Tutorial Membuat Tuner Gitar Menggunakan Arduino

Sebelum kita pindah ke elektronik, penting untuk memahami prinsip di balik pembuatan. Ada 7 not musik utama yang dilambangkan dengan huruf; A, B, C, D, E, F, G dan biasanya berakhir dengan A lain yang selalu pada oktaf lebih tinggi dari A. pertama Dalam musik beberapa versi catatan ini ada seperti A pertama dan A. terakhir Catatan ini masing-masing dibedakan dari variasi mereka dan dari satu sama lain oleh salah satu karakteristik suara yang dikenal sebagai nada. Lapangan didefinisikan sebagai kenyaringan atau rendahnya suara dan ini ditunjukkan oleh frekuensi suara itu. Karena frekuensi nada ini diketahui, bagi kita untuk menentukan apakah gitar disetel atau tidak, kita hanya perlu membandingkan frekuensi nada senar tertentu dengan frekuensi aktual nada yang diwakili oleh senar tersebut.

Frekuensi 7 not musik adalah:

A = 27.50Hz

B =30.87Hz 

C = 16,35Hz

D = 18,35Hz

E = 20.60Hz

F = 21.83Hz

G = 24,50 Hz

Setiap variasi dari catatan ini selalu berada di pitch sama dengan FxM di mana F adalah frekuensi dan M adalah bilangan bulat bukan nol. Jadi untuk A terakhir yang seperti dijelaskan sebelumnya, berada pada satu oktaf lebih tinggi dari A pertama, frekuensinya adalah;

27,50 x 2 = 55Hz.

Gitar (gitar Timbal / kotak) biasanya memiliki 6 senar yang dilambangkan dengan nada E, A, D, G, B, E pada senar terbuka. Seperti biasa, E terakhir akan berada pada satu oktaf lebih tinggi dari E. pertama. Kami akan merancang tuner gitar kami untuk membantu menyetel gitar menggunakan frekuensi catatan ini.

Menurut penyetelan gitar standar, nada dan frekuensi masing-masing senar ditampilkan pada tabel di bawah ini.

String	Frekuensi	Notasi
1 (E)	329.63 Hz	E4
2 (B)	246,94 Hz	B3
3 (G)	196.00 Hz	G3
4 (D)	146.83 Hz	D3
5 (A)	110,00 Hz	A2
6 (E)	82,41 Hz	E2

 

The aliran proyek cukup sederhana; kami mengubah sinyal suara yang dihasilkan oleh gitar ke frekuensi kemudian membandingkannya dengan nilai frekuensi yang tepat dari senar yang sedang disetel. Gitaris diberitahu menggunakan LED ketika nilainya berkorelasi.

Deteksi / konversi frekuensi melibatkan 3 tahap utama;

Memperkuat

Mengimbangi

Konversi analog ke digital (pengambilan sampel)

Sinyal suara yang diproduksi akan terlalu lemah untuk dikenali oleh ADC Arduino sehingga kita perlu memperkuatsinyal. Setelah amplifikasi, untuk menjaga sinyal dalam rentang yang dikenali oleh ADC Arduino untuk mencegah kliping sinyal, kami mengimbangi tegangan sinyal. Setelah diimbangi, sinyal kemudian diteruskan ke ADC Arduino tempat sampel diambil dan frekuensi bunyi tersebut diperoleh.

Komponen yang diperlukan

Komponen berikut ini diperlukan untuk membangun proyek ini;

Arduino Uno x1

LM386 x1

Kondensor Mic x1

Soket Mikrofon / Audio x1

Potensiometer 10k x1

O.1 uF kapasitor x2

100ohms resistor x4

10ohms resistor x1

10 uF kapasitor x3

5mm LED kuning x2

5mm LED hijau x1

Tombol Push Biasanya Terbuka x6

Kabel pelompat

Papan tempat memotong roti

Skema

Hubungkan komponen seperti yang ditunjukkan pada Diagram Sirkuit Gitar Tuner di bawah ini.

 

Tombol-tombol push terhubung tanpa resistor tarik ke atas / ke bawah karena resistor pull-in bawaan Arduino akan digunakan. Ini untuk memastikan sirkuit sesederhana mungkin.

 

Kode Arduino untuk Guitar Tuner

Algoritma di balik kode untuk Proyek Tuner Gitar ini sederhana. Untuk menyetel senar tertentu, gitaris memilih senar dengan menekan tombol yang sesuai dan memetik senar yang dimainkan. Suara dikumpulkan oleh tahap amplifikasi dan diteruskan ke Arduino ADC. Frekuensi diterjemahkan dan dibandingkan. Ketika frekuensi input dari string kurang dari frekuensi yang ditentukan, untuk string itu salah satu LED kuning menyala yang menunjukkan bahwa string harus dikencangkan. Ketika frekuensi yang diukur lebih besar dari frekuensi yang ditentukan untuk string itu, LED lain akan menyala. Ketika frekuensi berada dalam kisaran yang ditentukan untuk string itu, LED hijau menyala untuk memandu gitaris .

Kode Arduino lengkap diberikan di akhir, di sini kami telah menjelaskan secara singkat bagian-bagian penting dari kode.

Kami mulai dengan membuat array untuk menahan sakelar

int buttonarray [] = {13, 12, 11, 10, 9, 8}; // [E2, A2, D3, G3, B3, E4]

Selanjutnya, kita membuat array untuk menahan frekuensi yang sesuai untuk masing-masing string.

float freqarray [] = {82.41, 110.00, 146.83, 196.00, 246.94, 329.63}; // semua dalam Hz

Setelah ini selesai, kami kemudian mendeklarasikan pin yang terhubung dengan LED dan variabel lain yang akan digunakan untuk mendapatkan frekuensi dari ADC.

int lowerLed = 7;

int higherLed = 6;

int justRight = 5;

 #define LENGTH 512 byte rawData [LENGTH];

 int count;

Berikutnya adalah fungsi pengaturan batal () .

Di sini kita mulai dengan mengaktifkan tarikan internal pada Arduino untuk masing-masing pin yang terhubung dengan sakelar. Setelah itu kami mengatur pin yang terhubung dengan LED sebagai output dan meluncurkan monitor serial untuk menampilkan data.

void setup ()

 {

   for (int i = 0; i <= 5; i ++)

  {    

 pinMode (buttonarray [i], INPUT_PULLUP);

   }   

pinMode (lowerLed, OUTPUT);

   pinMode (higherLed, OUTPUT);

   pinMode (justRight, OUTPUT);

   Serial.begin (115200);

}

Berikutnya, adalah fungsi void loop , kami menerapkan deteksi frekuensi dan perbandingan .

void loop ()

 {

   if (count <LENGTH)   

{

     count ++;

     rawData [count] = analogRead (A0) >> 2;

   }

   else {

     sum = 0;

     pd_state = 0;

     int periode = 0;

     untuk (i = 0; i <len; i ++)

     {

       // Autocorrelation

       sum_old = jumlah;

       jumlah = 0;

       untuk (k = 0; k <len-i; k ++) jumlah + = (rawData [k] -128) * (rawData [k + i] -128) / 256;

       // Serial.println (jumlah);

       // Mesin Deteksi Puncak Peak

       jika (pd_state == 2 && (sum-sum_old) <= 0)

       {

         period = i;

         pd_state = 3;

       }

      if (pd_state == 1 && (jumlah> thresh) && (jumlah-jumlah_old)> 0) pd_state = 2;

       if (! i) {

         thresh = jumlah * 0,5;

         pd_state = 1;

       }

     }

     // Frekuensi diidentifikasi dalam Hz

     if (thresh> 100) {

       freq_per = sample_freq / period;

       Serial.println (freq_per);

       for (int s = 0; s <= 5; s ++)

       {

         if (digitalRead (buttonarray [i]) == HIGH)

         {

           if (freq_per - freqarray [i] <0)

           {

             digitalWrite (lowerLed, HIGH);

           }

           lain jika (freq_per - freqarray [i]> 10)

           {

             digitalWrite (higherLed, HIGH);

          }

           else

           {

             digitalWrite (justRight, HIGH);

           }

}

       }

     }

     count = 0;

   }

 }

The kode lengkap dengan video demonstrasi diberikan di bawah ini. Unggah kode itu ke papan Arduino Anda dan pergilah.

Kode

int buttonarray [] = {13, 12, 11, 10, 9, 8}; // [E2, A2, D3, G3, B3, E4] 
// masing-masing pin mewakili string gitar 
// selanjutnya kita buat dan susun dengan frekuensi yang cocok dengan masing-masing string di atas 
// sehingga ketika 13 dipilih freq cocok dengan perhatikan e dipilih). 
float freqarray [] = {82.41, 110.00, 146.83, 196.00, 246.94, 329.63};

 // sll in Hz

int lowerLed = 7; 
int higherLed = 6; 
int justRight = 5;

# tentukan PANJANG 512

byte rawData [LENGTH]; 
int count = 0;

// Frekuensi Sampel dalam kHz 
const float sample_freq = 8919; 
int len ​​= sizeof (rawData); 
int i, k; 
jumlah panjang, jumlah_banyak; 
int thresh = 0; 
float freq_per = 0; 
byte pd_state = 0;

void setup () { 
  for (int i = 0; i <= 5; i ++) 
  { 
    pinMode (buttonarray [i], INPUT_PULLUP); 
  } 
  pinMode (lowerLed, OUTPUT); 
  pinMode (higherLed, OUTPUT); 
  pinMode (justRight, OUTPUT); 
  Serial.begin (115200); 
} 
void loop () { 
  
  if (count <LENGTH)  
  { 
    count ++; 
    rawData [count] = analogRead (A0) >> 2; 
  } 
  else { 
    sum = 0; 
    pd_state = 0; 
    int periode = 0; 
    untuk (i = 0; i <len; i ++) 
    { 
      // Autocorrelation 
      sum_old = jumlah; 
      jumlah = 0;
      untuk (k = 0; k <len-i; k ++) jumlah + = (rawData [k] -128) * (rawData [k + i] -128) / 256; 
      // Serial.println (jumlah); 
      
      // Mesin Deteksi Puncak Peak 
      jika (pd_state == 2 && (sum-sum_old) <= 0)  
      { 
        period = i; 
        pd_state = 3; 
      } 
      jika (pd_state == 1 && (jumlah> thresh) && (jumlah-sum_old)> 0) pd_state = 2; 
      if (! i) { 
        thresh = jumlah * 0,5; 
        pd_state = 1; 
      } 
    } 
    // Frekuensi diidentifikasi dalam Hz 
    if (thresh> 100) { 
      freq_per = sample_freq / period; 
      Serial.println (freq_per); 
      untuk (int s = 0; s <= 5; s ++) 
      {
        if (digitalRead (buttonarray [i]) == HIGH) 
        { 
          if (freq_per - freqarray [i] <0) 
          { 
            digitalWrite (lowerLed, HIGH); 
          } 
          lain jika (freq_per - freqarray [i]> 10) 
          { 
            digitalWrite (higherLed, HIGH); 
          } 
          else 
          { 
            digitalWrite (justRight, HIGH); 
          } 
         
        } 
      } 
    } 
    count = 0; 
  } 
}

SEKIAN TUTORIAL DARI SAYA