แอมพลิฟายเออร์กีตาร์ 18W ที่ควบคุมแบบดิจิทัล: 7 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

สองสามปีที่แล้ว ฉันสร้างแอมพลิฟายเออร์กีตาร์ 5W ซึ่งเป็นวิธีแก้ปัญหาสำหรับระบบเสียงของฉันในขณะนั้น และเมื่อเร็ว ๆ นี้ ฉันตัดสินใจสร้างอันใหม่ที่ทรงพลังกว่าเดิมมาก โดยไม่ต้องใช้ส่วนประกอบแอนะล็อกสำหรับอินเทอร์เฟซผู้ใช้ เช่นโพเทนชิโอมิเตอร์แบบหมุนและสวิตช์สลับ

แอมพลิฟายเออร์สำหรับกีตาร์ 18W ที่ควบคุมแบบดิจิทัลเป็นแอมพลิฟายเออร์กีตาร์โมโน 18W แบบสแตนด์อโลนที่ควบคุมแบบดิจิทัลพร้อมระบบเอฟเฟกต์การหน่วงเวลาและจอแสดงผลคริสตัลเหลวที่สวยงาม ให้ข้อมูลที่แม่นยำถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในวงจร

คุณสมบัติของโครงการ:

• การควบคุมแบบดิจิตอลทั้งหมด: อินพุตอินเทอร์เฟซผู้ใช้คือตัวเข้ารหัสแบบโรตารี่พร้อมสวิตช์ในตัว
• ATMEGA328P:เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ (ใช้เป็นระบบที่คล้ายกับ Arduino): พารามิเตอร์ที่ปรับได้ทั้งหมดจะถูกควบคุมโดยโปรแกรมโดยผู้ใช้
• LCD:ทำหน้าที่เป็นเอาต์พุตอินเทอร์เฟซผู้ใช้ ดังนั้นพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ เช่น เกน/ระดับเสียง/ความลึก/เวลาหน่วงเวลาสามารถสังเกตได้โดยประมาณมาก
• โพเทนชิโอมิเตอร์แบบดิจิตอล: ใช้ในวงจรย่อยจึงทำให้อุปกรณ์ควบคุมแบบดิจิตอลได้อย่างเต็มที่
• ระบบ Cascaded: แต่ละวงจรในระบบที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเป็นระบบที่แยกจากกันซึ่งใช้สายจ่ายไฟร่วมกันเท่านั้น ซึ่งสามารถแก้ไขปัญหาได้ง่ายในกรณีที่เกิดความล้มเหลว
• พรีแอมพลิฟายเออร์: อิงจากวงจรรวม LM386 ด้วยการออกแบบแผนผังที่ง่ายมากและความต้องการชิ้นส่วนขั้นต่ำ
• วงจรเอฟเฟกต์การหน่วงเวลา: ขึ้นอยู่กับวงจรรวม PT2399 สามารถซื้อได้จาก eBay เป็น IC แยกต่างหาก (ฉันออกแบบวงจรการหน่วงเวลาทั้งหมดด้วยตัวเอง) หรือสามารถใช้เป็นโมดูลที่สมบูรณ์พร้อมความสามารถในการแทนที่โพเทนชิโอมิเตอร์แบบหมุนด้วยดิจิพอต
• เครื่องขยายเสียง: ใช้โมดูล TDA2030 ซึ่งมีวงจรต่อพ่วงทั้งหมดสำหรับการทำงานอยู่แล้ว
• แหล่งจ่ายไฟ: อุปกรณ์ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ 19V DC ของแล็ปท็อปภายนอกแบบเก่า ดังนั้นอุปกรณ์จึงมีโมดูล DC-DC แบบ step-down เป็นตัวควบคุมล่วงหน้าสำหรับ LM7805 ทำให้กระจายความร้อนน้อยลงมากระหว่างการใช้พลังงานของอุปกรณ์

หลังจากที่เราครอบคลุมข้อมูลสั้น ๆ ทั้งหมดแล้ว มาสร้างกัน!

ขั้นตอนที่ 1: ไอเดีย

ดังที่คุณเห็นในบล็อกไดอะแกรม อุปกรณ์ทำงานเป็นแบบคลาสสิกในการออกแบบเครื่องขยายเสียงกีตาร์ โดยมีความแตกต่างเล็กน้อยในวงจรควบคุมและอินเทอร์เฟซผู้ใช้ มีทั้งหมดสามกลุ่มของวงจรที่เราจะขยายเกี่ยวกับ: อนาล็อก ดิจิตอล และพาวเวอร์ซัพพลาย โดยแต่ละกลุ่มประกอบด้วยวงจรย่อยที่แยกจากกัน (หัวข้อจะอธิบายอย่างดีในขั้นตอนต่อไป) เพื่อให้เข้าใจโครงสร้างโครงการได้ง่ายขึ้น เรามาอธิบายกลุ่มเหล่านี้กัน:

1. ส่วนแอนะล็อก: วงจรแอนะล็อกอยู่ที่ครึ่งบนของบล็อกไดอะแกรมดังที่เห็นด้านบน ส่วนนี้รับผิดชอบสัญญาณทั้งหมดที่ผ่านอุปกรณ์

แจ็ค 1/4 เป็นอินพุตโมโนของกีตาร์ของอุปกรณ์ และตั้งอยู่ที่ขอบเขตระหว่างกล่องและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่บัดกรี

ขั้นต่อไปคือพรีแอมพลิฟายเออร์ซึ่งใช้วงจรรวม LM386 ซึ่งใช้งานง่ายมากในแอปพลิเคชั่นเสียงดังกล่าว LM386 จ่ายไฟ 5V DC จากแหล่งจ่ายไฟหลัก โดยที่พารามิเตอร์ เกน และปริมาตร จะถูกควบคุมผ่านโพเทนชิโอมิเตอร์แบบดิจิตอล

ขั้นตอนที่สามคือเครื่องขยายเสียงที่ใช้วงจรรวม TDA2030 ซึ่งขับเคลื่อนด้วยแหล่งจ่ายไฟ DC 18 ~ 20V ภายนอก ในโปรเจ็กต์นี้ ค่าเกนที่ถูกเลือกบนเพาเวอร์แอมป์จะคงที่ตลอดการทำงาน เนื่องจากอุปกรณ์ไม่ใช่ PCB ที่หุ้มเพียงชิ้นเดียว ขอแนะนำให้ใช้โมดูลที่ประกอบขึ้นด้วย TDA2030A และต่อเข้ากับกวีต้นแบบโดยเชื่อมต่อเฉพาะพิน I/O และพาวเวอร์ซัพพลาย

2. ส่วนดิจิตอล: วงจรดิจิตอลอยู่ที่ครึ่งล่างของบล็อกไดอะแกรม พวกเขารับผิดชอบส่วนต่อประสานกับผู้ใช้และการควบคุมพารามิเตอร์แอนะล็อก เช่น เวลาหน่วง/ความลึก ระดับเสียง และเกน..

ตัวเข้ารหัสที่มีสวิตช์ SPST ในตัวถูกกำหนดให้เป็นอินพุตควบคุมของผู้ใช้ เนื่องจากมันถูกประกอบเป็นชิ้นส่วนเดียว ความจำเป็นเพียงอย่างเดียวสำหรับการทำงานที่เหมาะสมคือการติดตัวต้านทานแบบดึงขึ้นโดยทางโปรแกรมหรือทางกายภาพ (เราจะเห็นมันในขั้นตอนแผนผัง)

ไมโครโปรเซสเซอร์ที่เป็น "สมองหลัก" ในวงจรคือ ATMEGA328P ซึ่งใช้ในลักษณะคล้าย Arduino ในอุปกรณ์นี้ เป็นอุปกรณ์ที่มีกำลังดิจิตอลทั้งหมดบนวงจร และสั่งงานทุกอย่างว่าต้องทำอะไร การเขียนโปรแกรมทำได้ผ่านอินเทอร์เฟซ SPI ดังนั้นเราจึงสามารถใช้โปรแกรมเมอร์ USB ISP ที่เหมาะสมหรือดีบักเกอร์ AVR ที่ซื้อมา ในกรณีที่คุณต้องการใช้ Arduino เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ในวงจร สามารถทำได้โดยการคอมไพล์โค้ด C ที่แนบมาซึ่งมีอยู่ในขั้นตอนการเขียนโปรแกรม

โพเทนชิโอมิเตอร์แบบดิจิตอลเป็นวงจรรวมสองวงจรที่ควบคุมผ่าน SPI interace โดยไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยมีจำนวนโพเทนชิโอมิเตอร์ทั้งหมด 4 ตัวสำหรับการควบคุมพารามิเตอร์ทั้งหมด:

LCD เป็นเอาต์พุตอินเทอร์เฟซผู้ใช้ ซึ่งช่วยให้เราทราบว่าเกิดอะไรขึ้นภายในกล่อง ในโครงการนี้ ฉันใช้ LCD ขนาด 16x2 ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในหมู่ผู้ใช้ Arduino

3. พาวเวอร์ซัพพลาย: พาวเวอร์ซัพพลายมีหน้าที่จ่ายพลังงาน (แรงดันและกระแสไฟ) ให้กับทั้งระบบ เนื่องจากวงจรขยายกำลังจ่ายไฟตรงจากอะแดปเตอร์แล็ปท็อปภายนอก และวงจรที่เหลือทั้งหมดใช้พลังงานจาก 5V DC จึงจำเป็นต้องมี DC-DC step-down หรือตัวควบคุมเชิงเส้น ในกรณีของการวางตัวควบคุมเชิงเส้น 5V เชื่อมต่อกับตัวควบคุมภายนอก 20V เมื่อกระแสผ่านตัวควบคุมเชิงเส้นไปยังโหลด ความร้อนจำนวนมากกระจายบนตัวควบคุม 5V เราไม่ต้องการสิ่งนั้น ดังนั้นระหว่างสาย 20V และตัวควบคุมเชิงเส้น 5V (LM7805) มีตัวแปลงสเต็ปดาวน์ DC-DC 8V ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมล่วงหน้า สิ่งที่แนบมาดังกล่าวป้องกันการกระจายขนาดใหญ่บนตัวควบคุมเชิงเส้น เมื่อกระแสโหลดมีค่าสูง

ขั้นตอนที่ 2: ชิ้นส่วนและเครื่องมือ

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์:

1. โมดูล:

• PT2399 - โมดูล Echo\delay IC
• LM2596 - โมดูล DC-DC แบบสเต็ปดาวน์
• TDA2030A - โมดูล mmplifier กำลังไฟฟ้า 18W
• 1602A - อักขระ LCD 16x2 ทั่วไป
• ตัวเข้ารหัสแบบหมุนพร้อมสวิตช์ SPST ในตัว

2. วงจรรวม:

• LM386 - เครื่องขยายเสียงโมโน
• LM7805 - ตัวควบคุมเชิงเส้น 5V
• MCP4261/MCP42100 - 100KOhm โพเทนชิโอมิเตอร์แบบดิจิตอลคู่
• ATMEGA328P - ไมโครคอนโทรลเลอร์

3. ส่วนประกอบแบบพาสซีฟ:

ก. ตัวเก็บประจุ:

• 5 x 10uF
• 2 x 470uF
• 1 x 100uF
• 3 x 0.1uF

ข. ตัวต้านทาน:

• 1 x 10R
• 4 x 10K

C. โพเทนชิออมิเตอร์:

1 x 10K

(ไม่บังคับ) หากคุณไม่ได้ใช้โมดูล PT2399 และสนใจที่จะสร้างวงจรด้วยตัวเอง จำเป็นต้องมีชิ้นส่วนเหล่านี้:

• PT2399
• ตัวต้านทาน 1 x 100K
• ตัวเก็บประจุ 2 x 4.7uF
• ตัวเก็บประจุ 2 x 3.9nF
• ตัวต้านทาน 2 x 15K
• ตัวต้านทาน 5 x 10K
• ตัวต้านทาน 1 x 3.7K
• ตัวเก็บประจุ 1 x 10uF
• ตัวเก็บประจุ 1 x 10nF
• ตัวต้านทาน 1 x 5.6K
• ตัวเก็บประจุ 2 x 560pF
• ตัวเก็บประจุ 2 x 82nF
• ตัวเก็บประจุ 2 x 100nF
• ตัวเก็บประจุ 1 x 47uF

4. ตัวเชื่อมต่อ:

• ขั้วต่อแจ็คโมโน 1 x 1/4"
• 7 x เทอร์มินัลบล็อกคู่
• 1 x ขั้วต่อแถว 6 พินตัวเมีย
• ขั้วต่อ JST 3 x 4 ขา
• 1 x แจ็คขั้วต่อสายไฟชาย

ชิ้นส่วนเครื่องกล:

• ลำโพงที่มีการรับพลังงานเท่ากับหรือมากกว่า 18W
• ตู้ไม้
• โครงไม้สำหรับตัดส่วนต่อประสานกับผู้ใช้ (สำหรับ LCD และตัวเข้ารหัสแบบหมุน)
• ยางโฟมสำหรับพื้นที่ลำโพงและ UI
• สกรูเจาะชิ้นส่วน 12 ตัว
• สลักเกลียวและน็อตยึด 4 ตัวสำหรับกรอบ LCD
• 4 x ขายางสำหรับการสั่นของอุปกรณ์ที่คงที่ (เสียงเรโซแนนซ์เชิงกลเป็นเรื่องปกติในการออกแบบแอมพลิฟายเออร์)
• ลูกบิดสำหรับเครื่องเข้ารหัสแบบโรตารี่

เครื่องมือ:

• ไขควงไฟฟ้า
• ปืนกาวร้อน (ถ้าจำเป็น)
• (อุปกรณ์เสริม) แหล่งจ่ายไฟสำหรับห้องปฏิบัติการ
• (อุปกรณ์เสริม) ออสซิลโลสโคป
• (ไม่บังคับ) เครื่องกำเนิดฟังก์ชัน
• หัวแร้ง\สถานี
• เครื่องตัดขนาดเล็ก
• คีมขนาดเล็ก
• ดีบุก
• แหนบ
• ลวดห่อ
• ดอกสว่าน
• เลื่อยขนาดเล็กสำหรับตัดไม้
• มีด
• ไฟล์เจียร

ขั้นตอนที่ 3: คำอธิบายแผนผัง

เนื่องจากเราคุ้นเคยกับบล็อกไดอะแกรมของโครงการ เราสามารถดำเนินการตามแผนผังโดยคำนึงถึงทุกสิ่งที่เราจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับการทำงานของวงจร:

วงจรพรีแอมพลิฟายเออร์: LM386 เชื่อมต่อกับการพิจารณาชิ้นส่วนขั้นต่ำ โดยไม่จำเป็นต้องใช้ส่วนประกอบแบบพาสซีฟภายนอก ในกรณีที่คุณต้องการเปลี่ยนการตอบสนองความถี่ไปยังสัญญาณเสียงเข้า เช่น การเพิ่มเสียงเบสหรือการควบคุมโทน คุณสามารถดูเอกสารข้อมูล LM386 ซึ่งจะไม่ส่งผลต่อแผนผังของอุปกรณ์นี้ ยกเว้นการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในการเชื่อมต่อของพรีแอมพลิฟายเออร์. เนื่องจากเราใช้แหล่งจ่ายไฟ DC 5V ตัวเดียวสำหรับ IC จึงต้องเพิ่มตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน (C5) ลงในเอาต์พุตของ IC เพื่อลบ DC ของสัญญาณ อย่างที่เห็น พินสัญญาณตัวเชื่อมต่อ 1/4 (J1) เชื่อมต่อกับพิน digipot 'A' และอินพุตที่ไม่กลับด้าน LM386 เชื่อมต่อกับพิน 'B' ของ digitpot ดังนั้นเราจึงมีวิธีง่ายๆ ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าควบคุมโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ผ่านอินเทอร์เฟซ SPI

Delay\Echo Effect Circuit: วงจรนี้ใช้ IC เอฟเฟกต์การหน่วงเวลา PT2399 วงจรนี้ดูซับซ้อนตามแผ่นข้อมูล และง่ายต่อการสับสนกับการบัดกรีทั้งหมด ขอแนะนำให้ซื้อโมดูล PT2399 ที่ประกอบเสร็จแล้ว สิ่งเดียวที่ต้องทำคือถอดโพเทนชิโอมิเตอร์แบบหมุนออกจากโมดูลและต่อสาย Digipot (Wiper, 'A' และ 'B') ฉันได้ใช้เอกสารข้อมูลอ้างอิงถึงการออกแบบเอฟเฟกต์เสียงสะท้อน โดยมี Digipot ติดอยู่กับการเลือกช่วงเวลาการแกว่งและระดับเสียงของสัญญาณตอบรับ (สิ่งที่เราควรเรียกว่า - "ความลึก") อินพุตวงจรหน่วงเวลา เรียกว่าสาย DELAY_IN เชื่อมต่อกับเอาต์พุตของวงจรพรีแอมพลิฟายเออร์ มันไม่ได้กล่าวถึงในแผนผังเพราะฉันต้องการทำให้วงจรทั้งหมดใช้สายไฟร่วมกันเท่านั้นและสายสัญญาณเชื่อมต่อกับสายเคเบิลภายนอก "ไม่สะดวกแค่ไหน!" คุณอาจคิด แต่ประเด็นคือ เมื่อสร้างวงจรการประมวลผลแบบแอนะล็อก จะง่ายกว่ามากในการแก้ไขปัญหาทีละส่วน แต่ละวงจรในโครงการ ขอแนะนำให้เพิ่มตัวเก็บประจุบายพาสไปยังพินของแหล่งจ่ายไฟ 5V DC เนื่องจากบริเวณที่มีเสียงดัง

แหล่งจ่ายไฟ: อุปกรณ์ใช้พลังงานจากแจ็คไฟภายนอกโดยอะแดปเตอร์ 20V 2A AC/DC ฉันพบว่าทางออกที่ดีที่สุดในการลดการกระจายพลังงานจำนวนมากบนตัวควบคุมเชิงเส้นในรูปแบบของความร้อน คือการเพิ่มตัวแปลงสเต็ปดาวน์ DC-DC 8V (U10) LM2596 เป็นตัวแปลงบั๊กที่ใช้ในแอพพลิเคชั่นมากมายและเป็นที่นิยมในหมู่ผู้ใช้ Arduino ซึ่งมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า 1$ บน eBay เรารู้ว่าตัวควบคุมเชิงเส้นนั้นมีแรงดันไฟฟ้าตกที่ปริมาณงานของมัน (ในกรณีของการประมาณทางทฤษฎี 7805 อยู่ที่ประมาณ 2.5V) ดังนั้นจึงมีช่องว่างที่ปลอดภัย 3V ระหว่างอินพุตและเอาต์พุตของ LM7805 ไม่แนะนำให้ละเลยตัวควบคุมเชิงเส้นและเชื่อมต่อ lm2596 โดยตรงกับสาย 5V เนื่องจากสัญญาณรบกวนจากสวิตช์ ซึ่งการกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าอาจส่งผลต่อความเสถียรของพลังงานของวงจร

เพาเวอร์แอมป์: ง่ายอย่างที่คิด เนื่องจากฉันเคยใช้โมดูล TDA2030A ในโปรเจ็กต์นี้ ข้อกำหนดเพียงอย่างเดียวคือเชื่อมต่อพินพาวเวอร์และสาย I/O ของพาวเวอร์แอมพลิฟายเออร์ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ อินพุตของเพาเวอร์แอมป์เชื่อมต่อกับเอาท์พุตวงจรหน่วงเวลาผ่านสายเคเบิลภายนอกโดยใช้ขั้วต่อ ลำโพงที่ใช้ในอุปกรณ์เชื่อมต่อกับเอาท์พุตของเพาเวอร์แอมป์ผ่านแผงขั้วต่อเฉพาะ

โพเทนชิโอมิเตอร์แบบดิจิตอล: อาจเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในอุปกรณ์ทั้งหมด ทำให้สามารถควบคุมแบบดิจิทัลได้ ดังที่คุณเห็นว่ามี Digipots สองประเภท: MCP42100 และ MCP4261 พวกเขาใช้ pinout เดียวกัน แต่ต่างกันในการสื่อสาร เมื่อฉันสร้างโปรเจ็กต์นี้ ฉันมี digipot เพียงสองตัวสุดท้ายในสต็อก ดังนั้นฉันจึงใช้สิ่งที่ฉันมี แต่ฉันแนะนำให้ใช้สอง digipots ประเภทเดียวกัน ไม่ว่าจะเป็น MCP42100 หรือ MCP4261 แต่ละ Digipot ถูกควบคุมโดยอินเทอร์เฟซ SPI, การแชร์นาฬิกา (SCK) และพินอินพุตข้อมูล (SDI) ตัวควบคุม SPI ของ ATMEGA328P สามารถจัดการอุปกรณ์หลายตัวโดยขับพินการเลือกชิป (CS หรือ CE) แยกกัน มันถูกออกแบบในลักษณะนี้ในโปรเจ็กต์นี้ โดยที่ชิป SPI ที่เปิดใช้งานพินจะเชื่อมต่อกับพินของไมโครคอนโทรลเลอร์ที่แยกจากกัน PT2399 และ LM386 เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ 5V ดังนั้นเราจึงไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับการแกว่งของแรงดันไฟฟ้าบนเครือข่ายตัวต้านทาน digipot ภายในไอซี (ครอบคลุมส่วนใหญ่ในแผ่นข้อมูล ในส่วนของช่วงระดับแรงดันไฟฟ้าของตัวต้านทานสวิตช์ภายใน)

ไมโครคอนโทรลเลอร์: ตามที่กล่าวไว้ใน ATMEGA328P สไตล์ Arduino โดยต้องการส่วนประกอบแบบพาสซีฟเดียว - ตัวต้านทานแบบดึงขึ้น (R17) บนพินรีเซ็ต ขั้วต่อ 6 ขา (J2) ใช้สำหรับการเขียนโปรแกรมอุปกรณ์ผ่านโปรแกรมเมอร์ USB ISP ผ่านอินเทอร์เฟซ SPI (ใช่ อินเทอร์เฟซเดียวกับที่เชื่อมต่อ Digipot) หมุดทั้งหมดเชื่อมต่อกับส่วนประกอบที่เหมาะสมซึ่งแสดงในแผนผัง ขอแนะนำอย่างยิ่งให้เพิ่มตัวเก็บประจุบายพาสใกล้กับหมุดจ่ายไฟ 5V ตัวเก็บประจุที่คุณเห็นใกล้กับหมุดตัวเข้ารหัส (C27, C28) ใช้เพื่อป้องกันไม่ให้สถานะตัวเข้ารหัสกระเด้งบนหมุดเหล่านี้

LCD: จอแสดงผลคริสตัลเหลวเชื่อมต่อแบบคลาสสิกด้วยการส่งข้อมูล 4 บิตและสลักเพิ่มเติมสองพิน - Register select (RS) และ Enable (E) LCD มีความสว่างคงที่และคอนทราสต์ที่ปรับได้ ซึ่งสามารถปรับได้ด้วยเครื่องเล็มขนเดี่ยว (R18)

ส่วนต่อประสานกับผู้ใช้: ตัวเข้ารหัสแบบหมุนของอุปกรณ์มีปุ่มกด SPST ในตัว ซึ่งการเชื่อมต่อทั้งหมดจะเชื่อมโยงกับหมุดไมโครคอนโทรลเลอร์ที่อธิบายไว้ ขอแนะนำให้ติดตัวต้านทานแบบดึงขึ้นกับพินของตัวเข้ารหัสแต่ละตัว: A, B และ SW แทนที่จะใช้การดึงขึ้นภายใน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพินตัวเข้ารหัส A และ B เชื่อมต่อกับหมุดขัดจังหวะภายนอกของไมโครคอนโทรลเลอร์: INT0 และ INT1 เพื่อให้สอดคล้องกับรหัสและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์เมื่อใช้ส่วนประกอบตัวเข้ารหัส

ตัวเชื่อมต่อ JST และเทอร์มินัลบล็อก: วงจรแอนะล็อกแต่ละวงจร: พรีแอมพลิฟายเออร์ ดีเลย์ และพาวเวอร์แอมพลิฟายเออร์ถูกแยกออกมาบนบอร์ดบัดกรี และเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิลระหว่างเทอร์มินัลบล็อก ตัวเข้ารหัสและ LCD ติดอยู่กับสายเคเบิล JST และเชื่อมต่อกับบอร์ดที่บัดกรีผ่านตัวเชื่อมต่อ JST ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น อินพุตแจ็คแหล่งจ่ายไฟภายนอกและอินพุตกีตาร์แจ็คโมโนขนาด 1/4 นิ้วเชื่อมต่อผ่านเทอร์มินัลบล็อก

ขั้นตอนที่ 4: การบัดกรี

หลังจากการเตรียมการสั้นๆ คุณจำเป็นต้องจินตนาการถึงการจัดวางส่วนประกอบทั้งหมดบนกระดานอย่างแม่นยำ ขอแนะนำให้เริ่มกระบวนการบัดกรีจากพรีแอมพลิฟายเออร์ และจบด้วยวงจรดิจิตอลทั้งหมด

นี่คือคำอธิบายทีละขั้นตอน:

1. บัดกรีวงจรพรีแอมป์ ตรวจสอบการเชื่อมต่อ ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการใช้เส้นพื้นร่วมกันบนเส้นที่เหมาะสมทั้งหมด

2. บัดกรีโมดูล PT2399 / IC พร้อมวงจรต่อพ่วงทั้งหมดตามแผนผัง เนื่องจากฉันได้บัดกรีวงจรการหน่วงเวลาทั้งหมด คุณจะเห็นว่ามีสายร่วมจำนวนมากที่สามารถบัดกรีได้ง่ายตามฟังก์ชันพิน PT2399 แต่ละอัน หากคุณมีโมดูล PT2399 เพียงแค่ถอดโพเทนชิโอมิเตอร์แบบโรตารี่และบัดกรีสายเน็ตโพเทนชิออมิเตอร์แบบดิจิตอลเข้ากับหมุดอิสระเหล่านี้

3. โมดูล Solder TDA2030A ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขั้วต่อเอาต์พุตของลำโพงอยู่ตรงกลางด้านนอกบอร์ด

4. วงจรจ่ายไฟประสาน วางตัวเก็บประจุบายพาสตามแผนผัง

5. วงจรไมโครคอนโทรลเลอร์บัดกรีพร้อมขั้วต่อการเขียนโปรแกรม ลองตั้งโปรแกรมดู ให้แน่ใจว่าไม่ได้ล้มเหลวในกระบวนการ

6. โพเทนชิโอมิเตอร์แบบดิจิตอลบัดกรี

7. ประสานตัวเชื่อมต่อ JST ทั้งหมดในพื้นที่ตามการเชื่อมต่อแต่ละสาย

8. เปิดบอร์ด หากคุณมีเครื่องกำเนิดฟังก์ชันและออสซิลโลสโคป ให้ตรวจสอบการตอบสนองของวงจรแอนะล็อกแต่ละอันต่อสัญญาณอินพุตทีละขั้นตอน (แนะนำ: 200mVpp, 1KHz)

9. ตรวจสอบการตอบสนองของวงจรต่อวงจรขยายกำลังและวงจร/โมดูลหน่วงเวลาแยกกัน

10. เชื่อมต่อลำโพงเข้ากับเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียงและเครื่องกำเนิดสัญญาณเข้ากับอินพุต ตรวจสอบว่าคุณได้ยินเสียงดังกล่าว

11. หากการทดสอบทั้งหมดที่เราทำสำเร็จ เราสามารถดำเนินการตามขั้นตอนการประกอบได้

ขั้นตอนที่ 5: การประกอบ

นี่อาจเป็นส่วนที่ยากที่สุดของโครงการจากมุมมองของแนวทางทางเทคนิค เว้นแต่จะมีเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับการตัดไม้ในสต็อกของคุณ ฉันมีชุดเครื่องมือที่จำกัดมาก ดังนั้นฉันจึงถูกบังคับให้ต้องฝ่าฟัน - ตัดกล่องด้วยมือด้วยไฟล์เจียร มาพูดถึงขั้นตอนสำคัญกัน:

1. การเตรียมกล่อง:

1.1 ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีตู้ไม้ที่มีขนาดเหมาะสมกับการจัดสรรลำโพงและบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์

1.2 ตัดบริเวณสำหรับลำโพง ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ติดโครงยางโฟมกับบริเวณช่องตัดของลำโพงเพื่อป้องกันการสั่นของเสียงสะท้อน

1.3 ตัดโครงไม้แยกต่างหากสำหรับส่วนต่อประสานผู้ใช้ (LCD และตัวเข้ารหัส) ตัดพื้นที่ที่เหมาะสมสำหรับ LCD ออก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทิศทาง LCD ไม่ได้กลับด้านไปยังมุมมองตู้ด้านหน้า หลังจากเสร็จสิ้น ให้เจาะรูสำหรับเครื่องเข้ารหัสแบบหมุน ขันสกรูเจาะ LCD witch 4 ตัวและตัวเข้ารหัสแบบหมุนด้วยน็อตโลหะที่เหมาะสม

1.4 วางยางโฟมบนโครงไม้ของอินเทอร์เฟซผู้ใช้บนขอบทั้งหมด สิ่งนี้จะช่วยป้องกันเสียงสะท้อนด้วยเช่นกัน

1.5 หาตำแหน่งที่บอร์ดอิเล็กทรอนิกส์จะตั้งอยู่ จากนั้นเจาะ 4 รูบนโครงไม้

1.6 เตรียมด้านที่จะติดตั้งแจ็คอินพุตแหล่งจ่ายไฟ DC ภายนอกและอินพุตกีตาร์ 1/4 ให้เจาะรูสองรูด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขั้วต่อเหล่านี้ใช้พินเดียวกับบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์ (เช่น ขั้ว) หลังจากนั้น บัดกรีสายไฟสองคู่สำหรับแต่ละอินพุต

2. การเชื่อมต่อชิ้นส่วน:

2.1 ติดลําโพงกับบริเวณที่เลือก ตรวจดูให้แน่ใจว่าได้ต่อสายไฟสองเส้นเข้ากับหมุดของลําโพงด้วยสกรูเจาะ 4 ตัว

2.2 แนบแผงส่วนต่อประสานผู้ใช้ที่ด้านที่เลือกของกล่องหุ้ม อย่าลืมยางโฟม

2.3 เชื่อมต่อวงจรทั้งหมดเข้าด้วยกันผ่านเทอร์มินัลบล็อก

2.4 เชื่อมต่อ LCD และตัวเข้ารหัสเข้ากับบอร์ดผ่านตัวเชื่อมต่อ JST

2.5 เชื่อมต่อลำโพงเข้ากับเอาต์พุตโมดูล TDA2030A

2.6 เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟและอินพุตกีตาร์เข้ากับแผงขั้วต่อของบอร์ด

2.7 หาบอร์ดในตำแหน่งรูเจาะ ยึดบอร์ดด้วยสกรูเจาะ 4 ตัวจากด้านนอกตู้ไม้

2.8 ติดส่วนตู้ไม้ทั้งหมดเข้าด้วยกันเพื่อให้ดูเหมือนกล่องทึบ

ขั้นตอนที่ 6: การเขียนโปรแกรมและโค้ด

รหัสอุปกรณ์เป็นไปตามกฎของตระกูลไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR และสอดคล้องกับ ATMEGA328P MCU รหัสนี้เขียนใน Atmel Studio แต่มีโอกาสที่จะตั้งโปรแกรมบอร์ด Arduino ด้วย Arduino IDE ที่มี ATMEGA328P MCU เดียวกัน ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบสแตนด์อโลนสามารถตั้งโปรแกรมผ่านอะแดปเตอร์ดีบัก USB ตาม Atmel Studio หรือผ่านโปรแกรมเมอร์ USP ISP ซึ่งสามารถซื้อได้จาก eBay ซอฟต์แวร์การเขียนโปรแกรมที่ใช้กันทั่วไปคือ AVRdude แต่ฉันชอบ ProgISP ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์การเขียนโปรแกรม USB ISP แบบธรรมดาที่มีอินเทอร์เฟซผู้ใช้ที่เป็นมิตรมาก

คำอธิบายที่จำเป็นทั้งหมดเกี่ยวกับโค้ดมีอยู่ในไฟล์ Amplifice.c ที่แนบมา

ไฟล์ Amplifice.hex ที่แนบมาสามารถอัปโหลดไปยังอุปกรณ์ได้โดยตรงหากสอดคล้องกับแผนผังไดอะแกรมที่เราได้สังเกตเห็นก่อนหน้านี้

ขั้นตอนที่ 7: การทดสอบ

หลังจากที่ทุกอย่างที่เราต้องการเสร็จแล้วก็ถึงเวลาทดสอบ ฉันชอบที่จะทดสอบอุปกรณ์กับกีตาร์ราคาถูกแบบโบราณของฉันและวงจรควบคุมโทนแบบพาสซีฟอย่างง่ายที่ฉันสร้างขึ้นเมื่อหลายปีก่อนโดยไม่มีเหตุผลอุปกรณ์ได้รับการทดสอบด้วยทั้งโปรเซสเซอร์เอฟเฟกต์ดิจิทัลและแอนะล็อก ไม่ดีเกินไปที่ PT2399 มี RAM ขนาดเล็กเช่นนี้สำหรับเก็บตัวอย่างเสียงที่ใช้ในลำดับการหน่วงเวลา เมื่อเวลาระหว่างตัวอย่างเสียงสะท้อนมากเกินไป เสียงสะท้อนจะถูกแปลงเป็นดิจิทัลโดยสูญเสียบิตการเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก ซึ่งถือเป็นการบิดเบือนของสัญญาณ แต่การบิดเบือนของ "ดิจิทัล" ที่เราได้ยินนั้นอาจมีประโยชน์ในฐานะที่เป็นผลกระทบด้านบวกของการทำงานของอุปกรณ์ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันที่คุณต้องการใช้กับอุปกรณ์นี้ (ซึ่งฉันเรียกว่า "Amplifice V1.0" อย่างไรก็ตาม)

หวังว่าคุณจะพบว่าคำแนะนำนี้มีประโยชน์

ขอบคุณที่อ่าน!