Äänisignaalin ohjausjärjestelmä

Abstract

Tässä opinnäytetyössä suunniteltiin ja toteutettiin sähkökitaristeille yms. muusikoille suunnattu efektien valintalaite. Laitteen tarkoitus on yksinkertaistaa efektilaitteiden käyttöä sekä mahdollistaa useamman laitteen samanaikainen käyttö konserttitilanteessa.

Laitteessa on muokattavia muistipaikkoja, joihin voi tallentaa haluamansa efektiyhdistelmät. Muistipaikkoja vaihdetaan yhdellä painalluksella, kun normaalisti jokaista efektilaitetta täytyisi ohjata manuaalisesti. Äänisignaalia ohjataan releiden avulla efektilaitteiden ollessa aina päällä.

Työssä suunniteltiin kaksi erillistä laitetta, 19 ”:n räkkiin sopiva liitäntäyksikkö sekä jaloilla käytettävä ohjausyksikkö. Liitäntäyksikkö sisältää kaikki efektilaitteiden kytkemiseen tarvittavat liittimet, releet ja niiden ohjaamiseen käytetyt komponentit. Ohjausyksikkö taas sisältää ledeistä ja painikkeista koostuvan käyttöliittymän. Molemmat laitteet sisältävät mikrokontrollerit ja ne liitetään toisiinsa RJ45-kaapelilla. Tiedonsiirtoon käytetään SPI-väylää. Kaapelissa kulkee datalinjojen lisäksi ohjausyksikön käyttöjännite. Laitteiden välistä tiedonsiirtoa varten tehtiin oma tiedonsiirtoprotokolla.

Ohjausyksikkö todettiin häiriöalttiiksi testauksen yhteydessä. Ongelma saatiin korjattua ohjelmiston avulla. Äänisignaalin todettiin pysyvän parempi laatuisena, kun efektilaitteet ohitetaan täysin releiden avulla eikä äänisignaalia kierrätetä turhaan efektilaitteiden läpi niiden ollessa pois käytöstä.

The goal of this thesis was to design and implement an effect selection device for electric guitars and other similar instruments. The purpose of the device is to simplify control of the effect devices and to enable the use of multiple effect devices at once in a live situation.

The device has editable memory slots, which can be used to store different effect combinations. You can change between the memory slots with a single push of a button, while normally you would have to switch every effect device on or off manually. The audio-signal is controlled with relays, while the effect devices are always on.

Two devices were designed, a 19” rack sized interface unit and a control unit. The interface unit includes the connectors for the effect devices, relays and other components needed to control them. The control unit includes a user interface, which consists of 9 LEDs and buttons. Both of the devices contain microcontrollers and they are connected to each other with an RJ45-cable. The cable is used for data transmission and to supply the operating voltage for the control unit. A data transfer protocol was designed for communication between the devices. Data is transferred via SPI-bus.

The control unit was found to be susceptible to interference during testing. The problems were fixed with software. It was noted that the audio-signal quality stays better when the effect devices are fully bypassed with the relays, instead of passing the signal through the effect devices’ own bypass-circuitry.