Show page

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- pm:prj2025:rnedelcu:dan_andrei.cretu03 [2025/05/27 13:26]
dan_andrei.cretu03 [Introducere]
+++ pm:prj2025:rnedelcu:dan_andrei.cretu03 [2025/05/28 14:57] (current)
dan_andrei.cretu03 [Rezultate Obţinute]
@@ Line 1: / Line 1: @@
-Pedală de efect pentru chitară electrică
+===== Pedală de efect pentru chitară electrică =====
-===== Introducere =====
 <note tip>
 Acest proiect constă în realizarea unei pedale de efect audio pentru chitară electrică, care aplică mai multe efecte sonore:
-Overdrive – pentru a satura semnalul și a obține un sunet distorsionat, specific rock-ului clasic
+Overdrive – pentru a satura semnalul și a obține un sunet distorsionat, specific rock-ului clasic.
-Tremolo – pentru a modula volumul semnalului audio într-o manieră periodică
+Tremolo – pentru a modula volumul semnalului audio într-o manieră periodică.
-Reverb - simuleaza modul in care sunetul se reflecta si se estompeaza intr-un spatiu inchis
+Reverb – simulează modul în care sunetul se reflectă și se estompează într-un spațiu închis.
-Efectele sunt controlate de un microcontroller Arduino UNO R3, folosind componente precum DAC (digital to analog converter), PWM (pentru modularea semnalului audio) și GPIO (pentru controlul selectiei efectelor prin butoane).
+Efectele sunt controlate de un microcontroler Arduino UNO R3, folosind componente precum DAC (digital to analog converter), PWM (pentru modularea semnalului audio) și GPIO (pentru controlul selecției efectelor prin butoane).
 Scopul proiectului este de a crea o pedală de chitară digitală, compactă și personalizabilă, care poate fi utilizată în locul unor pedale comerciale, costisitoare sau rigide ca funcționalitate.
@@ Line 19: / Line 18: @@
 ===== Descriere generală =====
-<note tip>
+<note tip> Proiectul meu presupune realizarea unei pedale de efect pentru chitară electrică care include efecte audio clasice, precum overdrive și tremolo. Scopul pedalei este de a îmbunătăți experiența sonoră a chitaristului, aducând un sunet distorsionat (overdrive) și un efect de modulație al volumului (tremolo). Pedala va fi controlată printr-un microcontroler care va procesa semnalul audio.
-Proiectul meu presupune realizarea unei pedale de efect pentru chitară electrică care include două efecte audio clasice: overdrive și tremolo. Scopul pedalei este de a îmbunătăți experiența sonoră a chitaristului, aducând un sunet distorsionat (overdrive) și un efect de modulație al volumului (tremolo). Pedala va fi controlată printr-un microcontroller care va procesa semnalul audio și va permite ajustarea parametrilor efectelor prin potențiometre.
 Pedala va include următoarele module:
-  * Intrare și ieșire audio: Semnalul audio al chitarei va fi preluat și trimis prin intermediul jack-urilor audio standard.
+Intrare și ieșire audio: Semnalul audio al chitarei va fi preluat și trimis prin intermediul jack-urilor audio standard.
-  * Microcontroller: Modulul principal de procesare a semnalului, care controlează efectele de overdrive și tremolo, prin algoritmi software.
+Microcontroler: Modulul principal de procesare a semnalului, care controlează efectele, prin algoritmi software.
-  * Control prin potențiometre: Utilizatorul va putea ajusta intensitatea overdrive-ului și rata/depth-ul tremolo-ului.
+Selecție: Efectele pot fi selectate cu ajutorul unui buton.
-  * Interfață vizuală: Va include un display LCD/LED care va afișa informații despre statusul efectului activ și setările curente.
 Interacțiunea dintre module:
-Semnalul audio intră în sistem prin jack-ul de intrare, este procesat de microcontroller, iar semnalul procesat iese prin jack-ul de ieșire.
+Semnalul audio intră în sistem prin jack-ul de intrare, este procesat de microcontroler, iar semnalul procesat iese prin jack-ul de ieșire.
-Utilizatorul poate ajusta efectele în timp real folosind potențiometrele.
+Utilizatorul poate ajusta efectele în timp real folosind butoane.
-Microcontrollerul controlează aplicațiile de overdrive și tremolo prin algoritmi, iar statusul și setările sunt vizualizate pe interfața vizuală.
+Microcontrolerul controlează aplicațiile prin algoritmi.
 </note>
@@ Line 45: / Line 40: @@
 Listă de componente hardware
-Microcontroller: STM32F103C8T6
+Microcontroller: Arduino UNO R3
-Control analog: 2x Potențiometre liniare 10kΩ – pentru reglaj: gain (overdrive) și rate/Depth (tremolo)
+Control: Buton simplu
-Intrare/ieșire audio:
+Intrare/ieșire audio: 2x Jack mono 6.35mm (1/4”) cu pini PCB – pentru intrare/ieșire chitară
-  * 2x Jack mono 6.35mm (1/4”) cu pini PCB – pentru intrare/ieșire chitară
-  * 2x Condensatori de cuplare audio (100nF – 1µF) – blocare componentă DC
-Rezistențe 10kΩ – 100kΩ – pentru atenuare și biasare semnal audio
+Rezistențe si condensatoare pentru atenuare si filtrarea semnalului
-Overdrive stage:
+Overdrive stage: DAC, unde ma intereseaza in mod special amplificatorul operational si diodele pentru amplificarea si clipping-ul semnalului
-  * 2x Diodă 1N4148 / LED-uri rosii (clipping simetric) – pentru distorsionare semnal
-  * Op-amp (ex: LM358, TL072, NE5532) – opțional, dacă vrei overdrive analog (în loc de simulare digitală)
+Fire
-Tremolo stage:
+Rezistenta de 5k legata la masa creeaza un divizor de tensiune, stabilizand semnalul ce vine de la chitara.
-PWM pin de la microcontroller – pentru modulație volum
-  * 1x MOSFET N-channel (ex: 2N7000 sau IRF540N) – control volum semnal
+Condensatorul de 0.47 µF de la intrare protejeaza restul componentelor de tensiuni nedorite si pastreaza numai variatiile audio utile. (cel putin in teorie)
-  * 1x Condensator electrolitic (10µF – 100µF) – smoothing PWM dacă ai nevoie
+Filtrul trece jos de la iesire elimina zgomotele nedorite.
-Alte periferice:
+{{:pm:prj2025:rnedelcu:hardware_pedala.jpeg?600|}}
-  * LCD I2C 16x2 – afișaj pentru parametri efect
+</note>
-  * Encoder rotativ sau butoane – opțional, pentru schimbare moduri/parametri
+===== Software Design =====
-  * Buzzer piezo – opțional, semnal de pornire/operații
-Alimentare:
+<note tip>
-  * Sursă de alimentare 9V DC sau baterie
+Software-ul este scris în limbajul Arduino și rulează pe un microcontroller Arduino UNO R3. Acesta procesează semnalul audio de la o chitară electrică în timp real și aplică unul dintre cele cinci efecte sonore: bypass, overdrive, tremolo și reverb.
-  * Regulator de tensiune 3.3V/5V (AMS1117 sau LM7805) – în funcție de cerințele microcontrollerului
+Structura principală a programului include:
-Conectică & prototipare:
+Citirea semnalului audio analogic de la chitară (pin A0).
-  * Breadboard mare
-  * Fire jumper
+<code c++>
+lastButtonState = buttonState;
-  * Pin headers
+  unsigned int raw = analogRead(ADC_PIN);
+  raw = (raw + 1) / 4 - 1;
-  * Fire audio ecranate (pentru conexiuni curate)
+  unsigned int out = applyEffect(((float)raw) / SIGNAL_MAX) * SIGNAL_MAX;
+</code>
-  * LED pentru stare sistem
+Prelucrarea semnalului prin funcții specifice fiecărui efect audio (distorsiune, tremolo, reverb etc.).
- Rezistență 330Ω pentru LED
+ * Tremolo
-{{:pm:prj2025:rnedelcu:hardware_dan.jpeg?400|}}
+<code c++>
-</note>
-===== Software Design =====
+int index = 0;
+float applyTremolo(float x) {
+  // version 1
+  index++;
+  float Fs = TIMER / 8.0f;
+  float Fx = 5.0f;
+  float alpha = 0.25f;
+  float trem = (1.1f + alpha * sin(2.0f * M_PI * index * (Fx / Fs)));
-<note tip>
+  return trem * x * 2.0f;
-Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
+}
+</code>
+ * Overdirve
+<code c++>
+float applyDistortion(float x) {
+  x *= 1.75f;
+  if (x > 1.0f) x = 1.0f;
+  if (x < 0.0f) x = 0.0f;
+  float y;
+  if (x < 0.2f)
+    y = 0.0f;
+  else if (x > 0.7f)
+    y = 1.0f;
+  else
+    y = x * x * (3 - 2 * x);  // Smooth curve in between
+  return y;
+}
+</code>
+ * Reverb
+<code c++>
+uint8_t reverbBuffer[REVERB_BUFFER_SIZE];
+int reverbIndex = 0;
+float applyReverb(float x) {
+  // Read the delayed sample from buffer
+  int delayedIndex = (reverbIndex - REVERB_DELAY + REVERB_BUFFER_SIZE) % REVERB_BUFFER_SIZE;
+  float delayedSample = reverbBuffer[delayedIndex] / 255.0f;
+  // Mix current input with decayed delayed sample
+  float out = x + REVERB_DECAY * delayedSample;
+  // Store current output in the buffer
+  reverbBuffer[reverbIndex] = (uint8_t)(adjustAmplitude(out) * 255);
+  reverbIndex = (reverbIndex + 1) % REVERB_BUFFER_SIZE;
+  return adjustAmplitude(out);
+}
+</code>
+Scrierea semnalului procesat pe un DAC extern (PCF8591) pentru ieșirea audio analogică.
+Controlul efectului activ printr-un buton fizic conectat la pinul A1 – fiecare apăsare schimbă efectul curent.
+<code c++>
+   int buttonState = digitalRead(BUTTON);
+   if (lastButtonState == HIGH && buttonState == LOW) {
+     currentEffect = (currentEffect + 1) % MAX_EFFECT;  // Next effect
+     Serial.println(currentEffect);
+     delay(200); // Debounce simplu
+   }
+   lastButtonState = buttonState;
+</code>
+Algoritmi de procesare audio implementați în funcții dedicate fiecărui efect, folosind formule matematice simple și buffer circular (pentru reverb).
+<code c++>
+#define ADC_PIN A0        // Analog input from guitar signal
+#define BUTTON A1
+#define SIGNAL_MAX 255
+#define TIMER 15625
-Am dezvoltat componenta software a poriectului in Arduino IDE, care s-a demonstrat util datorita usurintei de utilizare.
+#define REVERB_BUFFER_SIZE 1000  // Adjust based on available RAM
-In procesul de adaptare a hardware-ului la nevoile proiectului a fost foarte utila optiunea de plotting din aceasta aplicatie, deoarece m-a ajutat sa aleg cele mai bune valori pentru condensatori si rezistente (din partea de prelucrare a semnalului din hardware).
+#define REVERB_DECAY 0.75f       // How much of the echo is preserved
+#define REVERB_DELAY 800         // How far back in time (in samples) the echo is
-In ceea ce priveste implementarea efectului de overdrive, acesta este activat de apasarea unui buton ce modifica o variabila in cod ce marcheaza folosirea efectului de overdrive.
+#define MAX_EFFECT 5
+</code>
-Semnalul de la portul jack de input este aduc la o frecventa mai prietenoasa pentru arduino, unde este apoi prelucrat.
+Acest software permite utilizatorului să comute dinamic între efecte și să obțină sunete expresive folosind doar hardware minim și procesare digitală în timp real.
-Pentru prelucrarea semnalului in sine am folosit intreruperi, iar pentru transmiterea semnalului procesat mai departe spre portul de output am folosit PWM.
-In functia ce prelucreaza semnalul folosesc niste constante pentru gain si boostul semnalului, care sunt apoi aplicate fie pe semnalul cu efect de overdrive, fie pe semnalul curat.
 </note>
@@ Line 116: / Line 183: @@
 <note tip>
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
+Dupa multe incercari, am reusit sa ajung la o versiune finala.
+Partea de hardware ramas mai simpla decat ce mi-as fi dorit, fara valori reglate prin potentiometru.
+Am experimentat cu mai multe efecte, cele mai reusite fiind cel de distors, tremolo si reverb.
+Nu am reusit sa filtrez suficient de bine semnalul astfel incat semnalul ajuns la amplificator sa fie curat.
+ * ADC - analogRead()
+ * I2C - comunicarea cu DAC-ul
+ * GPIO - pinMode
+ * timere pentru tremolo
 </note>
 ===== Concluzii =====
-===== Download =====
+Nu am.
+}===== Download =====
 <note warning>
-O arhivă (sau mai multe dacă este cazul) cu fişierele obţinute în urma realizării proiectului: surse, scheme, etc. Un fişier README, un ChangeLog, un script de compilare şi copiere automată pe uC crează întotdeauna o impresie bună ;-).
+{{:pm:prj2025:rnedelcu:proiect_hau.zip|}}
-Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea **Add Images or other files**. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul **:pm:prj20??:c?** sau **:pm:prj20??:c?:nume_student** (dacă este cazul). **Exemplu:** Dumitru Alin, 331CC -> **:pm:prj2009:cc:dumitru_alin**.
 </note>