Show page

Differences

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

--- pm:prj2025:rnedelcu:dan_andrei.cretu03 [2025/05/27 13:32]
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>
@@ Line 41: / 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):
+}
-Am dezvoltat componenta software a poriectului in Arduino IDE, care s-a demonstrat util datorita usurintei de utilizare.
+</code>
-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).
-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.
-Semnalul de la portul jack de input este aduc la o frecventa mai prietenoasa pentru arduino, unde este apoi prelucrat.
+ * Overdirve
-Pentru prelucrarea semnalului in sine am folosit intreruperi, iar pentru transmiterea semnalului procesat mai departe spre portul de output am folosit PWM.
+<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
+#define REVERB_BUFFER_SIZE 1000  // Adjust based on available RAM
+#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
+#define MAX_EFFECT 5
+</code>
+Acest software permite utilizatorului să comute dinamic între efecte și să obțină sunete expresive folosind doar hardware minim și procesare digitală în timp real.
-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 112: / 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>