Bassokitaran virittimen toteutus mBed-mikrokontrollerin avulla

Abstract

Työn tavoitteena oli suunnitella ja ohjelmoida laite, joka auttaisi käyttäjää kielisoittimen, erityisesti bassokitaran, virittämisessä. Toissijaisena tavoitteena oli löytää FFT:lle vaihtoehtoinen menetelmä signaalin analysoimiseen.

Työssä käytettiin mBed LPC1768 -alustaa, jolla tapahtuu signaalin A/D-muunnos ja analyysi. Käyttäjän ohjaamiseen ja tulosten näyttämiseen käytettiin Adruino TFT LCD -näyttöä. Ohjelmointi tapahtui mBedin oman verkossa toimivan ohjelmointiympäristön avulla.

Vaihtoehtoiseksi menetelmäksi signaalin analyysille osoittautui Suomessa melkein tuntematon Goertzel-algoritmi. Menetelmä osoittautui toimivaksi ja työn ensimmäiseen tavoitteeseen täysin sopivaksi.

Lopputuloksena on laite, joka lukee sisään tulevan audiosignaalin, laskee signaalin taajuuden ja vertaa sitä haluttuun taajuuteen. Tämän jälkeen laite ohjaa käyttäjää kitaran virittämisessä. Valmista laitetta on helppo soveltaa mihin kielisoittimeen tahansa, pitää vain tietää soittimen kielten oikeat taajuudet.

Thesis includes realization of bass guitar tuner using mBed microcontroller. The goal of the study was to design and program a device that would help users to tune stringed instrument, especially bass guitar. The secondary objective was to find an optional method to analyze the signal beside a FFT.

The mBed LPC1768 microcontroller board was used in the work. AD conversion and signal analysis takes place with this board. For controlling the user and displaying results Arduino TFT LCD-monitor is used. Programming was performed in mBeds own, network based, integrated development environment.

An alternative method for signal analysis proved to be the Goertzel algorithm, which is almost unknown in Finland. The method proved to be effective and fully fitting to the first objective of the thesis.

The result is device that reads the input audio signal, calculates the frequency of the signal and compare it to desired frequency. After this the device guides the user in guitar tuning. The ready device is easy to apply to any string instrument; you only need to know the correct frequencies of the instrument strings.