Arduino gitaarpedaal: 23 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Het Arduino Gitaarpedaal is een digitaal multi-effectpedaal gebaseerd op het Lo-Fi Arduino Gitaarpedaal, oorspronkelijk gepost door Kyle McDonald. Ik heb een paar wijzigingen aangebracht in zijn oorspronkelijke ontwerp. De meest opvallende veranderingen zijn de ingebouwde voorversterker en de actieve mixertrap waarmee je het zuivere signaal kunt combineren met het effectsignaal. Ik heb ook een stevigere behuizing, voetschakelaar en draaischakelaar toegevoegd om 6 discrete stappen tussen de verschillende effecten te hebben.

Het leuke van dit pedaal is dat het eindeloos kan worden aangepast. Als je een van de effecten niet leuk vindt, programmeer dan gewoon een ander. Op deze manier is het potentieel van dit pedaal grotendeels afhankelijk van je vaardigheden en verbeeldingskracht als programmeur.

Stap 1: Ga spullen halen

Je zal nodig hebben:

(x1) Arduino Uno REV 3 (x1) Maken MakerShield Prototyping Kit (x3) 100K-Ohm Lineair-taper Potentiometer (x1) 2-polige, 6-standen draaischakelaar (x4) Zeshoekige bedieningsknop met aluminium inzetstuk (x1) TL082/ TL082CP Wide Dual JFET Input Op Amp (8-Pin DIP) (x2) 1/4" Stereo Panel-Mount Audio Jack (x4) 1uF condensator * (x2) 47uF condensator * (x1) 0.082µf Condensator (x1) 100pF Condensator * * (x1) 5pf condensator **(x6) 10K Ohm 1/4-Watt weerstand *** (x2) 1M Ohm 1/4-Watt weerstand *** (x1) 390K Ohm 1/4-Watt weerstand *** (x1) 1.5K Ohm 1/4-Watt Weerstand*** (x1) 510K Ohm 1/4-Watt Weerstand *** (x1) 330K Ohm 1/4-Watt Weerstand*** (x1) 4.7K Ohm 1 /4-Watt Weerstand *** (x1) 12K Ohm 1/4-Watt Weerstand *** (x1) 1,2K Ohm 1/4-Watt Weerstand *** (x1) 1K Ohm 1/4-Watt Weerstand ** * (x2) 100K Ohm 1/4-Watt Weerstand *** (x1) 22K Ohm 1/4-Watt Weerstand *** (x1) 33K Ohm 1/4-Watt Weerstand *** (x1) 47K Ohm 1/ 4-Watt weerstand *** (x1) 68K Ohm 1/4-Watt weerstand *** (x1) Heavy-duty 9V klikconnectoren (x1) 90-ft UL-erkende aansluitdraad (x1) 9 Volt Batterij (x1) Doos 'BB' Maat Oranje Poedercoating (x1) DPDT Stompschakelaar (x1) 1/8" x 6" x 6" rubberen mat (x1) 1/8" x 12" x 12 " kurk mat

* Elektrolytische condensatorset. Slechts één kit nodig voor alle gelabelde onderdelen.** Keramische condensatorkit. Slechts één kit nodig voor alle gelabelde onderdelen.*** Koolstoffilmweerstandskit. Alleen kit nodig voor alle gelabelde onderdelen.

Houd er rekening mee dat sommige links op deze pagina Amazon-affiliate links bevatten. Dit verandert niets aan de prijs van de te koop aangeboden artikelen. Ik verdien echter een kleine commissie als je op een van die links klikt en iets koopt. Dit geld herinvesteer ik in materialen en gereedschappen voor toekomstige projecten. Als u een alternatieve suggestie wilt voor een leverancier van een van de onderdelen, laat het me dan weten.

Stap 2: Uitsplitsing van koptekst

Breek de mannelijke kopstrip af zodat deze goed in de Maker Shield-kit past.

Een eenvoudige manier om dit te doen, is door het uiteinde van de strip in elk van de Arduino-sockets te steken en vervolgens de overtollige pinnen af te breken. Je krijgt uiteindelijk 4 stroken van de juiste maat.

Stap 3: Soldeer

Steek de mannelijke header-pinnen in het Maker Shield en soldeer ze op hun plaats.

Stap 4: Sjabloon

Print het bijgevoegde sjabloon uit op vel zelfklevend papier.

Knip elk van de twee vierkanten uit.

(In het bestand wordt het patroon twee keer herhaald om het gebruik van het papier te optimaliseren en voor het geval u een extra patroon nodig heeft.)

Stap 5: Boor

Verwijder de achterkant van de zelfklevende sjabloon en plak deze vierkant op de voorkant van de behuizing.

Boor alle kruisen met een 1/8 boor.

Begin vanaf de linkerkant en maak de eerste drie gaten breder met een boor van 9/32.

Verbreed het laatste gat van de bovenste rij met een 5/16 dillebit.

En verbreed dan het enkelvoudige gat rechtsonder met een 1/2 schoppenbit om de voorkant van de behuizing af te werken.

Trek de zelfklevende sjabloon van de voorkant van de behuizing.

Plak vervolgens de volgende zelfklevende sjabloon op de achterrand. Met andere woorden, plak het op het randvlak dat het dichtst aanligt tegen de gaten van de potentiometer.

Boor de kruisen eerst met gaten van 1/8" en verbreed ze vervolgens met grotere gaten van 3/8".

Trek ook deze sjabloon weg en de behuizing zou klaar moeten zijn.

Stap 6: Bedraad de potten

Bevestig drie 6 -draden aan elk van de potentiometers.

Voor de eenvoud moet u een zwarte aardedraad aan de pin aan de linkerkant bevestigen, een groene signaaldraad aan de pin in het midden en een rode stroomdraad aan de pin aan de rechterkant.

Stap 7: Bedraad de draaischakelaar

Bevestig een 6 zwarte draad aan een van de binnenste pinnen.

Bevestig vervolgens 6 rode draden aan de 3 buitenste pinnen, zowel direct links als rechts van de zwarte binnenpin.

Om er zeker van te zijn dat je dit goed hebt gedaan, kun je overwegen de verbindingen te testen met een multimeter.

Stap 8: Bouw het circuit

Begin met het bouwen van het circuit zoals afgebeeld in het schema. Om het schema groter te zien, klikt u op de kleine "i" in de rechterbovenhoek van de afbeelding.

Maak je tijdens het bouwen van het circuit voorlopig geen zorgen over de potentiometers, draaischakelaar, bypass-schakelaar en ingangsaansluitingen.

Om beter te begrijpen wat je doet, bestaat dit circuit uit een aantal verschillende onderdelen:

Voorversterker De voorversterker gebruikt een van de twee op-versterkers die in de TL082 zijn verpakt. De voorversterker versterkt zowel het gitaarsignaal naar lijnniveau als het signaal omkeert. Als het uit de opamp komt, wordt het signaal verdeeld tussen de Arduino-ingang en de "schone" volumeknop voor de mixer.

Arduino Input De input voor de Arduino is gekopieerd van Kyle's input circuit. Het neemt in feite het audiosignaal van de gitaar en beperkt het tot ongeveer 1,2 V, omdat de aref-spanning in de Arduino is geconfigureerd om te zoeken naar een audiosignaal in dit bereik. Het signaal wordt dan naar analoge pin 0 op de Arduino gestuurd. Vanaf hier converteert de Arduino dit vervolgens naar een digitaal signaal met behulp van de ingebouwde ADC. Dit is een processorintensieve activiteit en waar de meeste Arduino-bronnen worden toegewezen.

U kunt een snellere conversieratio krijgen en meer multiprocessing van het audiosignaal doen met behulp van timer-interrupts. Bekijk deze pagina over Arduino Real-Time Audio Processing voor meer informatie hierover.

Arduino De Arduino is waar alle fancy-shmancy digitale signaalverwerking plaatsvindt. Ik zal later wat meer over de code uitleggen. Voor nu, met betrekking tot de hardware, moet u weten dat er zowel een 100k-potentiometer is aangesloten op analoge pin 3 en een 6-standen draaischakelaar aangesloten op analoge pin 2.

De draaischakelaar met 6 standen werkt op dezelfde manier als een potentiometer, maar in plaats van door een weerstandsbereik te vegen, heeft elke pin een bijbehorende afzonderlijke weerstand. Terwijl u verschillende pinnen selecteert, worden spanningsdelers met verschillende waarden gemaakt.

Aangezien de analoge referentiespanning opnieuw moest worden toegewezen om het inkomende audiosignaal te verwerken, is het belangrijk om aref als spanningsbron te gebruiken, in tegenstelling tot de standaard 5V voor zowel de draaischakelaar als de potentiometer.

Arduino-uitgang De Arduino-uitgang is slechts losjes gebaseerd op Kyle's circuit. Het onderdeel dat ik bewaarde was de gewogen pin-benadering om de Arduino 10-bits audio te laten uitvoeren met slechts 2 pinnen. Ik bleef bij zijn voorgestelde gewogen weerstandsclassificaties van 1,5K als de 8-bits waarde en 390K als de toegevoegde 2-bits waarde (wat in feite 1,5K x 256) is. Van daaruit heb ik de rest gesloopt. Zijn eindtrapcomponenten waren niet nodig omdat de audio niet naar een uitgang ging, maar naar de nieuwe audiomixertrap.

Mixer-uitgang De effectuitgang van de Arduino gaat naar een 100K-pot die is aangesloten op de op-versterker van de audiomixer. Deze pot wordt vervolgens gebruikt in combinatie met het schone signaal van de andere 100K-potentiometer om het volume van de twee signalen in de opamp te mengen.

De tweede opamp op de TL082 is zowel het mixen van de audiosignalen als het omkeren van het signaal om het weer in fase te krijgen met het originele gitaarsignaal. Vanaf hier gaat het signaal via een 1uF DC blokkeercondensator en uiteindelijk naar de uitgangsaansluiting.

Bypass-schakelaar De bypass-schakelaar schakelt tussen het effectcircuit en de uitgangsaansluiting. Met andere woorden, het stuurt de inkomende audio naar de TL082 en de Arduino, of slaat dit allemaal volledig over en stuurt de invoer rechtstreeks naar de uitvoeraansluiting zonder iets te veranderen. In wezen omzeilt het de effecten (en is daarom een bypass-schakelaar).

Ik heb het Fritzing-bestand voor dit circuit bijgevoegd als je het van dichterbij wilt bekijken. De breadboard-weergave en schematische weergave moeten relatief nauwkeurig zijn. De PCB-weergave is echter niet aangeraakt en zal waarschijnlijk helemaal niet werken. Dit bestand bevat niet de ingangs- en uitgangsaansluitingen.

Stap 9: haken knippen

Knip twee haakjes uit met behulp van het sjabloonbestand dat bij deze stap is gevoegd. Ze moeten allebei uit niet-geleidend materiaal worden gesneden.

Ik heb de grotere basisbeugel uit een dunne kurkmat gesneden en de kleinere potentiometerbeugel uit 1/8 rubber.

Stap 10: Knoppen invoegen

Plaats de rubberen beugel aan de binnenkant van de behuizing zodat deze is uitgelijnd met de geboorde gaten.

Steek de potentiometers omhoog door de rubberen beugel en de 9/32 gaten in de behuizing en vergrendel ze stevig op hun plaats met moeren.

Installeer de draaischakelaar op dezelfde manier in het grotere 5/16 gat.

Stap 11: Trimmen

Als u potentiometers met lange assen of draaischakelaars gebruikt, knip ze dan zo af dat de assen 3/8 lang zijn.

Ik gebruikte een Dremel met een metalen snijwiel, maar een ijzerzaag zal het werk ook doen.

Stap 12: Schakelen

Steek de voetschakelaar in het grotere 1/2 -gat en vergrendel hem op zijn plaats met de montagemoer.

Stap 13: Stereo-aansluitingen

We zullen stereo-aansluitingen gebruiken voor wat in wezen een monocircuit is. De reden hiervoor is dat de stereo-aansluiting feitelijk als aan/uit-schakelaar voor het pedaal zal dienen.

De manier waarop dit werkt, is dat wanneer monopluggen in elk van de jacks worden gestoken, het de aarde-aansluiting van de batterij (die is aangesloten op het stereolipje) verbindt met de massa-aansluiting op de loop. Dus alleen wanneer beide aansluitingen zijn geplaatst, kan de stroom van de batterij naar de Arduino worden geaard en het circuit voltooid.

Om dit te laten werken, verbindt u eerst de aardlipjes op elke aansluiting met een kort stuk draad.

Sluit vervolgens de zwarte draad van de batterijklem aan op een van de stereo-audiotabs. Dit is het kleinere lipje dat de aansluiting ongeveer halverwege de stekker raakt.

Sluit een 6 zwarte draad aan op het andere stereotabblad op de andere aansluiting.

Sluit ten slotte een rode draad van 6 aan op de mono-lipjes op elk van de aansluitingen. Dit is het grote lipje dat de punt van de mannelijke monostekker raakt.

Stap 14: Plaats aansluitingen

Steek de twee audio-aansluitingen in de twee gaten in de zijkant van de behuizing en vergrendel ze op hun plaats met hun montagemoeren.

Controleer na installatie of geen van de metalen lipjes op de aansluiting de behuizing van de potentiometers raakt. Maak zo nodig aanpassingen.

Stap 15: Bedraad de schakelaar

Verbind een van de buitenste paren van de DPDT-stompschakelaar met elkaar.

Sluit een van de aansluitingen aan op een van de middelste pinnen op de schakelaar. Sluit de andere aansluiting aan op de andere middelste pin.

Sluit een 6 draad aan op elk van de resterende buitenste pinnen op de schakelaar.

De draad die in lijn ligt met de aansluiting aan de rechterkant, moet de ingang zijn. De draad die in lijn ligt met de schakelaar aan de linkerkant moet de uitgang zijn.

Stap 16: Voltooi de bedrading

Knip de draden af die zijn bevestigd aan de componenten die in de behuizing zijn geïnstalleerd om eventuele speling te verwijderen voordat u ze aan het Arduino-schild soldeert.

Sluit ze aan op het Arduino-schild zoals aangegeven in het schema.

Stap 17: Kurk

Bevestig de kurkmat aan de binnenkant van het deksel van de koffer. Dit zorgt ervoor dat de pinnen op de Arduino niet worden kortgesloten op het metaal van de behuizing.

Stap 18: Programmeren

De code dat dit pedaal grotendeels is gebouwd op ArduinoDSP, is geschreven door Kyle McDonald. Hij deed een paar mooie dingen, zoals rommelen met de registers om de PWM-pinnen te optimaliseren en de analoge referentiespanning te veranderen. Voor meer informatie over hoe zijn code werkt, bekijk zijn Instructable.

Een van mijn favoriete effecten op dit pedaal is een lichte audio (vervorming) vertraging. Ik werd geïnspireerd om te proberen een vertragingslijn te maken nadat ik deze heel eenvoudige code op de Little Scale-blog had gezien.

De Arduino is niet ontworpen voor realtime verwerking van audiosignalen en deze code is zowel geheugen- als processorintensief. De code die is gebaseerd op de audiovertraging is bijzonder geheugenintensief. Ik vermoed dat de toevoeging van een stand-alone ADC-chip en extern RAM het vermogen van dit pedaal om geweldige dingen te doen aanzienlijk zal verbeteren.

Er zijn 6 plekken voor verschillende effecten in mijn code, maar ik heb er maar 5 opgenomen. Ik heb een lege plek in de code gelaten zodat je je eigen effect kunt ontwerpen en invoeren. Dat gezegd hebbende, je kunt elk slot vervangen door elke gewenste code. Houd er echter rekening mee dat het proberen om iets te speciaals te doen, de chip zal overweldigen en ervoor zal zorgen dat er niets gebeurt.

Download de code die bij deze stap hoort.

Stap 19: Bevestigen

Bevestig de Arduino aan het schild in de behuizing.

Stap 20: Stroom

Sluit de 9V-batterij aan op de 9V-batterijconnector.

Plaats de batterij zorgvuldig tussen de DPDT-schakelaar en de Arduino.

Stap 21: Case gesloten

Doe het deksel erop en schroef het dicht.

Stap 22: Knoppen

Plaats de knoppen op de potentiometer en de draaischakelaarassen.

Vergrendel ze op hun plaats door de stelschroeven aan te draaien.

Stap 23: Plug en Play

Sluit je gitaar aan op de ingang, sluit een versterker aan op de uitgang en rock uit.

Vond je dit nuttig, leuk of vermakelijk? Volg @madeineuphoria om mijn laatste projecten te zien.