Controlador de pedais com Arduino – Clicks

Olá Amigos. Poisé, este projeto depois de 2 anos voltou para o blog. Infelizmente foi daquelas construções que foram para a gaveta e acabei passando um tempão só respondendo e-mails sem publicar nada sobre o tema. Mês passado tirei o pó das coisas e retomei a construção do controlador. Mas antes de partir para um post final, preciso fazer mais uma aparição para falar deles, os tão temidos Clicks e Pops da comutação com relés nos controladores. Já falei disso em outras duas postagens, mas com o tempo e o desenvolvimento prático do controlador, novos problemas surgiram, bem como novas soluções.

Como disse antes: Relés de qualidade não dão dor de cabeça. Mas… Isso para o caso de um pedal é uma verdade. E quando ligamos dois ao mesmo tempo? Aí a coisa pega.

Não temos como impedir o barulho, uma vez que o mesmo ocorre por um encontro “abrupto” entre dois circuitos com diferentes ganhos. E foi isso que eu não testei. Na primeira pisada para ligar dois pedais uma bomba atômica saiu do falante do meu amplificador. E agora?

O primeiro erro que cometi foi fazer uma ligação de bypass normal, onde a entrada do efeito quando não utilizada ficava “pendurada” sem nada para descarregar o capacitor de entrada.

1

Comecei novas pesquisas e conversei com muita gente que também deu dicas de possíveis soluções. A primeira delas:

2

 

Prefiro essa solução do que utilizar resistores de PullDown. Apenas utilizo na saída, se precisar. No caso dos pedais que tenho não foi necessário.

 

Ligando desta forma o problema foi quase totalmente resolvido. Eu diria uns 80%. Mesmo com essa solução inteligente o problema dos circuitos se encontrando parecia não ter nenhuma solução.

Eis que achei em alguns sites uma solução simples e arcaica que consiste em jogar o sinal de saída para o terra e mutar todo o som do controlador por alguns milisegundos toda vez que algum relé é ativado ou desativado. Algumas soluções incluem transístores, e outras optoacopladores:

schematic

 

opto

 

Tentei as duas versões, e para mim a que melhor funcionou foi a com o transistor 2N7000. Com apenas umas linhas a mais no código, calibrei o disparo deste circuito para cerca de 10ms antes do relé e aproximadamente 20ms depois, lembrando que um relé liga ou desliga em um tempo médio de 6ms. Com isso o problema passou para 90% resolvido.

Vem cá Chico, essa solução não afeta o timbre da guitarra?

Sim – Pelo osciloscópio notei mudanças nas frequências muito altas, mas estas nem sequer são utilizadas por uma guitarra(e algumas nem conseguimos ouvir). Li casos de pessoas que reclamaram desse sistema distorcer o som. Tive este problema, mas a causa era o transistor queimado/defeituoso. Com um transistor novo e em perfeitas condições o som é perfeito. Ainda assim, existindo alguma alteração, mesmo que inaudível, o controlador conta ainda com o circuito de buffer que adicionei justamente para compensar qualquer perda que o sinal tenha no caminho. Tem um post do controlador só sobre este tema aqui no blog.

Tá… Mas pendurando um transístor na saída ele deixa de ser true bypass?

Não – O que está em jogo em um controlador com relés é remover o caminho que o sinal faz. Cada pedal com bypass eletrônico tem normalmente dois buffers. Um na entrada, outro na saída. Até aí legal. E quem tem 5 pedais? O sinal passa por 10 buffers! O que deveria ser bom passa a ser nocivo para o som. Imagine o som recebendo esse “tratamento” mais de 10 vezes antes de chegar no amplificador, é óbvio que começa um corte de frequências audíveis bem relevante. Também tem um artigo sobre bypass eletrônico aqui no blog onde mostrei o resultado de alguns testes. Então temos que ver pela seguinte ótica:

O controlador elimina todo esse caminho. Coloca através dos relés a guitarra em contato com apenas um buffer e um circuito de mute na saída. Se você pensar bem vai ver que é melhor do que usar um pedal (ou mais) com bypass eletrônico.

Ainda sobre o circuito que mostrei, vale apontar que o capacitor C3 é responsável por uma volta suave do som. Se ele voltar de forma muito rápida o “pop” vai aparecer assim mesmo.  O ideal é brincar com os valores até ter uma resposta boa ao seu ouvido. O meu consegui uma boa curva de resposta com o capacitor indicado, mas em outros circuitos de controle que montei tive que subir o valor para a compensação ficar melhor. Essa foi a resposta ideal que consegui:

mute

O pico para baixo é o momento em que o som é desligado na saída, e a curva depois de subida para evitar os estouros. Tudo isso acontece muito rápido e o nosso ouvido não consegue notar o tempo em que o som ficou desligado, então não se preocupe. A única coisa que você vai notar é que os barulhos vão desaparecer toda vez que liga ou desliga algum pedal.

Você falou que ficou 90%. O que foi agora?

Dessa vez a culpa não é dos relés, muito menos dos pedais. Ainda assim, existia um pequeno barulho ao chavear os pedais. O problema agora era com a leitura das chaves. Sempre que pisamos nas chaves, elas mandam um pulso para a porta do microcontrolador que interpreta conforme o código e liga ou desliga os relés com os áudios dos nossos pedais. Mas nem tudo nessa vida é perfeito. Nenhuma chave é perfeita, muito menos as da china que eu comprei bem baratinhas. Quando pisamos, ela ao invés de dar um pulso perfeito, dá algo como podemos ver no gráfico:

bounce

O que era para ser um pulso único, com as imperfeições físicas das chaves acaba gerando um pulso ruidoso. Isso confunde o microcontrolador e podem acontecer duas coisas:

1 – Em uma pisada o pedal ligar e desligar várias vezes

2 – Clicks, clicks e mais clicks!

Tem cura? Tem, mas depende do tamanho do problema. Toda a chave, boa ou ruim tem esse problema. Só que as ruins são realmente péssimas nesse quesito. Para quem está trabalhando com chaves de boa procedência, fica AQUI um link com um texto muito bacana com toda a teoria para resolver o problema apenas por software.

A primeira solução é no código alterar os tempos de leitura da porta para enganar o microcontrolador. Na maioria dos casos isso resolve tanto o problema da oscilação como dos clicks. Mas em casos como o meu com chaves de péssima qualidade apenas resolveu o problema de oscilação. O barulho continuava.

Quando o problema é assim temos que partir para a ignorância, resolver o problema com hardware. Para isso existem milhares de circuitos de “Switch Debounce”. O que acabei utilizando foi o CD40106 que custa 1 real e cura até o problema de chaves chinesas. Segue o esquema e também um gráfico com a sua atuação:

Debounce

 

Se você pretende montar um controlador ou qualquer outra coisa com chaves e não quer esquentar a cabeça, esse circuito é uma belezinha. Aqui outra solução apresentada pelo site Geofex é utilizar ele para disparar os relés:

geofex

 

Também funciona e foi assim que montei no meu controlador. No meu caso são 3 relés e 6 chaves. Era muito mais fácil montar nos relés, e resolveu o meu problema. Graças ao alto poder de imunidade ao ruído do CD40106, consegue-se um ligar-desligar dos relés sem “voltagens transientes” provindas das chaves, e assim, zero clicks!

Se você é meticuloso pode usar dois. Um para as chaves, outro para os relés.

No próximo post sobre o tema vou mostrar fotos e um vídeo mostrando como ficou o aparelho.  A desculpa para a falta de tempo já não cola, mas acredite… Estou internado no escritório hoje para finalmente redigir esse texto. Falta pouco, até o próximo post! smile

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2 comentários sobre “Controlador de pedais com Arduino – Clicks

  1. olá, você terminou este controlador? já tentei varios que encontrei na internet mas nenhum funciona de fato, todos dão muito ruido no amplificador não só na hora que pisa mas fica o tempo todo com ruido. tem algum tutorial tipo DIY. conheço até bem de arduino e reles mas tenho pouquissimo conhecimento em eletrônica. tenho muita vontade de fazer meu proprio controlador mas ja gastei mt grana que quase daria pra comprar um pronto, se tiver algum tutorial eu agradeço muito por fornecer aos usuarios. obrigado

    • Olá Renato! Eu terminei sim, mas como foi um protótipo e utilizo poucos pedais acabou parando na gaveta sem uso. Acabei esquecendo de publicar no blog, algo que pretendo fazer logo. Também tive problemas com ruídos com os relés ligados no começo, algo que descobri depois vir da qualidade dos mesmos e também da tensão aplicada. Vou te passar por e-mail algumas coisas interessantes sobre controladores e vamos falando.
      Um abraço

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