Table of Contents

Vlad-Alexandru FLOREA (78767) - Motor Tuner

Autorul poate fi contactat la adresa: Login pentru adresa

Introducere

Proiectul are ca scop construirea unui acordor automat pentru chitare electrice (sau electro-acustice). Acest acordor se va interpune în lanțul de semnal dintre chitară si amplificator, va prelua semnalul de la chitară (atunci când este activat), iar pe baza frecvențelor recepționate va ajusta cu ajutorul unui motor/unor motoare electrice poziția cheilor de acordare de pe chitară, până când acestea ajung în poziția corectă.

Am ales să construiesc un dispozitiv de acest tip după ce am văzut o prezentare pe YouTube pentru “Tronical Tune” (dfQgqjFJc74).

Consider că acest proiect va fi util atât pentru mine cât și pentru ceilalți, deoarece elimină singura parte plictisitoare din cântatul la chitară și anume, acordatul instrumentului. De asemenea, un acordor automat va putea comuta într-un timp foarte scurt între mai multe variante de acordaj (E Standard, Drop D, Drop C, D Standard, etc.) pentru a face rapid trecerea între diverse melodii, un proces anevoios și de durată atunci când este executat manual.

Descriere generală

Așa cum am menționat mai sus, acordorul se va interpune în lanțul de semnal dintre chitară si amplificator, semnalul va circula prin el, iar la acționarea butonului de bypass de catre utilizator acesta se va activa și va prelua semnalul de la chitară, având ca efect și întreruperea semnalului către amplificator. Utilizatorul va acționa fiecare coardă de pe chitară in succesiune rapidă, iar acordorul va arăta pe ecran starea fiecărei corzi și va ajusta cheile de acordaj corespunzător cu ajutorul motorului/motoarelor. Atunci când utilizatorul este mulțumit de rezultat acesta va apăsa din nou butonul de bypass pentru a comuta semnalul înapoi către amplificator.

Hardware Design

Piese necesare:

Schema electrică:

Datorită zgomotului nedorit foarte mare prezent la intrare, am ales să construiesc un circuit de preamplificare care să facă legătura între semnalul de la chitară și intrarea ADC0 (am folosit prin urmare ADC-ul cu gain 1x și nu 10x așa cum am scris în schema inițială; în combinație cu referința internă de tensiune de 2.56 V). Am înlocuit filtrul trece jos din schema inițială cu următorul montaj:

În concluzie schema electrică finală arată astfel:

Am adăugat 2 butoane pentru a selecta coarda ce urmează a fi acordată. Dacă se apasă aceste butoane simultan se va putea trece într-un acordaj diferit (D Standard, Drop D, etc.). Am adăugat alte 2 butoane pentru a putea controla manual motorul în cazul în care acesta a rămas intr-o poziție neconfortabliă sau atunci când se dorește schimbarea corzilor. Dacă se apasă simultan aceste două butoane se va inversa sensul de rotație al motorului în procesul de acordare automată.

Software Design

Pentru determinarea frecvenței am utilizat algoritmul scris de Amanda Ghassaei (prezent în majoritatea tutorialelor de guitar tuner cu Arduino) http://www.instructables.com/id/Arduino-Guitar-Tuner/.

Am utilizat ADC-ul cu referința de tensiune internă de 2.56V, în modul auto-trigger, prescaler 32, și rezolutie 8 biți, folosind rezultatul din ADCH pentru rularea algoritmului din tutorialul de mai sus.

Am folosit intrucțiuni pentru printare pe LCD din biblioteca lcd.h pusă la dispoziție în cadrul laboratorului.

Pentru debugging am folosit un cablu UART și biblioteca usart.h din cadrul laboratorului.

Pentru controlul motorului am generat un semnal PWM pe ieșirea OC0A, care va comanda driverul. Motorul este contolat proporțional cu eroarea măsurată între frecvența dorită si cea actuală. Am utilizat în acest scop encoderul motorului și am măsurat cu o întrerupere GPIO numărul de tranziții din semnalul generat de acesta. În cazul motorului meu, encoderul generează 16 tranziții ale semnalului pentru o rotație completă a axului. Știind ca pe motor este montat un reductor 1:380, înseamnă că pentru 16 * 380 tranziții ale semnalului de pe encoder axul exterior va face o rotație completă, astfel putem ști exact unghiul la care vom roti motorul. Totuși, puteam folosi și un motor fără encoder pe care să îl controlez similar, de data aceasta proporțional în domeniul timp, cu ajutorul unui timer.

Descrierea codului aplicaţiei (firmware):

Rezultate Obţinute

Am reușit să obțin o precizie de +/- 1 sau 2 Hz, cu ajutorul configurației de preamplificare din schema de mai sus și a algoritmului din tutorialul respectiv.

Rezultatul final: https://www.youtube.com/watch?v=fRMH0eJ9VBY

Concluzii

Deși am plecat de la “Tronical Tune” (dfQgqjFJc74) m-am inspirat de la un alt tuner, cu un singur motor, “ROADIE” www.roadietuner.com, pentru simplitatea părtii mecanice.

Sunt sincer surprins că am reușit până la urmă sa obțin un tuner functional, cu o precizie foarte bună, care chiar îmi va fi util de acum înainte pentru a trece rapid între acordaje, a re-acorda chitara atunci când se dezacordează, și chiar pentru a schimba mai rapid corzile (folosind motorul electric în modul manual pentru infășurarea acestora pe cheițe).

Desigur montajul meu nu se compără cu variantele comerciale ca precizie sau rapiditate, însa pentru un montaj construit în timpul liber, la o fracțiune din cost și fără scule specializate a ieșit chiar foarte bine. Pot spune că sunt mulțumit de rezultatul final.

Download

Arhiva cu surse si Makefile:

final_code_mototuner.zip

Jurnal

Bibliografie/Resurse