Erster Schritt Richtung Digitaltechnik, analoges Signal digital steuern

[Cysign]

Hallo,

nachdem ich nun langsam ein wenig Ahnung davon habe, was ich mit meinem Lötkolben und einfachen, analogen bauteilen anstellen kann, möchte ich mich in nächster Zeit an mein erstes Projekt mit einem µC ranwagen.

Hierbei möchte ich ein Overdrive-E-Gitarren-Pedal modifizieren nach den bekannten Mods (Diezel-Mod, Boogie-Mod, Keeley-Mod eines Boss MT-2, Infos zu den Mods: http://freestompboxes.org/viewtopic.php?f=11&t=3130 ).

Je nach Mod werden Kondensatoren nicht beschaltet oder durch andere ersetzt, bzw. Dioden gegen Leuchtdioden getauscht oder Kondensatoren mit anderen Werten eingesetzt.

Ich möchte mir wirklich Mühe geben und meine Modifikation so klein wie möglich aufbauen, damit das Endergebnis weiterhin im Originalgehäuse platz findet. Ob das jedoch wirklich realisierbar ist, werd ich mir erst vorstellen können, wenn ich wieß, mit welchen Bauteilen ich hantieren muss und wie groß diese sind.

Zunächst werde ich mir eine Tabelle mit den Änderungen im jeweiligen Modifikationsmodus erstellen, um selber einen Überblick zu haben, wie viele Elemente ich schalten muss und um herauszufinden, wie viele I/Os ich benötige.


Die verschiedenen Mods aus dem oberen link möchte ich gerne per Drehregler digital aufrufen können.
Bzgl. der ergrößerung bzw. Verkleinerung der Widerstände für die Verzerrstufen dachte ich an Taster und eine Signalisierung durch mehrere SMD-LEDs.


Aber vorher habe ich eine Verständnisfrage:
Wie schalte ich mit einem µC z.B. C34 von normalen Kondensator auf einen anderen kondensator?
Da das Signal selbst ein Audiosignal ist, also eine Wechselspannung, scheidet eine Lösung alla &-Gatter vermutlich aus. Würde man sowas über Relais schalten?

Quasi das Signal, das zum kondensator 34 geleitet wird an zwei Relais anlöten und mit dem µC quasi einen Schaltimpuls ausgeben, ob und welcher Kondensator geschaltet wird?
So bräuchte ich für jedes zu verändernde Signal die Anzahl an möglichen Schaltwegen als Relais und müsste diese per µC ansteuern.

Außerdem wüsste ich gerne, welcher µC-Programmer sich für Einsteiger lohnt. Am liebsten wäre mit der Anschluß über USB und die Programmierung unter Windows 7, falls möglich mit 32bit als auch mit 64bit, so könnte ich sowohl Netbook als auch PC dazu missbrauchen
Gibts denn obgleich der verschiedenen Atmel-Chips einen universellen Programmer, mit dem ich alle/die meißten µC programmieren kann?

Gerne dürft ihr mich auch erstmal einfach mit Links zuschmeißen, denn mein Anliegen erfordert einiges an Wissen, das ich noch nicht habe...

[ranke]

Zum Schalten von analogen Signalen mit einem MC sind Relais (oder Reed-Relais) keine schlechte Wahl. Alternativ gibt es auch elektronische Analogschalter, wie z.B. den Klassiker CD4066. Die elektronischen Schalter haben keine galvanische Trennung, also müssen die Potentiale des MC und der Audioschaltung geeignet zueinander definiert werden. Außerdem sind die EIN-Widerstände typischerweise höher als bei Relaiskontakten. Dafür bauen sie kompakter (im verlinkten IC sind 4 unabhängige Schalter drin), haben kein Kontaktprellen, unbegrenzte Lebensdauer, nahezu leistungslose Ansteuerung, etc. Sicherlich eine Alternative zu Relais für Audiosignale geringer Leistung.

[Cysign]

Schöne Sache, direkt n Bausteinbeispiel, wo ich das Datenblatt verschlingen kann

Muss ich denn dem µC denn nen Speicher verpassen, damit er sich merkt, welcher Modus aktiv war, als die Spannung getrennt wurde und wie die Werte für die Widerstände stehen?
Bzgl. dem Verändern der Widerstände auf Knopfdruck hab ich noch keine genaue Vorstellung.
Theoretisch könnte man das aber auch mit den elektrischen Schaltern lösen.

Wenn man das Signal quasi multiplext (wenn ich das richtig verstanden habe...), kann ich mit wesentlich weniger Ausgängen am µC auskommen, was weniger Fehleranfälligkeit und einfachere Programmierung bedeutet...seh ich das richtig?

[Cysign]

Wobei...mit den e-Schaltern erübrigt sich quasi der µC. Wenn ich nen Drehschalter mit 3 Stellungen finde, wäre das einfacher umzusetzen als mit nem µC.
Und die Widerstände wären dann ebenfalls Potis.
Hmmm...n µC macht hier noch nicht wirklich Sinn, oder?

Aber andererseits wär das sicherlich ein schönes Projekt für den Einstieg.

[ePyx]

Wenn es sich nur um wenige Daten handelt, kannst du das interne EEPROM nutzen. Allerdings ist das bzgl. Schreibzyklen begrenzt. Was noch gehen würde, also an Analogschaltern wäre der CD4052.

Multiplext passt schon. Ein Multiplexer ist ja auch nichts anderes als ein Schalter. Ob es unanfälliger gegenüber Fehlern ist, liegt am Aufbau.

[Cysign]

Nur bzgl. Schreib- oder auch bzgl. Lesezyklen? In welcher Größenordnung läge das denn so etwa?
Ich denke, wenn ich irgendwann mal meine Lieblingseinstellung gefunden habe, werd ich da eher selten mal was verstellen. Also mit wenigen tausend Schreibzyklen sollte ich dicke auskommen.

[ePyx]

Wobei...mit den e-Schaltern erübrigt sich quasi der µC. Wenn ich nen Drehschalter mit 3 Stellungen finde, wäre das einfacher umzusetzen als mit nem µC.
Und die Widerstände wären dann ebenfalls Potis.
Hmmm...n µC macht hier noch nicht wirklich Sinn, oder?

Aber andererseits wär das sicherlich ein schönes Projekt für den Einstieg.

Kann man machen, kommt ja drauf an, was du bauen willst. Analog hat den Vorteil das du den Overhead für die Digitaltechnik nicht benötigst und auch weniger Probleme umschiffen musst. (galvanische Trennung, HF-Einstreuungen durch Takt Leitungen etc. )

Digital kann man sowas aufbauen, was sicherlich den ein oder anderen Vorteil hinsichtlich Komfort bringt ( uC kann man auch via PC steuern, Speichern des letzten Modus und der Parameter ).

Aber wie gesagt, dass liegt ja nur an dir.

EDIT: 100.000 Schreibzyklen laut Datenblatt (ATTiny2313)

[Cysign]

Mit 100000 sollte ich locker hinkommen. Ne Steuerung/auslesen via PC ist nicht nötig.
Da ich immer schonmal was mit nem µC machen wollte, dachte ich halt, dass das heir ein nettes Einstiegsprojekt sei.
Die galvanische Trennung könnte ich durch Optokoppler machen, aber die Störeinstrahlung bringt mich grade ein wenig ins Stutzen. Also müsste ich den µC nochmal im Gehäuse abschirmen?

Im Endeffekt muss der µC ja nur Ausgeben Modus 1-4 und welchen Wert die beiden Widerstände haben.
Letztere könnte ich beim Umbau dann ja erstmal mit analogen Potis in einem sinnvollen Rahen festlegen und dann in eine sinnvolle Aufteilung gliedern.

Der µC gäbe dann quasi pro Drehrastung oder Knopfdruck beim Modi nur an 0, 1, 2, 3 was ich direkt an die eSchalter weiterleiten könnte, um die entsprechenden Komponenten freizugeben. Dazu wird mit dem Signal gleichzeitig ne RGB-Led angesteuert, die signalisiert, in welchem modus man sich grade befindet (oder drei low-current LEDs....mal schaun).

I zweiten Schritt werden dann die Werte für die beiden Widerstände ausgelesen und geschaltet. Aber ich denke, das nehme ich erst in Angriff, wenn die Modiwahl funktioniert.

Ich weiß nur noch nicht genau, wie ich die Rs über den µC steuern könnte. Eine Verkettung von Widerständen, einzeln geschaltet durch I/Os der µC wäre zwar machbar...aber eigentlich zu aufwändig, da man dafür enorm viele Pins bräuchte.

[ePyx]

Die Einstreuung hast du nur, wenn du Taktleitungen im Analogteil unterbringst. Deshalb trennt man auch oft Digital- und Analogteil auf Platinen.

Das Schalten von Widerständen wird meist per OPV gemacht, wo dann die virtuelle Masse durch einen Spannungsteiler verschoben wird. Gleiches erreicht man auch bei der nutzung eines DACs mit nachgeschaltetem Impedanzwandler. Bei kleinen Strömen gehen auch Digital-Potentiometer, wo man aber aufpassen muss ob die als Switched-Capacitor aufgebaut sind. Man will ja das Signal nicht ungewollt filtern.

[Cysign]

Wie verschiebt man dann die virtuelle Masse? Quasi durch nen Spannungsangleich an den Spannungsreglern? Aber dazu bräuchte ich doch wieder (digitale) Potis?!
Ich glaub, ich zieh mir jetzt erstmal den Wikipediaartikel zu digitalen Potis rein