pedalSHIELD DUE es un pedal de guitarra programable Open Source y Open Hardware basado en Arduino y diseñado para músicos, guitarristas, programadores y hackers. Puedes crear tus propios efectos programando en C\C++ o descargar/modificar efectos de la librería online.

Está diseñado para ser una plataforma versatil donde aprender sobre tratamiento digital de señal, efectos de guitarra, sintetizadores y experimentar sin tener conocimientos avanzados de electrónica o programación.


 pedalSHIELD-parts-small 

¿Cómo funciona?

El shield tiene tres partes:

  • Etapa de Entrada o Preamplificador: Amplifica la seña de guitarra y la prepara pra enviarla a los ADCs de Arduino Due para ser procesada.
  • Arduino Due: Realiza el tratamiento digital de señal (DSP), modificando la señal generando los efectos (delay, eco, distorsión, volumen...).
  • Etapa de Salida: Una vez la forma de onda es procesada, la señal es tomada del los DACs y acondicionada para ser enviada al amplificador de guitarra. Esta etapa también incluye un Amplificador Sumador muy útil para facilitar efectos como delay, eco o chorus.

pedalshield-arduino-guitar-pedal-diagrama

pedalSHIELD puede utilizar 2 ADCs y 2 DACS en paralelo para alcanzar mejor resolución en bits (2x12bits). De cualquier forma también se puede usar simplemente 1 ADC y 1 DAC sin ninguna modificación. Todos los detalles acerca del hardware son explicados en la sección de Diseño Hardware y en el foro Hardware de pedalSHIELD.

pedalSHIELD-PCB-360-view-small

¿Cómo se Programa?

pedalSHIELD se programa en C/C++ utilizando la plataforma gratuita de Arduino Due. Todas las herramientas y programas son open source y compatibles con las librerías estándar de Arduino.

Se necesita un conocimiento básico de C. La mejor forma de mostrar como programarlo es a través de un pedal de ejemplo:

1. Pedal Limpio de Volumen/Booster:

Este código crea un pedal de Volumen/Booster, la arquitectura del programa es:

exaple-code

// Licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported License.
// Based on rcarduino.blogspot.com previous work.
// www.electrosmash.com/pedalshield

int in_ADC0, in_ADC1;  //variables for 2 ADCs values (ADC0, ADC1)
int POT0, POT1, POT2, out_DAC0, out_DAC1; //variables for 3 pots (ADC8, ADC9, ADC10)
int LED = 3;
int FOOTSWITCH = 7; 
int TOGGLE = 2; 

void setup()
{
  //ADC Configuration
  ADC->ADC_MR |= 0x80;   // DAC in free running mode.
  ADC->ADC_CR=2;         // Starts ADC conversion.
  ADC->ADC_CHER=0x1CC0;  // Enable ADC channels 0 and 1.  

  //DAC Configuration
  analogWrite(DAC0,0);  // Enables DAC0
  analogWrite(DAC1,0);  // Enables DAC0
}

void loop()
{
  //Read the ADCs
  while((ADC->ADC_ISR & 0x1CC0)!=0x1CC0);// wait for ADC 0, 1, 8, 9, 10 conversion complete.
  in_ADC0=ADC->ADC_CDR[7];               // read data from ADC0
  in_ADC1=ADC->ADC_CDR[6];               // read data from ADC1  
  POT0=ADC->ADC_CDR[10];                 // read data from ADC8        
  POT1=ADC->ADC_CDR[11];                 // read data from ADC9   
  POT2=ADC->ADC_CDR[12];                 // read data from ADC10 
    
  //Add volume feature with POT2
  out_DAC0=map(in_ADC0,0,4095,1,POT2);
  out_DAC1=map(in_ADC1,0,4095,1,POT2);
  
  //Write the DACs
  dacc_set_channel_selection(DACC_INTERFACE, 0);       //select DAC channel 0
  dacc_write_conversion_data(DACC_INTERFACE, out_DAC0);//write on DAC
  dacc_set_channel_selection(DACC_INTERFACE, 1);       //select DAC channel 1
  dacc_write_conversion_data(DACC_INTERFACE, out_DAC1);//write on DAC
}

Puedes comprobar y modificar los códigos de ejemplo para otros pedales en el foro de Software de pedalSHIELD.

Puedes escuchar en SoundCloud como suenan todos los pedales de ejemplo (delay, reverb, echo, distorsión, etc...) :

{soundcloud}http://soundcloud.com/electro-smash/echo-pedalshield|700|0 {/soundcloud}
{soundcloud}http://soundcloud.com/electro-smash/tremolo-pedalshield|700|0 {/soundcloud}
{soundcloud}http://soundcloud.com/electro-smash/distortion-effect-by|700|0 {/soundcloud}

Comprar pedalSHIELD DUE online.

Hay varias opciones en la tienda:

  1. Pedir la sólo la PCB. Como el diseño usa componentes standar fáciles de encontrar, montarla tú mismo. La lista completa de componentes esta publicada con todas las referencias en Mouser. 
  2. Pedir el kit completo: El kit incluye la PCB y todos los componentes para montar pedalshield en casa.

Todas las transacciones se realizan a traves de PayPal para mayor seguridad. Contacta con nosotros para cualquier duda.

 

pedalSHIELD intro

 

Diseño Hardware de pedalSHIELD.

 Especificaciones:

  • Basado en Arduino Due.
  • Frecuencia de muestreo configurable de 8kHz a 192kHz.
  • Ejecutando 2200 instrucciones por sample a 48kHz.
  • Microcontrolador:
    • 84MHz 32bit Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3.
    • 96KB RAM, 512KB Memoria Flash.
    • DMA Integrado.
    • Integrados 12 bit ADC/DAC sampleando hasta 1Msps.
  • Interfaz:
    • 3 Potenciometros Configurables.
    • 2 Conmutadores Configurables.
    • Led azul de encendido  controlado por PWM.
    • Conmutador True Bypass 3PDT.
  • Conectores:
    • Jack de entrada, 1/4", Zin=10MΩ.
    • Jack de salida, 1/4", Zout=1KΩ.
    • Alimentación: Tomada de la placa Arduino Due.

 

El diseño ha sido realizado con KiCad, una herramienta gratuita/open-source para la creacíon de diseños electrónicos. Los ficheros nativos de los esquemáticos y la lista de componentes son completamente públicos. El circuito se divide en 5 bloques principales: Fuente de Alimentación, Etapa de Entrada, Etapa de Salida, Interfaz de Usuario y Conectores con Arduino:pedalshield-esquematico-small

El funcionamiento es sencillo; 2 amplificadores operacionales preparan la señal para ser digitalizada y también 2 amp. operacionales recuperan la señal de Arduino Due. Dos ADCs pueden ser utilizados en paralelo para digitalizar la señal de la guitarra, mejorando la resolución de bits (2x12bits). Además esta configuración es compatible con la técnica "Double Span and Digitize Signals using Two ADCs" usando el Jumper 1.

  • Etapa de Entrada / Preamplificador: La señal de la guitarra es amplificada para ser digitalizada mejor por el primer amp. operacional (diseño inspirado en el pedal MicroAmp). La resistencia variable VR1 ajusta la ganancia de esta etapa. Hay un programa que ayuda a ajustar éste valor. El segundo amplificador operacional invierte la señal para ser digitalizada por el ADC1. Los diodos D1, D2, D3 y D4 son diodos de clamping que protegen a los ADCs de Arduino de tensiones dañinas (por debajo de 0 y por encima de 3,3V).
  • Etapa de Salida: Usando un Amplificador Diferencia (Ganancia=1) los dos DACs pueden ser leídos en paralelo mejorando la resolución en bits (2x12bits).  De cualquier forma si sólo se quiere usar un DAC (en lugar de 2 en paralelo), el amplificador diferencial se comporta como un buffer. El último amplificador operacional sumador es capaz de sumar la señal original y la señal procesada cuando el Switch de Mix está en ON. Este sumador es muy útil para programar algunos pedales como delay, chorus, metronomo, etc...
  • Fuente de Alimentación: Genera ±5V para alimentar los amplificadores operacionales con margen suficiente para que la señal no sufra ningun tipo de recote.
  • Interfaz de Usuario: Está compuesto por el switch de pedal, 3 potenciómetros configurables, 2 conmutadores y el led azul.
  • Conectores con Arduino: 5 conectores de 8 pines conectan pedalSHIELD con Arduino Due.

pedalSHIELD-360-view-small

Lista de Componentes:

Los componentes están elegidos para ser fáciles de encontrar, utilizando sólo componentes de inserción y los mínimos valores distintos posibles. Se puede descargar la lista de componentes en varios formatos (.txt .pdf excel y open office).

 
pedalSHIELD Lista de Componentes
 
Valor Qty Refererencia Descripción Referencia en Mouser
Capacitors        
270p 5 C2 C5 C8 C9 C12 Ceramic Disc Capacitors 140-50S5-271J-RC
0.1u 6 C1 C4 C6 C7 C10 C11 Film Capacitors. ECQ-V1H104JL
1u 1 C13 Aluminium Electrolytic Capacitors ECE-A1HKA010
4.7u 1 C3 Aluminium Electrolytic Capacitors ECE-A1EKA4R7
10u 2 C14 C15 Aluminium Electrolytic Capacitors ECE-A1HKA100B
47uF 1 C18 Aluminium Electrolytic Capacitors REA470M1CBK-0511P
Resistors        
1K 2 R3 R21 Metal Film Resistors, 1% Tol. MF1/4DC1001F
4.7K 3 R5 R9 R10 Metal Film Resistors, 1% Tol. MF1/4DCT52R4701F
50K 1 R7 Metal Film Resistors, 1% Tol. MF1/4DCT52R4992F
100K 12 R4 R6 R8 R11 R12 R13 R14 R15 R16 R17 R19 R20 Metal Film Resistors, 1% Tol. MF1/4DCT52R1003F
10M 2 R1 R2 Metal Film Resistors, 1% Tol. RK1/4DC1005F
500K 1 RV1 Trimmer Res. -9mm Single Turn 3319W-3-504
10K 3 RV2 RV3 RV4 Alpha Potentiometers Flat 20mm RK09L114001T
Plastic Knobs 3 RV2, RV3, RV4 Plastic Knob +crew, Shaft:6.35mm 450-2023-GRX
Others        
1N5817 4 D1 D2 D3 D4 Schottky Diodes Vr/20V Io/1A 1N5817
LED 1 D5 Through hole, blue led. C4SMG-BJS-CQ0T0451
SWITCH_3PDT 1 SW1 3PDT True Bypass Footswitch 107-SF17020F-32-21RL
SWITCH_INV 2 SW2 SW3 Toggle Switch SPDT 612-100-A1111
Connectors        
CONN_8pins 5 CONN2 CONN3 CONN4 CONN5 CONN6    
JACKS 2 JI, J2 Neutrix 1/4 stereo Chrome Conn. NMJ6HCD2
IC's        
TL072 2 U1 U2 Operational amplifier. TL072IPE4
TC1044 1 U3 Voltage switching regulator. TC1044SCPA
8PIN SOCKETS 3 U1, U2, U3 8pin DIP plastic socket. 1-390261-2
Mechanic        
pedalSHIELD PCB 1   Dual Layer 2x4” PCB soldermask.  
Plastic Protector 1   3D printed plastic cover protector.  

 

Protector Plástico Imprimido en 3D

pedalSHIELD está protegido por una cubierta plástica, está diseñada y producida por nuestros amigos de Shuttl3d. Los primeros modelos utlizaron cubiertas imprimidas en plástico ABS de 3mm de grosor que aporta protección suficiente para el circuito añadiendo un toque de color.

Los siguientes modelos, una vez perfeccionado el primer prototipo se fabricó en plexiglas, que es ligero y resistente.

pedalSHIELD covers

 

Preguntas Frecuentes (FAQ):

Que es Arduino?

  • Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares.

Donde puedo comprar la placa Arduino Due?

  • Todos los vendedores por internet las tienen en su catálogo Mouserelement-14, Digikey, RS-Online además se pueden encontrar en eBay y muchas tiendas de electrónica.

 pedalSHIELD funciona con cualquier placa de Arduino?

  • No, sólamente con Arduino DUE.

 Se puede utilizar pedalSHIELD con bajo eléctrico?

  • Si, pero se necesitan sustituir 6 condensadores (C1 C4 C6 C7 C10 y C11) de 0.1uF a 0.5uF, eso es todo.

 Se pueden enchufar auriculares a pedalSHIELD?

  • No, pedalSHIELD no es un amplificador. Necesita ser enchufado a un amplificador de guitarra o cualquier multiefectos digital (POD de Line 6, etc...)

 

 

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