Πετάλι κιθάρας Arduino: 23 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Το Arduino Guitar Pedal είναι ένα ψηφιακό πεντάλ πολλαπλών εφέ βασισμένο στο Lo-Fi Arduino Guitar Pedal που δημοσιεύτηκε αρχικά από τον Kyle McDonald. Έκανα μερικές τροποποιήσεις στο αρχικό του σχέδιο. Οι πιο αξιοσημείωτες αλλαγές είναι ο ενσωματωμένος προενισχυτής και το στάδιο ενεργού μίξερ που σας επιτρέπει να συνδυάσετε το καθαρό σήμα με το σήμα εφέ. Πρόσθεσα επίσης μια πιο ανθεκτική θήκη, διακόπτη ποδιών και περιστροφικό διακόπτη για να έχετε 6 διακριτικά βήματα μεταξύ των διαφορετικών εφέ.

Το ωραίο με αυτό το πεντάλ είναι ότι μπορεί να προσαρμοστεί ατελείωτα. Εάν δεν σας αρέσει ένα από τα εφέ, απλώς προγραμματίστε ένα άλλο. Με αυτόν τον τρόπο, οι δυνατότητες αυτού του πεντάλ εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τις δεξιότητες και τη φαντασία σας ως προγραμματιστής.

Βήμα 1: Πηγαίνετε για πράγματα

Θα χρειαστείτε:

(x1) Arduino Uno REV 3 (x1) Make MakerShield Prototyping Kit (x3) 100K-Ohm Linear-Taper Potentiometer (x1) 2-Pole, 6-Position Rotary Switch (x4) Hexagonal Control Knob with Aluminium Insert (x1) TL082/ TL082CP Wide Dual JFET Input Op Amp (8-Pin DIP) (x2) 1/4 "Stereo Panel-Mount Audio Jack (x4) 1uF capacitor * (x2) 47uF capacitor * (x1) 0.082µf Capacitor (x1) 100pF Capacitor * *(x1) 5pf Capacitor ** (x6) 10K Ohm 1/4-Watt Resistor *** (x2) 1M Ohm 1/4-Watt Resistor *** (x1) 390K Ohm 1/4-Watt Resistor *** (x1) 1.5K Ohm 1/4-Watt Resistor *** (x1) 510K Ohm 1/4-Watt Resistor *** (x1) 330K Ohm 1/4-Watt Resistor *** (x1) 4.7K Ohm 1 /Αντίσταση 4 Watt *** (x1) 12K Ohm 1/4-Watt Resistor *** (x1) 1.2K Ohm 1/4-Watt Resistor *** (x1) 1K Ohm 1/4-Watt Resistor ** *(x2) 100K Ohm 1/4-Watt Resistor *** (x1) 22K Ohm 1/4-Watt Resistor *** (x1) 33K Ohm 1/4-Watt Resistor *** (x1) 47K Ohm 1/ Αντίσταση 4 Watt *** (x1) 68K Ohm 1/4-Watt Resistor *** (x1) Heavy-Duty 9V Snap Connectors (x1) 90-Ft. UL-Recognized Hookup Wire (x1) Μπαταρία 9 Volt (x1) Κουτί 'BB' Orange Powder Coat (x1) DPDT Stomp switch (x1) 1/8 "x 6" x 6 "rubber mat (x1) 1/8" x 12 "x 12 "χαλάκι από φελλό

* Ηλεκτρολυτικό κιτ πυκνωτή. Απαιτείται μόνο ένα κιτ για όλα τα επισημασμένα μέρη. ** Σετ πυκνωτή κεραμικού. Απαιτείται μόνο ένα κιτ για όλα τα επισημασμένα μέρη. *** Σετ αντίστασης μεμβράνης άνθρακα. Μόνο κιτ απαραίτητο για όλα τα επισημασμένα μέρη.

Λάβετε υπόψη ότι ορισμένοι από τους συνδέσμους σε αυτήν τη σελίδα περιέχουν συνδέσμους συνεργατών της Amazon. Αυτό δεν αλλάζει την τιμή κανενός από τα είδη προς πώληση. Ωστόσο, κερδίζω μια μικρή προμήθεια εάν κάνετε κλικ σε οποιονδήποτε από αυτούς τους συνδέσμους και αγοράσετε οτιδήποτε. Επενδύω αυτά τα χρήματα σε υλικά και εργαλεία για μελλοντικά έργα. Εάν θέλετε μια εναλλακτική πρόταση για έναν προμηθευτή οποιουδήποτε από τα μέρη, ενημερώστε με.

Βήμα 2: Ανάλυση κεφαλίδας

Σπάστε την αντρική κεφαλίδα για να χωρέσει σωστά στο κιτ Maker Shield.

Ένας εύκολος τρόπος για να το κάνετε αυτό είναι να εισαγάγετε το άκρο της λωρίδας σε κάθε μία από τις πρίζες Arduino και, στη συνέχεια, να αφαιρέσετε τις επιπλέον καρφίτσες. Θα καταλήξετε με 4 λωρίδες κατάλληλου μεγέθους.

Βήμα 3: Συγκολλητικό

Εισαγάγετε τις καρφίτσες αρσενικής κεφαλίδας στο Maker Shield και κολλήστε τις στη θέση τους.

Βήμα 4: Πρότυπο

Εκτυπώστε το συνημμένο πρότυπο σε αυτοκόλλητο χαρτί πλήρους φύλλου.

Κόψτε το καθένα από τα δύο τετράγωνα.

(Το αρχείο επαναλαμβάνει το μοτίβο δύο φορές σε περίπτωση βελτιστοποίησης της χρήσης του χαρτιού και σε περίπτωση που χρειάζεστε επιπλέον.)

Βήμα 5: Τρυπήστε

Ξεκολλήστε το υπόστρωμα του αυτοκόλλητου προτύπου και κολλήστε το στο μπροστινό μέρος του περιβλήματος.

Τρυπήστε όλους τους σταυρούς με ένα τρυπάνι 1/8.

Ξεκινώντας από την αριστερή πλευρά, διευρύνετε τις τρεις πρώτες οπές με ένα τρυπάνι 9/32.

Διευρύνετε την τελευταία τρύπα της επάνω σειράς με ένα κομμάτι άνηθο 5/16.

Στη συνέχεια, διευρύνετε τη μοναδική τρύπα κάτω δεξιά με ένα κομμάτι φτυάρι 1/2 για να ολοκληρώσετε το μπροστινό μέρος της θήκης.

Αφαιρέστε το αυτοκόλλητο πρότυπο από το μπροστινό μέρος της θήκης.

Στη συνέχεια, κολλήστε το επόμενο πρότυπο κόλλας στο πίσω άκρο. Με άλλα λόγια, κολλήστε το στην άκρη του προσώπου που ακουμπάει πιο κοντά στις οπές του ποτενσιόμετρου.

Τρυπήστε τους σταυρούς πρώτα με τρύπες 1/8 "και στη συνέχεια διευρύνετε τους με μεγαλύτερες τρύπες 3/8".

Αφαιρέστε επίσης αυτό το πρότυπο και η θήκη πρέπει να είναι έτοιμη.

Βήμα 6: Καλωδίστε τα δοχεία

Συνδέστε τρία καλώδια 6 σε καθένα από τα ποτενσιόμετρα.

Για λόγους απλότητας, πρέπει να συνδέσετε ένα μαύρο καλώδιο γείωσης στον πείρο στα αριστερά, ένα πράσινο καλώδιο σήματος στον πείρο στη μέση και ένα κόκκινο καλώδιο τροφοδοσίας στον πείρο στα δεξιά.

Βήμα 7: Συνδέστε τον περιστροφικό διακόπτη

Συνδέστε ένα μαύρο καλώδιο 6 σε μία από τις εσωτερικές ακίδες.

Στη συνέχεια, στερεώστε κόκκινα σύρματα 6 στις 3 εξωτερικές ακίδες τόσο στην αριστερή όσο και στη δεξιά πλευρά του μαύρου εσωτερικού πείρου.

Για να βεβαιωθείτε ότι το κάνατε σωστά, μπορείτε να εξετάσετε το ενδεχόμενο να δοκιμάσετε τις συνδέσεις με ένα πολύμετρο.

Βήμα 8: Δημιουργήστε το κύκλωμα

Ξεκινήστε να χτίζετε το κύκλωμα όπως απεικονίζεται στο σχηματικό σχήμα. Για να δείτε το σχηματικό μεγαλύτερο, κάντε κλικ στο μικρό "i" στην επάνω δεξιά γωνία της εικόνας.

Προς το παρόν, ενώ κατασκευάζετε το κύκλωμα, μην ανησυχείτε για τα ποτενσιόμετρα, τον περιστροφικό διακόπτη, τον διακόπτη παράκαμψης και τις υποδοχές εισόδου.

Για να καταλάβετε καλύτερα τι κάνετε, αυτό το κύκλωμα αποτελείται από μερικά διαφορετικά μέρη:

Προενισχυτής Ο προενισχυτής χρησιμοποιεί έναν από τους δύο ενισχυτές op που είναι συσκευασμένοι στο TL082. Ο προενισχυτής ενισχύει το σήμα της κιθάρας σε επίπεδο γραμμής και αντιστρέφει το σήμα. Όταν βγαίνει από τον ενισχυτή op, το σήμα χωρίζεται μεταξύ της εισόδου Arduino και του κουμπιού έντασης "καθαρού" για το μίξερ.

Είσοδος Arduino Η είσοδος για το Arduino αντιγράφηκε από το κύκλωμα εισόδου του Kyle. Βασικά παίρνει το ηχητικό σήμα από την κιθάρα και το περιορίζει σε περίπου 1,2V, επειδή η τάση aref στο Arduino έχει ρυθμιστεί ώστε να αναζητά ηχητικό σήμα σε αυτό το εύρος. Το σήμα αποστέλλεται στη συνέχεια στην αναλογική ακίδα 0 στο Arduino. Από εδώ, το Arduino μετατρέπει αυτό σε ψηφιακό σήμα χρησιμοποιώντας το ενσωματωμένο ADC του. Αυτή είναι μια δραστηριότητα εντατικής επεξεργασίας και όπου κατανέμονται οι περισσότεροι πόροι του Arduino.

Μπορείτε να λάβετε ταχύτερο ρυθμό μετατροπής και να κάνετε περισσότερη πολλαπλή επεξεργασία του ηχητικού σήματος χρησιμοποιώντας διακοπές χρονοδιακόπτη. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά, δείτε αυτή τη σελίδα στην Επεξεργασία ήχου σε πραγματικό χρόνο Arduino.

Arduino Το Arduino είναι εκεί όπου συμβαίνει όλη η φανταχτερή επεξεργασία ψηφιακού σήματος. Θα εξηγήσω λίγο περισσότερα για τον κώδικα αργότερα. Προς το παρόν, σε σχέση με το υλικό, αυτό που πρέπει να γνωρίζετε είναι ότι υπάρχει τόσο ένα ποτενσιόμετρο 100k συνδεδεμένο στην αναλογική ακίδα 3 όσο και ένας περιστροφικός διακόπτης 6 θέσεων συνδεδεμένος με τον αναλογικό πείρο 2.

Ο περιστροφικός διακόπτης 6 θέσεων λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο με ένα ποτενσιόμετρο, αλλά αντί να σαρώνει το εύρος αντίστασης, κάθε πείρος έχει μια διακριτή αντίσταση που σχετίζεται με αυτό. Καθώς επιλέγετε διαφορετικούς ακροδέκτες, δημιουργούνται διαχωριστές τάσης διαφορετικών τιμών.

Δεδομένου ότι η αναλογική τάση αναφοράς έπρεπε να επανασχηματιστεί για να χειριστεί το εισερχόμενο ηχητικό σήμα, είναι σημαντικό να χρησιμοποιηθεί το aref ως πηγή τάσης, σε αντίθεση με το τυπικό 5V τόσο για τον περιστροφικό διακόπτη όσο και για το ποτενσιόμετρο.

Έξοδος Arduino Η έξοδος Arduino βασίζεται μόνο χαλαρά στο κύκλωμα του Kyle. Το μέρος που κράτησα ήταν η προσέγγιση σταθμισμένης καρφίτσας για να πάρει το Arduino να εξάγει ήχο 10-bit χρησιμοποιώντας μόνο 2 ακίδες. Κράτησα με τις προτεινόμενες βαθμολογημένες αντιστάσεις του 1.5K ως τιμή 8-bit και 390K ως προστιθέμενη τιμή 2-bit (η οποία είναι βασικά 1.5K x 256). Από εκεί έβγαλα τα υπόλοιπα. Τα συστατικά του σταδίου εξόδου ήταν περιττά επειδή ο ήχος δεν πήγαινε σε έξοδο, αλλά μάλλον στο νέο στάδιο μίξης ήχου.

Έξοδος μίξερ Η έξοδος εφέ από το Arduino πηγαίνει σε ένα δοχείο 100K που είναι συνδεδεμένο με τον ενισχυτή του μίξερ ήχου. Αυτό το δοχείο χρησιμοποιείται στη συνέχεια σε συνδυασμό με το καθαρό σήμα που προέρχεται από το άλλο ποτενσιόμετρο 100K για να αναμειχθεί η ένταση των δύο σημάτων μαζί στον ενισχυτή λειτουργίας.

Ο δεύτερος ενισχυτής op στο TL082 αναμειγνύει ταυτόχρονα τα ηχητικά σήματα και αντιστρέφει το σήμα για άλλη μια φορά για να το επαναφέρει στη φάση με το αρχικό σήμα της κιθάρας. Από εδώ το σήμα περνάει από έναν πυκνωτή μπλοκαρίσματος 1uF DC και τέλος στην υποδοχή εξόδου.

Διακόπτης παράκαμψης Ο διακόπτης παράκαμψης εναλλάσσεται μεταξύ του κυκλώματος εφέ και της υποδοχής εξόδου. Με άλλα λόγια, είτε κατευθύνει τον εισερχόμενο ήχο στο TL082 και το Arduino, είτε τα παραλείπει όλα αυτά και στέλνει την είσοδο κατευθείαν στην υποδοχή εξόδου χωρίς καμία αλλαγή. Στην ουσία, παρακάμπτει τα εφέ (και ως εκ τούτου, είναι ένας διακόπτης παράκαμψης).

Έχω συμπεριλάβει το αρχείο Fritzing για αυτό το κύκλωμα αν θέλετε να το δείτε πιο προσεκτικά. Η προβολή του πίνακα και η σχηματική προβολή πρέπει να είναι σχετικά ακριβείς. Ωστόσο, η προβολή PCB δεν έχει αγγιστεί και πιθανότατα δεν θα λειτουργήσει καθόλου. Αυτό το αρχείο δεν περιλαμβάνει τις υποδοχές εισόδου και εξόδου.

Βήμα 9: Κόψτε αγκύλες

Κόψτε δύο αγκύλες χρησιμοποιώντας το αρχείο προτύπου που επισυνάπτεται σε αυτό το βήμα. Και τα δύο πρέπει να κοπούν από μη αγώγιμο υλικό.

Έκοψα τον μεγαλύτερο βραχίονα βάσης από ένα λεπτό στρώμα φελλού και τον μικρότερο βραχίονα ποτενσιόμετρου από καουτσούκ 1/8.

Βήμα 10: Εισαγάγετε κουμπιά

Τοποθετήστε το ελαστικό στήριγμα στο εσωτερικό της θήκης έτσι ώστε να ευθυγραμμίζεται με τις τρύπες.

Τοποθετήστε τα ποτενσιόμετρα προς τα πάνω μέσω του λαστιχένιου βραχίονα και των οπών 9/32 στη θήκη και ασφαλίστε τα σταθερά στη θέση τους με παξιμάδια.

Τοποθετήστε τον περιστροφικό διακόπτη με τον ίδιο τρόπο στη μεγαλύτερη τρύπα 5/16.

Βήμα 11: Περικοπή

Εάν χρησιμοποιείτε ποτενσιόμετρα μεγάλου άξονα ή περιστροφικούς διακόπτες, κόψτε τα έτσι ώστε οι άξονες να έχουν μήκος 3/8.

Χρησιμοποίησα ένα Dremel με μεταλλικό τροχό κοπής, αλλά και ένα πριόνι θα κάνει τη δουλειά επίσης.

Βήμα 12: Αλλαγή

Τοποθετήστε τον διακόπτη ποδιών στη μεγαλύτερη τρύπα 1/2 και ασφαλίστε τον στη θέση του με το παξιμάδι στερέωσης.

Βήμα 13: Στερεοφωνικά βύσματα

Θα χρησιμοποιήσουμε στερεοφωνικά βύσματα για αυτό που είναι βασικά ένα μονοκύκλωμα. Ο λόγος για αυτό είναι ότι η στερεοφωνική σύνδεση θα χρησιμεύσει πραγματικά ως διακόπτης ισχύος για το πεντάλ.

Ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί αυτό είναι ότι όταν τοποθετούνται μονό βύσματα σε κάθε μία από τις υποδοχές, συνδέει τη σύνδεση γείωσης των μπαταριών (η οποία συνδέεται στη στερεοφωνική γλωττίδα) με τη σύνδεση γείωσης στο βαρέλι. Έτσι, μόνο όταν τοποθετηθούν και οι δύο υποδοχές μπορούν να γειώσουν τη ροή από την μπαταρία στο Arduino και να ολοκληρώσουν το κύκλωμα.

Για να λειτουργήσει αυτό, συνδέστε πρώτα τις γλωττίδες γείωσης σε κάθε γρύλο με ένα κοντό κομμάτι σύρμα.

Στη συνέχεια, συνδέστε το μαύρο καλώδιο από το κουμπί μπαταρίας σε μία από τις στερεοφωνικές καρτέλες ήχου. Αυτή είναι η μικρότερη καρτέλα που αγγίζει την υποδοχή περίπου στο μισό του βύσματος.

Συνδέστε ένα μαύρο καλώδιο 6 στην άλλη στερεοφωνική καρτέλα στην άλλη υποδοχή.

Τέλος, συνδέστε ένα κόκκινο καλώδιο 6 στις μονοφωνικές γλωττίδες σε κάθε μία από τις υποδοχές. Αυτή είναι η μεγάλη καρτέλα που αγγίζει την άκρη του αρσενικού μονοφωνικού βύσματος.

Βήμα 14: Εισαγάγετε βύσματα

Τοποθετήστε τις δύο υποδοχές ήχου στις δύο οπές στο πλάι της θήκης και ασφαλίστε τις στη θέση τους με τα παξιμάδια στερέωσης.

Μόλις εγκατασταθεί, βεβαιωθείτε ότι καμία από τις μεταλλικές γλωττίδες στην υποδοχή δεν αγγίζει το σώμα των ποτενσιόμετρων. Κάντε προσαρμογές όπως απαιτείται.

Βήμα 15: Καλώδιο του διακόπτη

Συνδέστε ένα από τα εξωτερικά ζεύγη του διακόπτη DPDT στολίδι μαζί.

Συνδέστε μία από τις υποδοχές σε μία από τις κεντρικές ακίδες του διακόπτη. Συνδέστε την άλλη υποδοχή στον άλλο κεντρικό πείρο.

Συνδέστε ένα καλώδιο 6 σε κάθε έναν από τους υπόλοιπους εξωτερικούς πείρους του διακόπτη.

Το σύρμα που ευθυγραμμίζεται με την υποδοχή στα δεξιά πρέπει να είναι η είσοδος. Το καλώδιο που ευθυγραμμίζεται με τον διακόπτη στα αριστερά πρέπει να είναι η έξοδος.

Βήμα 16: Ολοκληρώστε την καλωδίωση

Κόψτε τα καλώδια που είναι προσαρτημένα στα εξαρτήματα που είναι εγκατεστημένα μέσα στη θήκη για να αφαιρέσετε τυχόν χαλάρωση πριν τα κολλήσετε στην ασπίδα Arduino.

Συνδέστε τα στην ασπίδα Arduino όπως καθορίζεται στο σχήμα.

Βήμα 17: Φελλός

Τοποθετήστε το χαλί από φελλό στο εσωτερικό του καπακιού της θήκης. Αυτό θα κρατήσει τις καρφίτσες στο Arduino να μην βραχυκυκλώσουν στο μέταλλο της θήκης.

Βήμα 18: Πρόγραμμα

Ο κώδικας ότι αυτό το πεντάλ βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στο ArduinoDSP που γράφτηκε από τον Kyle McDonald. Έκανε μερικά φανταχτερά πράγματα όπως μπέρδεμα με τους καταχωρητές για τη βελτιστοποίηση των ακίδων PWM και την αλλαγή της αναλογικής τάσης αναφοράς. Για να μάθετε περισσότερα για το πώς λειτουργεί ο κωδικός του, ανατρέξτε στο Instructable.

Ένα από τα αγαπημένα μου εφέ σε αυτό το πεντάλ είναι μια μικρή καθυστέρηση ήχου (παραμόρφωσης). Εμπνεύστηκα να δοκιμάσω να δημιουργήσω μια γραμμή καθυστέρησης αφού είδα αυτόν τον πολύ απλό κώδικα που δημοσιεύτηκε στο ιστολόγιο Little Scale.

Το Arduino δεν έχει σχεδιαστεί για επεξεργασία σήματος ήχου σε πραγματικό χρόνο και αυτός ο κώδικας απαιτεί τόσο μνήμη όσο και επεξεργαστή. Ο κώδικας που βασίζεται στην καθυστέρηση ήχου είναι ιδιαίτερα εντατικός στη μνήμη. Υποψιάζομαι ότι η προσθήκη ενός μεμονωμένου τσιπ ADC και εξωτερικής μνήμης RAM θα βελτιώσει σημαντικά την ικανότητα αυτού του πεντάλ να κάνει φοβερά πράγματα.

Υπάρχουν 6 σημεία για διαφορετικά εφέ στον κώδικα μου, αλλά έχω συμπεριλάβει μόνο 5. Έχω αφήσει ένα κενό σημείο στον κώδικα για να σχεδιάσετε και να εισαγάγετε το δικό σας εφέ. Τούτου λεχθέντος, μπορείτε να αντικαταστήσετε οποιαδήποτε υποδοχή με οποιονδήποτε κωδικό θέλετε. Ωστόσο, να έχετε κατά νου ότι η προσπάθεια να κάνετε οτιδήποτε πολύ φανταχτερό θα συντρίψει το τσιπ και δεν θα συμβεί τίποτα.

Κατεβάστε τον κωδικό που επισυνάπτεται σε αυτό το βήμα.

Βήμα 19: Προσάρτηση

Συνδέστε το Arduino στην ασπίδα μέσα στη θήκη.

Βήμα 20: Ισχύς

Συνδέστε την μπαταρία 9V στην υποδοχή μπαταρίας 9V.

Τοποθετήστε προσεκτικά την μπαταρία μεταξύ του διακόπτη DPDT και του Arduino.

Βήμα 21: Η υπόθεση έκλεισε

Βάλτε το καπάκι και βιδώστε το.

Βήμα 22: Κουμπιά

Τοποθετήστε τα κουμπιά στο ποτενσιόμετρο και στους άξονες περιστροφικού διακόπτη.

Κλειδώστε τα στη θέση τους σφίγγοντας τις σταθερές βίδες.

Βήμα 23: Plug and Play

Συνδέστε την κιθάρα σας στην είσοδο, συνδέστε έναν ενισχυτή στην έξοδο και βγάλτε rock out.

Το βρήκατε χρήσιμο, διασκεδαστικό ή διασκεδαστικό; Ακολουθήστε @madeineuphoria για να δείτε τα τελευταία έργα μου.