Rámček ATMega1284 Quad Opamp Effects: 4 kroky (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Stomp Shield pre Arduino od Open Music Labs používa ako box pre gitarové efekty Arduino Uno a štyri operačné zosilňovače. Podobne ako predchádzajúci návod, ktorý ukazuje, ako prenášať Electrosmash Uno Pedalshield, som tiež preniesol pole Open Music Labs Guitar Effects do ATMega1284P, ktorý má osemkrát viac pamäte RAM ako Uno (16 kB oproti 2 kB).

V porovnaní s predchádzajúcim pokynom pomocou efektovej jednotky ATMega1284 má tento box nasledujúce výhody:

(1) Má mixér, ktorý mieša nespracovaný signál so spracovaným signálom MCU - to znamená, že kvalita signálu na výstupe je oveľa lepšia.

(2) Vykonáva 16 -bitové výstupné spracovanie pre dva výstupy PWM, pričom predchádzajúci efektový box používa 8 bitov pre niektoré z príkladov, ako je napríklad efekt oneskorenia.

(3) Má potenciometer so spätnou väzbou, ktorý je možné použiť na zvýšenie efektov - obzvlášť pri efekte flanger/phaser asi 30 -percentná spätná väzba výrazne zvyšuje kvalitu efektu.

(4) Frekvencia dolnopriepustného filtra je 10 kHz v porovnaní s 5 kHz predchádzajúceho efektového poľa - to znamená, že signál na výstupe znie výrazne „jasnejšie“.

(5) Používa iný spúšťač prerušenia, čo môže vysvetliť výrazne nižšiu hladinu hluku uvedenú v tomto boxe efektov.

Začal som obložením chleba v Stompbox Shield spoločnosti Open Music Labs so sídlom v Uno a výkon tohto štyroch obvodov na spracovanie signálu OpAmp (dokonca aj pri použití Arduino Uno) ma natoľko zaujal, že som ho preniesol na stripboard na trvalejšie používanie.

Do ATMega1284 bol potom prenesený ten istý obvod operačného zosilňovača a kód DSP-opäť prekvapivo na rozdiel od nepodstatných zmien, ako je priradenie prepínačov a diódy LED k inému portu a pridelenie 7 000 kiloslov namiesto 1 000. kilo-slova RAM pre vyrovnávaciu pamäť oneskorenia, v zdrojovom kóde bolo potrebné vykonať iba dve zásadné zmeny, a to zmenu na ADC0 z ADC2 a zmenu výstupov Timer1/PWM OC1A a OC1B z portu B na zariadení Uno na port D (PD5 a PD4) na ATMega1284.

Ako už bolo uvedené vyššie, aj keď sú k dispozícii vývojové dosky pre ATMega1284 (Github: MCUdude MightyCore), je ľahké si kúpiť holý čip (bez bootloadera) (kúpiť verziu PDIP, ktorá je vhodná na chlieb a dosky), potom načítajte vidlicu Mark Pendrith bootloadera Maniacbug Mighty-1284p Core Optiboot alebo MCUdude Mightycore pomocou Uno ako programátora ISP a potom znova načítajte náčrty cez Uno do AtMega1284. Podrobnosti a odkazy na tento proces sú uvedené v prílohe 1 predchádzajúceho pokynu.

Krok 1: Zoznam dielov

ATMega1284P (verzia balíka PDIP so 40 kolíkmi) Arduino Uno R3 (používa sa ako ISP na prenos zavádzača a náčrtov do ATMega1284) OpAmp MCP6004 quad OpAmp (alebo podobný RRIO (Rail and Rail Input and Output) OpAmp, napríklad TLC2274) 1 x Červená LED 1 x 16 MHz kryštál 2 x 27 pF kondenzátory 1 x 3n9 kondenzátor 1 x 1n2 kondenzátor 1 x 820pF kondenzátor 2 x 120 pF kondenzátor 4 x 100n kondenzátory 3 x 10uF 16v elektrolytické kondenzátory 4 x 75k odpory 4 x 3k9 odpory 1 x 36k odpor 1 x 24k odpor 2 x 1M odpory 1 x 470 ohm odpor 3 x 1k odpory 2 x 50k potenciometre (lineárne) 1 x 10k potenciometer (lineárne) 3 x tlačidlové spínače (jeden z nich by mal byť nahradený 3-pólovým 2- way footswitch if the effect box will be used for live work)

Krok 2: Konštrukcia

Okruh 1 ukazuje použitý obvod a Stripboard 1 je jeho fyzickým znázornením (Fritzing 1) s fotografiou 1, ktorý zobrazuje skutočný obvod s chlebom v prevádzke. Uskutočnili sa tri malé zmeny obvodu: Zdieľaná odchýlka zosilňovača na úrovni polovičnej zásoby sa používa pre tri stupne OpAmp, paralelné odpory 3 x 75k a 2 x 75k ohmov boli nahradené jednoduchými odpormi 24k a 36k a spätnoväzbové kondenzátory boli zvýšené na 120 pF pre tieto dve fázy OpAmp. Otočný ovládač bol nahradený dvoma tlačidlami, ktoré slúžia na zvýšenie alebo zníženie parametrov efektov. Trojvodičové pripojenie k ATMega1284 je na obvode znázornené ako ADC na kolíku 40, PWMlow od kolíka 19 a PWMhigh od kolíka 18. Tri tlačidlá sú pripojené k pinom 1, 36 a 35 a uzemnené na druhom konci. LED dióda je na pin 2 pripojená cez odpor 470.

Fázy vstupu a výstupu OpAmp: Je dôležité, aby sa používal RRO alebo výhodne RRIO OpAmp, pretože je potrebný veľký výkyv napätia na výstupe OpAmp k ADC ATMega1284. Zoznam dielov obsahuje množstvo alternatívnych typov operačných zosilňovačov. Potenciometer 50k sa používa na úpravu vstupného zosilnenia na úroveň tesne pod akýmkoľvek skreslením a môže sa použiť aj na úpravu vstupnej citlivosti pre iný vstupný zdroj ako pre gitaru, ako je napríklad prehrávač hudby. Druhý vstupný stupeň OpAmp a prvý výstupný stupeň operačného zosilňovača majú RC filter vyššieho rádu na odstránenie digitálne generovaného šumu MCU zo zvukového toku.

Fáza ADC: ADC je nakonfigurovaný na čítanie pomocou prerušenia časovača. Medzi pin AREF ATMega1284 a zem by mal byť zapojený kondenzátor 100nF, aby sa znížil šum, pretože ako referenčné napätie sa používa interný zdroj Vcc - NEPRIPÁJAJTE pin AREF na +5 voltov priamo!

Fáza DAC PWM: Pretože ATMega1284 nemá vlastný DAC, výstupné zvukové vlny sa generujú pomocou modulácie šírky impulzov RC filtra. Dva výstupy PWM na PD4 a PD5 sú nastavené ako vysoké a nízke bajty zvukového výstupu a zmiešané s dvoma odpormi (3k9 a 1M) v pomere 1: 256 (nízky bajt a vysoký bajt) - ktorý generuje zvukový výstup.

Krok 3: Softvér

Tento softvér je založený na náčrtoch pedálového pedálu Open Music Labs a sú zahrnuté dva príklady, a to efekt flanger/phaser a efekt oneskorenia. Opäť, ako v predchádzajúcom pokyne, prepínače a diódy LED boli presunuté na iné porty, ako sú porty používané programátorom ISP (SCLK, MISO, MOSI a Reset).

Vyrovnávacia pamäť oneskorenia sa zvýšila z 1 000 slov na 7 000 slov a ako výstup pre dva signály PWM bol nastavený PortD. Aj napriek nárastu vyrovnávacej pamäte oneskorenia skica stále používa iba asi 75% dostupnej pamäte ATMega1284 16 kB RAM.

Ďalšie príklady, ako napríklad tremolo z webovej stránky Open Music Labs pre pedalSHIELD Uno, je možné prispôsobiť na použitie v zariadení Mega1284 zmenou zahrňovacieho hlavičkového súboru Stompshield.h:

(1) Zmeniť DDRB | = 0x06; // nastavenie výstupov pwm (piny 9, 10) na výstup doDDRD | = 0x30;

a

ADMUX = 0x62; // úprava doľava, adc2, interný vcc ako odkaz na ADMUX = 0x60; // úprava doľava, adc0, interný vcc ako referencia // Tieto zmeny sú IBA zásadnými zmenami kódu // pri prenose z Uno do ATMega1284

V prípade dvoch tu zahrnutých príkladov je súbor záhlavia zahrnutý v náčrte - t.j. nie je potrebné používať žiadne súbory záhlavia

Na zvýšenie alebo zníženie účinku v niektorých náčrtoch sa používajú tlačidlá 1 a 2. V príklade oneskorenia zvýši alebo zníži čas oneskorenia. Pri prvom načítaní sa skica spustí s efektom maximálneho oneskorenia. V prípade skica flanger phaser sa pokúste zvýšiť ovládanie spätnej väzby, aby ste získali vylepšený efekt.

Ak chcete zmeniť oneskorenie na efekt ozveny (pridať opakovanie), zmeňte riadok:

buffer [umiestnenie] = vstup; // uloženie novej vzorky

do

buffer [umiestnenie] = (vstup + buffer [umiestnenie]) >> 1; // Použite to na echo efekt

Nožný spínač by mal byť trojpólový obojsmerný spínač

Krok 4: Odkazy

Elektrosmash

Otvorte aplikáciu Music Labs Music

Efektový pedál ATMega