Arduino Gitarrenpedal - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Das Arduino Guitar Pedal ist ein digitales Multi-Effekt-Pedal, das auf dem Lo-Fi Arduino Guitar Pedal basiert, das ursprünglich von Kyle McDonald veröffentlicht wurde. Ich habe ein paar Änderungen an seinem ursprünglichen Design vorgenommen. Die auffälligsten Änderungen sind der eingebaute Vorverstärker und die aktive Mischstufe, mit der Sie das Clean-Signal mit dem Effektsignal kombinieren können. Ich habe auch ein stabileres Gehäuse, einen Fußschalter und einen Drehschalter hinzugefügt, um 6 diskrete Schritte zwischen den verschiedenen Effekten zu haben.

Das Coole an diesem Pedal ist, dass es endlos individuell angepasst werden kann. Wenn Ihnen einer der Effekte nicht gefällt, programmieren Sie einfach einen anderen. Auf diese Weise hängt das Potenzial dieses Pedals weitgehend von Ihren Fähigkeiten und Ihrer Vorstellungskraft als Programmierer ab.

Schritt 1: Holen Sie sich Sachen

Du wirst brauchen:

(x1) Arduino Uno REV 3 (x1) MakerShield Prototyping-Kit (x3) 100K-Ohm Linear-Taper-Potentiometer (x1) 2-poliger, 6-Positionen-Drehschalter (x4) Sechskantiger Steuerknopf mit Aluminiumeinsatz (x1) TL082/ TL082CP Wide Dual JFET Input Op Amp (8-Pin DIP) (x2) 1/4" Stereo Panel-Mount Audiobuchse (x4) 1uF Kondensator * (x2) 47uF Kondensator * (x1) 0,082µf Kondensator (x1) 100pF Kondensator * * (x1) 5pf Kondensator **(x6) 10K Ohm 1/4-Watt Widerstand *** (x2) 1M Ohm 1/4-Watt Widerstand *** (x1) 390K Ohm 1/4-Watt Widerstand *** (x1) 1,5K Ohm 1/4-Watt Widerstand*** (x1) 510K Ohm 1/4-Watt Widerstand*** (x1) 330K Ohm 1/4-Watt Widerstand*** (x1) 4,7K Ohm 1 /4-Watt-Widerstand *** (x1) 12K Ohm 1/4-Watt-Widerstand *** (x1) 1,2K Ohm 1/4-Watt-Widerstand *** (x1) 1K Ohm 1/4-Watt-Widerstand ** * (x2) 100K Ohm 1/4-Watt Widerstand *** (x1) 22K Ohm 1/4-Watt Widerstand *** (x1) 33K Ohm 1/4-Watt Widerstand *** (x1) 47K Ohm 1/ 4-Watt-Widerstand *** (x1) 68K Ohm 1/4-Watt-Widerstand *** (x1) 9-V-Hochleistungs-Schnappstecker (x1) 90-Ft. UL-anerkanntes Anschlusskabel (x1) 9-Volt-Batterie (x1) Box 'BB' Größe Orange Pulverbeschichtung (x1) DPDT Stomp-Schalter (x1) 1/8" x 6" x 6" Gummimatte (x1) 1/8" x 12" x 12 " Korkmatte

* Elektrolytkondensator-Kit. Nur ein Kit für alle gekennzeichneten Teile erforderlich.** Keramikkondensator-Kit. Nur ein Kit für alle gekennzeichneten Teile erforderlich.*** Kohleschichtwiderstands-Kit. Nur Bausatz für alle gekennzeichneten Teile erforderlich.

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Schritt 2: Header-Aufschlüsselung

Brechen Sie den Steckerleistenstreifen nach unten, damit er richtig in das Maker Shield-Kit passt.

Eine einfache Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, das Ende des Streifens in jede der Arduino-Buchsen einzustecken und dann die überschüssigen Pins abzubrechen. Sie erhalten am Ende 4 Streifen der richtigen Größe.

Schritt 3: Löten

Stecken Sie die Stiftleisten in das Maker Shield und verlöten Sie sie.

Schritt 4: Vorlage

Drucken Sie die beigefügte Vorlage auf Vollblatt-Klebepapier aus.

Schneide jedes der beiden Quadrate aus.

(In der Datei wird das Muster zweimal wiederholt, um die Verwendung des Papiers zu optimieren und falls Sie ein zusätzliches benötigen.)

Schritt 5: Bohren

Ziehen Sie die Rückseite der Klebeschablone ab und kleben Sie sie direkt auf die Vorderseite des Gehäuses.

Bohren Sie alle Kreuze mit einem 1/8 Bohrer.

Von der linken Seite beginnend die ersten drei Löcher mit einem 9/32 Bohrer erweitern.

Erweitern Sie das letzte Loch der oberen Reihe mit einem 5/16 -Dillbohrer.

Und dann das einzelne Loch unten rechts mit einem 1/2 Spatenbit erweitern, um die Vorderseite des Gehäuses abzuschließen.

Ziehen Sie die Klebeschablone von der Vorderseite des Gehäuses ab.

Als nächstes kleben Sie die nächste Klebeschablone an die hintere Kante. Mit anderen Worten, kleben Sie es auf die Kantenfläche, die am nächsten an den Potentiometerlöchern anliegt.

Bohren Sie die Kreuze zuerst mit 1/8" Löchern und erweitern Sie sie dann mit größeren 3/8" Löchern.

Ziehen Sie auch diese Vorlage ab, und der Fall sollte fertig sein.

Schritt 6: Verdrahten Sie die Töpfe

Befestigen Sie drei 6-Zoll-Drähte an jedem der Potentiometer.

Der Einfachheit halber sollten Sie am Pin links ein schwarzes Massekabel, am mittleren Pin ein grünes Signalkabel und am rechten Pin ein rotes Stromkabel anschließen.

Schritt 7: Verdrahten Sie den Drehschalter

Befestigen Sie ein 6 schwarzes Kabel an einem der inneren Stifte.

Als nächstes befestigen Sie 6 rote Drähte an den 3 äußeren Stiften sowohl unmittelbar links als auch rechts vom schwarzen inneren Stift.

Um sicherzugehen, dass Sie dies richtig gemacht haben, können Sie die Verbindungen mit einem Multimeter testen.

Schritt 8: Bauen Sie die Schaltung auf

Beginnen Sie mit dem Aufbau der Schaltung wie im Schaltplan abgebildet. Um den Schaltplan größer zu sehen, klicken Sie auf das kleine "i" in der oberen rechten Ecke des Bildes.

Machen Sie sich beim Aufbau der Schaltung vorerst keine Sorgen um die Potentiometer, den Drehschalter, den Bypass-Schalter und die Eingangsbuchsen.

Um besser zu verstehen, was Sie tun, besteht diese Schaltung aus ein paar verschiedenen Teilen:

Vorverstärker Der Vorverstärker verwendet einen der beiden Operationsverstärker des TL082. Der Preamp hebt das Gitarrensignal auf Line-Pegel an und invertiert das Signal. Wenn es aus dem Operationsverstärker kommt, wird das Signal zwischen dem Arduino-Eingang und dem "sauberen" Lautstärkeregler für den Mixer aufgeteilt.

Arduino-Eingang Der Eingang für den Arduino wurde von Kyles Eingangsschaltung kopiert. Es nimmt im Grunde das Audiosignal von der Gitarre und beschränkt es auf ungefähr 1,2 V, da die Aref-Spannung innerhalb des Arduino so konfiguriert wurde, dass nach einem Audiosignal in diesem Bereich gesucht wird. Das Signal wird dann an den analogen Pin 0 des Arduino gesendet. Von hier aus wandelt der Arduino dies dann mit seinem eingebauten ADC in ein digitales Signal um. Dies ist eine prozessorintensive Aktivität, bei der die meisten Ressourcen des Arduino zugewiesen werden.

Sie können eine schnellere Konvertierungsrate erzielen und mehr Multiprocessing des Audiosignals mit Timer-Interrupts durchführen. Um mehr darüber zu erfahren, besuchen Sie diese Seite über Arduino Real-Time Audio Processing.

Arduino Der Arduino ist der Ort, an dem die gesamte ausgefallene digitale Signalverarbeitung stattfindet. Ich werde später etwas mehr über den Code erklären. In Bezug auf die Hardware müssen Sie vorerst wissen, dass sowohl ein 100k-Potentiometer an Analog-Pin 3 als auch ein 6-Positionen-Drehschalter an Analog-Pin 2 angeschlossen sind.

Der 6-Positionen-Drehschalter funktioniert ähnlich wie ein Potentiometer, aber anstatt einen Widerstandsbereich zu durchlaufen, ist jedem Pin ein diskreter Widerstand zugeordnet. Wenn Sie verschiedene Pins auswählen, werden Spannungsteiler mit unterschiedlichen Werten erstellt.

Da die analoge Referenzspannung neu zugeordnet werden musste, um das eingehende Audiosignal zu verarbeiten, ist es wichtig, aref als Spannungsquelle zu verwenden, im Gegensatz zu den standardmäßigen 5V sowohl für den Drehschalter als auch für das Potentiometer.

Arduino-Ausgang Der Arduino-Ausgang basiert nur lose auf Kyles Schaltung. Der Teil, den ich behielt, war der gewichtete Pin-Ansatz, um den Arduino dazu zu bringen, 10-Bit-Audio mit nur 2 Pins auszugeben. Ich blieb bei seinen vorgeschlagenen gewichteten Widerstandswerten von 1,5 K als 8-Bit-Wert und 390 K als hinzugefügtem 2-Bit-Wert (was im Grunde 1,5 K x 256 ist). Von dort habe ich den Rest verschrottet. Seine Endstufenkomponenten waren unnötig, da das Audio nicht zu einem Ausgang ging, sondern zur neuen Audiomischerstufe.

Mixer-Ausgang Der Effekt-Ausgang des Arduino geht zu einem 100K-Pot, der mit dem Audio-Mixer-Operationsverstärker verbunden ist. Dieses Poti wird dann in Verbindung mit dem sauberen Signal des anderen 100K-Potentiometers verwendet, um die Lautstärke der beiden Signale im Operationsverstärker miteinander zu mischen.

Der zweite Operationsverstärker des TL082 mischt die Audiosignale zusammen und invertiert das Signal erneut, um es wieder in Phase mit dem ursprünglichen Gitarrensignal zu bringen. Von hier geht das Signal durch einen 1uF DC-Blockkondensator und schließlich zur Ausgangsbuchse.

Bypass-Schalter Der Bypass-Schalter schaltet zwischen der Effektschaltung und der Ausgangsbuchse um. Mit anderen Worten, es leitet entweder das eingehende Audio an den TL082 und den Arduino weiter oder überspringt dies alles vollständig und sendet den Eingang ohne Änderung direkt an die Ausgangsbuchse. Im Wesentlichen umgeht er die Effekte (und ist daher ein Bypass-Schalter).

Ich habe die Fritzing-Datei für diese Schaltung beigefügt, wenn Sie sie genauer betrachten möchten. Die Steckbrettansicht und die schematische Ansicht sollten relativ genau sein. Die PCB-Ansicht wurde jedoch nicht berührt und wird wahrscheinlich überhaupt nicht funktionieren. Diese Datei enthält nicht die Eingangs- und Ausgangsbuchsen.

Schritt 9: Klammern schneiden

Schneiden Sie zwei Klammern mit der Vorlagendatei aus, die diesem Schritt beigefügt ist. Beide sollten aus nichtleitendem Material geschnitten sein.

Ich schneide die größere Basishalterung aus einer dünnen Korkmatte und die kleinere Potentiometerhalterung aus 1/8 Gummi aus.

Schritt 10: Knöpfe einfügen

Platzieren Sie die Gummihalterung so an der Innenseite des Gehäuses, dass sie mit den gebohrten Löchern ausgerichtet ist.

Stecken Sie die Potentiometer nach oben durch die Gummihalterung und die 9/32 -Löcher im Gehäuse und sichern Sie sie mit Muttern fest.

Montieren Sie den Drehschalter auf die gleiche Weise in das größere 5/16 -Loch.

Schritt 11: Trimmen

Wenn Sie Potentiometer oder Drehschalter mit langer Welle verwenden, trimmen Sie sie so, dass die Wellen 3/8 lang sind.

Ich habe einen Dremel mit einem Metallschneidrad verwendet, aber eine Bügelsäge wird auch die Arbeit erledigen.

Schritt 12: Schalter

Setzen Sie den Fußschalter in das größere 1/2 -Loch ein und sichern Sie ihn mit seiner Befestigungsmutter.

Schritt 13: Stereo-Buchsen

Wir werden Stereo-Buchsen für eine im Grunde Mono-Schaltung verwenden. Der Grund dafür ist, dass der Stereoanschluss eigentlich als Netzschalter für das Pedal dient.

Dies funktioniert so, dass, wenn Monostecker in jede der Buchsen eingesteckt werden, der Masseanschluss der Batterien (der mit dem Stereo-Tab verbunden ist) mit dem Masseanschluss am Lauf verbunden wird. Nur wenn beide Buchsen eingesteckt sind, kann Masse von der Batterie zum Arduino fließen und der Stromkreis geschlossen werden.

Damit dies funktioniert, verbinden Sie zuerst die Erdungslaschen an jeder Buchse mit einem kurzen Stück Draht.

Verbinden Sie als Nächstes das schwarze Kabel vom Batterieverschluss mit einem der Stereo-Audio-Tabs. Dies ist die kleinere Lasche, die die Buchse etwa auf halber Höhe des Steckers berührt.

Verbinden Sie ein 6 schwarzes Kabel mit dem anderen Stereo-Tab der anderen Buchse.

Schließen Sie zuletzt ein 6 rotes Kabel an die Mono-Laschen an jeder der Buchsen an. Dies ist die große Lasche, die die Spitze des Mono-Steckers berührt.

Schritt 14: Buchsen einsetzen

Stecken Sie die beiden Audiobuchsen in die beiden Löcher an der Seite des Gehäuses und verriegeln Sie sie mit ihren Befestigungsmuttern.

Überprüfen Sie nach der Installation, dass keine der Metallzungen an der Buchse das Gehäuse der Potentiometer berührt. Nehmen Sie bei Bedarf Anpassungen vor.

Schritt 15: Verdrahten Sie den Schalter

Verdrahten Sie eines der äußeren Paare des DPDT Stomp-Schalters zusammen.

Verdrahten Sie eine der Buchsen mit einem der mittleren Stifte des Schalters. Verdrahten Sie die andere Buchse mit dem anderen Mittelstift.

Schließen Sie ein 6-Zoll-Kabel an jeden der verbleibenden äußeren Stifte des Schalters an.

Das Kabel, das mit der Buchse auf der rechten Seite übereinstimmt, sollte der Eingang sein. Der Draht, der mit dem Schalter auf der linken Seite übereinstimmt, sollte der Ausgang sein.

Schritt 16: Beenden Sie die Verdrahtung

Trimmen Sie die Drähte, die an den im Gehäuse installierten Komponenten angebracht sind, um Durchhang zu entfernen, bevor Sie sie an das Arduino-Shield anlöten.

Verdrahten Sie sie wie im Schaltplan angegeben mit dem Arduino-Shield.

Schritt 17: Kork

Befestigen Sie die Korkmatte an der Innenseite des Kofferdeckels. Dadurch wird verhindert, dass die Pins des Arduino auf dem Metall des Gehäuses kurzgeschlossen werden.

Schritt 18: Programm

Der Code dieses Pedals basiert weitgehend auf ArduinoDSP, das von Kyle McDonald geschrieben wurde. Er hat ein paar ausgefallene Dinge gemacht, wie zum Beispiel an den Registern herumgespielt, um die PWM-Pins zu optimieren und die analoge Referenzspannung zu ändern. Um mehr darüber zu erfahren, wie sein Code funktioniert, lesen Sie sein Instructable.

Einer meiner Lieblingseffekte bei diesem Pedal ist eine leichte Audioverzögerung (Verzerrung). Ich war inspiriert, eine Verzögerungslinie zu erstellen, nachdem ich diesen wirklich einfachen Code im Little Scale-Blog gesehen hatte.

Der Arduino wurde nicht für die Echtzeit-Audiosignalverarbeitung entwickelt und dieser Code ist sowohl speicher- als auch prozessorintensiv. Der Code, der auf der Audioverzögerung basiert, ist besonders speicherintensiv. Ich vermute, dass das Hinzufügen eines eigenständigen ADC-Chips und eines externen RAM die Fähigkeit dieses Pedals, großartige Dinge zu tun, erheblich verbessern wird.

Es gibt 6 Punkte für verschiedene Effekte in meinem Code, aber ich habe nur 5 eingefügt. Ich habe eine leere Stelle im Code gelassen, damit Sie Ihren eigenen Effekt entwerfen und eingeben können. Das heißt, Sie können jeden Slot durch einen beliebigen Code ersetzen. Denken Sie jedoch daran, dass der Versuch, etwas zu Ausgefallenes zu tun, den Chip überwältigt und verhindert, dass etwas passiert.

Laden Sie den Code herunter, der diesem Schritt beigefügt ist.

Schritt 19: Anhängen

Befestigen Sie den Arduino am Schild im Inneren des Gehäuses.

Schritt 20: Leistung

Stecken Sie die 9-V-Batterie in den 9-V-Batterieanschluss.

Setzen Sie die Batterie sorgfältig zwischen dem DPDT-Schalter und dem Arduino ein.

Schritt 21: Fall geschlossen

Setzen Sie den Deckel auf und schrauben Sie ihn zu.

Schritt 22: Knöpfe

Setzen Sie die Knöpfe auf die Potentiometer- und Drehschalterwellen.

Fixieren Sie sie durch Anziehen der Stellschrauben.

Schritt 23: Plug-and-Play

Schließen Sie Ihre Gitarre an den Eingang an, schließen Sie einen Verstärker an den Ausgang an und rocken Sie ab.

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