кОм (x1) 2-полюсный, 6-позиционный поворотный переключатель (x4) Шестиугольная ручка управления с алюминиевой вставкой (x1) TL082 / TL082CP Wide Dual JFET Входной операционный усилитель (8-контактный DIP) (x2) 1/4 "стерео аудиоразъем для панельного монтажа (x4) Конденсатор 1 мкФ * (x2) Конденсатор 47 мкФ * (x1) Конденсатор 0,082 мкФ (x1) Конденсатор 100 пФ * * (x1) Конденсатор 5pf ** (x6) Резистор 10 кОм 1/4 Вт *** (x2) Резистор 1 МОм 1/4 Вт *** (x1) Резистор 1/4 Вт 390 кОм *** (x1) 1,5 кОм 1/4-ваттный резистор *** (x1) 510 кОм 1/4-ваттный резистор *** (x1) 330 кОм 1/4-ваттный резистор *** (x1) 4,7 кОм 1 Резистор на 4 Вт *** (x1) Резистор на 1/4 Вт на 12 кОм *** (x1) Резистор на 1,2 кОм на 1/4 Вт *** (x1) на резистор на 1/4 Вт на 1 кОм ** * (x2) Резистор на 1/4 Вт 100 кОм *** (x1) Резистор на 1/4 Вт 22 кОм *** (x1) Резистор на 1/4 Вт 33 кОм *** (x1) 47 кОм 1 / 4-ваттный резистор *** (x1) 68кОм, 1/4-ваттный резистор *** (x1) сверхмощные разъемы с защелкой 9В (x1) 90-футовый монтажный провод, признанный UL (x1) 9-вольтовая батарея (x1) Коробка размера «BB», оранжевое порошковое покрытие (x1) DPDT Stomp switch (x1) 1/8 "x 6" x 6 ", резиновый коврик (x1) 1/8" x 12 "x 12 "пробковый коврик

* Комплект электролитического конденсатора. Для всех обозначенных деталей необходим только один комплект. ** Комплект керамического конденсатора. Для всех обозначенных деталей необходим только один комплект. *** Комплект резистора с углеродной пленкой. Только комплект, необходимый для всех обозначенных деталей.

Обратите внимание, что некоторые ссылки на этой странице содержат партнерские ссылки Amazon. Это не меняет цены ни на один из выставленных на продажу предметов. Однако я получаю небольшую комиссию, если вы нажимаете на любую из этих ссылок и покупаете что-нибудь. Я реинвестирую эти деньги в материалы и инструменты для будущих проектов. Если вы хотите получить альтернативное предложение для поставщика какой-либо из частей, пожалуйста, дайте мне знать.

Шаг 2. Разбивка заголовка

Разорвите полоску заглушки с наружной резьбой, чтобы она должным образом поместилась в комплект Maker Shield.

Самый простой способ сделать это - вставить конец полоски в каждый из разъемов Arduino, а затем отломать лишние контакты. У вас получится 4 полоски подходящего размера.

Шаг 3: припой

Вставьте штыри вилки разъема в Maker Shield и припаяйте их на место.

Шаг 4: шаблон

Распечатайте прикрепленный шаблон на липкой бумаге целого листа.

Вырежьте каждый из двух квадратов.

(В файле шаблон повторяется дважды на случай оптимизации использования бумаги и на случай, если вам понадобится дополнительная.)

Шаг 5: сверление

Снимите основу клейкого шаблона и приклейте его прямо к передней части корпуса.

Просверлите все крестовины сверлом 1/8 дюйма.

Начиная с левой стороны, расширьте первые три отверстия сверлом 9/32 дюйма.

Расширьте последнее отверстие в верхнем ряду укропом 5/16 дюйма.

А затем расширьте отверстие в правом нижнем углу с помощью лопаты 1/2 дюйма, чтобы закончить переднюю часть корпуса.

Снимите клейкий шаблон с передней части корпуса.

Затем приклейте следующий клеевой шаблон к заднему краю. Другими словами, приклейте его к краю, максимально плотно прилегающему к отверстиям потенциометра.

Сначала просверлите кресты с отверстиями 1/8 дюйма, а затем расширьте их с помощью отверстий диаметром 3/8 дюйма.

Снимите и этот шаблон, и футляр будет готов.

Шаг 6: Подключите кастрюли

Подсоедините по три 6-дюймовых провода к каждому из потенциометров.

Для простоты вы должны прикрепить черный провод заземления к контакту слева, зеленый сигнальный провод к контакту в середине и красный провод питания к контакту справа.

Шаг 7: Подключите поворотный переключатель

Присоедините 6-дюймовый черный провод к одному из внутренних контактов.

Затем прикрепите 6-дюймовые красные провода к трем внешним контактам, расположенным непосредственно слева и справа от черного внутреннего контакта.

Чтобы убедиться, что вы все сделали правильно, вы можете проверить соединения с помощью мультиметра.

Шаг 8: Постройте схему

Начните строить схему, как показано на схеме. Чтобы увеличить схему, щелкните маленькую букву «i» в правом верхнем углу изображения.

Пока что при построении схемы не беспокойтесь о потенциометрах, поворотном переключателе, переключателе байпаса и входных разъемах.

Чтобы лучше понять, что вы делаете, эта схема состоит из нескольких частей:

Предусилитель В предусилителе используется один из двух операционных усилителей, входящих в комплект TL082. Предусилитель одновременно усиливает гитарный сигнал до линейного уровня и инвертирует сигнал. Когда он выходит из операционного усилителя, сигнал разделяется между входом Arduino и «чистой» ручкой громкости микшера.

Вход Arduino Вход для Arduino был скопирован из входной цепи Кайла. По сути, он принимает аудиосигнал от гитары и ограничивает его примерно до 1,2 В, потому что внутреннее напряжение в Arduino было настроено для поиска аудиосигнала в этом диапазоне. Затем сигнал отправляется на аналоговый вывод 0 на Arduino. Отсюда Arduino преобразует его в цифровой сигнал с помощью встроенного АЦП. Это процесс, интенсивно использующий процесс, и при этом выделяется большая часть ресурсов Arduino.

Вы можете получить более высокую скорость преобразования и более многопроцессорную обработку аудиосигнала, используя прерывания таймера. Чтобы узнать больше об этом, посетите эту страницу об обработке звука в реальном времени Arduino.

Arduino Arduino - это то место, где происходит вся модная цифровая обработка сигналов. Позже я объясню код подробнее. На данный момент, что касается оборудования, вам нужно знать, что к аналоговому контакту 3 подключен потенциометр 100k, а к аналоговому контакту 2 подключен 6-позиционный поворотный переключатель.

6-позиционный поворотный переключатель работает аналогично потенциометру, но вместо того, чтобы перемещаться по диапазону сопротивления, каждый вывод имеет дискретное сопротивление, связанное с ним. При выборе разных контактов создаются делители напряжения с разными значениями.

Поскольку аналоговое опорное напряжение необходимо было переназначить для обработки входящего аудиосигнала, важно использовать в качестве источника напряжения aref, в отличие от стандартных 5 В для поворотного переключателя и потенциометра.

Выход Arduino Выход Arduino лишь в общих чертах основан на схеме Кайла. Часть, которую я сохранил, была подходом с взвешенными выводами, чтобы заставить Arduino выводить 10-битный звук, используя только 2 контакта. Я придерживался его предложенных взвешенных номиналов резистора 1,5 кОм в качестве 8-битного значения и 390 кОм в качестве добавленного 2-битного значения (что в основном составляет 1,5 кОм x 256). Оттуда я списал остальное. В его компонентах выходного каскада не было необходимости, потому что звук шел не на выход, а в новый каскад аудиомикшера.

Выход микшера Выход эффектов с Arduino поступает на 100-килобайтный потенциометр, подключенный к операционному усилителю аудиомикшера. Этот потенциометр затем используется вместе с чистым сигналом, поступающим от другого потенциометра 100K, для смешивания громкости двух сигналов вместе в операционном усилителе.

Второй операционный усилитель на TL082 одновременно смешивает аудиосигналы и снова инвертирует сигнал, чтобы вернуть его в фазу с исходным гитарным сигналом. Отсюда сигнал проходит через блокирующий конденсатор постоянного тока емкостью 1 мкФ и, наконец, попадает в выходной разъем.

Переключатель обхода Переключатель обхода переключает схему эффектов и выходное гнездо. Другими словами, он либо направляет входящий звук на TL082 и Arduino, либо полностью пропускает все это и отправляет входной сигнал прямо на выходной разъем без каких-либо изменений. По сути, он обходит эффекты (и, следовательно, является переключателем обхода).

Я включил файл Fritzing для этой схемы, если вы хотите рассмотреть его поближе. Макетный вид и схематический вид должны быть относительно точными. Однако вид печатной платы не был затронут и, вероятно, вообще не будет работать. В этом файле нет входных и выходных разъемов.

Шаг 9: вырезать кронштейны

Вырежьте две скобки, используя файл шаблона, прикрепленный к этому шагу. Оба они должны быть вырезаны из непроводящего материала.

Я вырезал больший базовый кронштейн из тонкого пробкового мата, а меньший кронштейн потенциометра из резины 1/8 дюйма.

Шаг 10: вставьте ручки

Поместите резиновую скобу внутрь корпуса так, чтобы она совпадала с просверленными отверстиями.

Вставьте потенциометры через резиновую скобу и отверстия 9/32 дюйма в корпусе и надежно зафиксируйте их на месте гайками.

Таким же образом установите поворотный переключатель в большее отверстие 5/16 дюйма.

Шаг 11: обрезка

Если вы используете потенциометры с длинным валом или поворотные переключатели, обрежьте их так, чтобы валы были длиной 3/8 дюйма.

Я использовал Dremel с отрезным кругом по металлу, но ножовка тоже подойдет.

Шаг 12: переключение

Вставьте ножной переключатель в большее отверстие 1/2 дюйма и зафиксируйте его крепежной гайкой.

Шаг 13: стерео разъемы

Мы будем использовать стереоразъемы для того, что по сути является моно схемой. Причина этого в том, что стерео соединение фактически служит выключателем питания педали.

Это работает так: когда моно-штекеры вставляются в каждый из разъемов, они соединяют заземление батареи (которое подключено к стереовходу) с заземлением на корпусе. Таким образом, только когда оба разъема вставлены, может протекать земля от батареи к Arduino и замыкать цепь.

Для этого сначала соедините вместе выводы заземления на каждом разъеме с помощью короткого провода.

Затем подключите черный провод от защелки аккумулятора к одной из вкладок стереозвука. Это меньший язычок, который касается разъема примерно на полпути к вилке.

Подключите 6-дюймовый черный провод к другому стереоразъему на другом разъеме.

Наконец, подключите 6-дюймовый красный провод к моно-ушкам на каждом из разъемов. Это большой выступ, который касается кончика штекерного моно-штекера.

Шаг 14: вставьте домкраты

Вставьте два аудиоразъема в два отверстия на боковой стороне корпуса и зафиксируйте их крепежными гайками.

После установки убедитесь, что ни один из металлических выступов на разъеме не касается корпуса потенциометров. При необходимости внесите изменения.

Шаг 15: Подключите коммутатор

Соедините вместе одну из внешних пар педального переключателя DPDT.

Подключите один из разъемов к одному из центральных контактов переключателя. Подключите другой разъем к другому центральному штырю.

Подключите 6-дюймовый провод к каждому из оставшихся внешних контактов переключателя.

Провод, который совпадает с разъемом справа, должен быть входом. Провод, который совпадает с переключателем слева, должен быть выходом.

Шаг 16: Завершите электромонтаж

Обрежьте провода, прикрепленные к компонентам, установленным внутри корпуса, чтобы устранить провисание, прежде чем припаивать их к экрану Arduino.

Подключите их к щиту Arduino, как указано на схеме.

Шаг 17: пробка

Прикрепите пробковый коврик к внутренней части крышки ящика. Это предотвратит замыкание контактов Arduino на металле корпуса.

Шаг 18: программа

Код этой педали в значительной степени построен на ArduinoDSP, написанном Кайлом Макдональдом. Он сделал несколько причудливых вещей, например, возился с регистрами, чтобы оптимизировать выводы ШИМ и изменить аналоговое опорное напряжение. Чтобы узнать больше о том, как работает его код, ознакомьтесь с его инструкциями.

Один из моих любимых эффектов на этой педали - небольшая задержка звука (искажения). Я был вдохновлен попытаться создать линию задержки, увидев этот действительно простой код, размещенный в блоге Little Scale.

Arduino не был разработан для обработки аудиосигналов в реальном времени, и этот код требует больших затрат как памяти, так и процессора. Код, основанный на задержке звука, особенно требователен к памяти. Я подозреваю, что добавление отдельного чипа АЦП и внешнего ОЗУ значительно улучшит способность этой педали делать потрясающие вещи.

В моем коде есть 6 мест для различных эффектов, но я включил только 5. Я оставил пустое место в коде, чтобы вы могли создать и ввести свой собственный эффект. При этом вы можете заменить любой слот любым кодом, который захотите. Однако имейте в виду, что попытка сделать что-то слишком необычное приведет к перегрузке чипа и предотвратит появление чего-либо.

Загрузите код, прикрепленный к этому шагу.

Шаг 19: прикрепите

Прикрепите Arduino к щиту внутри корпуса.

Шаг 20: мощность

Подключите батарею 9V к разъему батареи 9V.

Осторожно установите аккумулятор между переключателем DPDT и Arduino.

Шаг 21: Дело закрыто

Закройте крышку и закрутите ее.

Шаг 22: ручки

Установите ручки на валы потенциометра и поворотного переключателя.

Зафиксируйте их на месте, затянув установочные винты.

Шаг 23: подключи и работай

Подключите гитару ко входу, подключите усилитель к выходу и играйте.

Вы нашли это полезным, развлечением или развлечением? Подпишитесь на @madeineuphoria, чтобы увидеть мои последние проекты.