Pedal Overdrive Bertenaga Baterai DIY untuk Efek Gitar: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Untuk pecinta musik atau untuk cinta elektronik, tujuan Instruksi ini adalah untuk menunjukkan betapa pentingnya SLG88104V Rail to Rail I/O 375nA Quad OpAmp dengan daya rendah dan kemajuan tegangan rendah dapat merevolusi sirkuit overdrive.

Desain overdrive khas di pasaran saat ini berjalan pada 9V. Namun, seperti yang dijelaskan di sini, kami telah mampu mencapai overdrive yang sangat ekonomis dalam penggunaan dayanya dan berjalan pada VDD yang sangat rendah sehingga dapat bekerja hanya dengan menggunakan dua baterai AA pada tiga volt untuk waktu yang lama dan masa pakai baterai yang sangat lama. Untuk lebih menghemat baterai yang tersisa di unit, sakelar mekanis untuk pelepasan digunakan sebagai standar. Selain itu, karena jejak SLG88104V kecil dengan jumlah baterai yang digunakan minimal, pedal kecil yang ringan dapat dibuat jika diinginkan. Semua ini dikombinasikan dengan efek suara yang menyenangkan menjadikannya desain overdrive terkemuka.

Amplified guitars muncul di awal tahun 1930-an. Namun, pada saat itu artis rekaman awal berusaha keras untuk menghasilkan suara jenis orkestra yang bersih. Pada tahun 40-an DeArmond memproduksi efek mandiri pertama di dunia. Tetapi pada saat itu amplifier berbasis katup dan besar. Selama 40-an dan hingga 50-an meskipun nada bersih lazim, individu dan band yang kompetitif sering menaikkan volume ampli mereka ke status overdrive dan suara distorsi menjadi semakin populer. Pada tahun 60-an amplifier transistor mulai diproduksi dengan Vox T-60, pada tahun 1964 dan sekitar era yang sama untuk lebih melestarikan suara distorsi yang sangat dicari pada saat itu efek distorsi pertama lahir.

Langkah 1: Prasyarat

Pemrosesan sinyal musik analog atau digital dapat memberikan efek baru, dan efek overdrive aktif menciptakan kembali efek kliping overdrive dari ampli katup awal tersebut.

Biasanya tidak diinginkan dan diminimalkan dalam hal amplifikasi, sebaliknya berlaku dalam hal efek ini. Kliping menghasilkan frekuensi-frekuensi yang tidak ada dalam suara aslinya dan itu bisa menjadi sebagian alasan untuk daya tariknya di masa-masa awal. Kliping terkait gelombang yang kuat dan hampir persegi menghasilkan suara yang sangat hash yang tidak harmonis dengan nada induknya, sedangkan kliping lembut menghasilkan nada harmonik dan umumnya suara yang dihasilkan tergantung pada jumlah kliping dan deplesi dengan frekuensi. Penulis sangat yakin bahwa kualitas pedal overdrive bergantung pada proporsi nada harmonik ke nada tidak harmonis di seluruh jangkauannya dan kemampuannya untuk mempertahankan nada harmonik pada amplifikasi yang lebih tinggi.

Langkah 2: Ikhtisar

Di atas adalah ikhtisar dari rangkaian yang diusulkan, yang tujuannya adalah untuk mempertahankan sinyal yang ada dan menghasilkan suara overdrive tersebut. Menggunakan SLG88104V memungkinkan pedal Overdrive berjalan pada 3 V menggunakan dua baterai AA yang jauh lebih banyak tersedia dan lebih murah untuk dibeli daripada baterai 9 V PP3. Jika diinginkan, baterai AAA dapat digunakan sebagai gantinya, meskipun kapasitas ekstra AA membuatnya lebih dari cukup. Selanjutnya, rangkaian akan dapat bekerja pada 4,5 V (1,5 V garis tengah +3 V) atau 6 V (3 V garis tengah +3 V) jika diinginkan, meskipun tidak diperlukan.

Amplifikasi frekuensi selektif - modifikasi penting untuk mencapai amplifikasi pada tegangan yang lebih rendah.

Langkah 3: Penjelasan dan Teori

Kami memilih untuk menggunakan topologi penguat non-pembalik sebagai dasar untuk tahap penguatan karena impedansi inputnya yang tinggi dan adaptasi yang mudah untuk pemilihan frekuensi.

Lihat Formula 1.

Seperti yang telah kita lihat, keuntungan dalam pengaturan ini semata-mata tergantung pada umpan balik. Jika kita mengubah ini sebagai topologi high pass, gain akan tergantung pada frekuensi umpan balik dan input sesuai dengan beberapa pengaturan overdrive. Selanjutnya, jika sirkuit umpan balik filter digandakan, maka topologi akan menerapkan satu rentang penguatan responsif ke input dan kemudian serangkaian penguatan responsif lebih lanjut.

Pengaturan ini dapat berfungsi untuk memperjelas desain dan memungkinkan amplifikasi terarah / selektif yang lebih frekuensi. Di bawah ini adalah diagram pengaturan tersebut dengan rumus-rumus yang menghasilkan kesimpulan yang menarik. Topologi ini merupakan inti penting yang diandalkan oleh sirkuit overdrive akhir yang akan menggabungkannya sebagai inti utama beberapa kali untuk mempertahankan model kerja.

Untuk melihat hal-hal sedikit lebih sederhana, untuk frekuensi tertentu f kami menggunakan Formula 2 dan Formula 3.

Persamaan sebenarnya untuk AGain pada frekuensi tertentu f dengan demikian adalah Formula 4 yang dipecah lebih lanjut untuk menghasilkan Formula 5 akhir.

Sebagai bukti, ini analog dengan penambahan persamaan yang disederhanakan di atas kecuali untuk penguatan kesatuan yang melekat pada penguat yang konstan. Singkatnya, penguatan respons frekuensi dari setiap kaki topologi umpan balik high pass digabungkan.

Tujuan pengaturan tersebut adalah untuk mendapatkan amplifikasi sinyal input yang lebih seragam pada rentang frekuensi sehingga pada frekuensi yang lebih tinggi di mana penguatan OpAmp berkurang, kita dapat memasukkan lebih banyak penguatan. Pada tegangan rendah, suara dapat dipertahankan melalui frekuensi rendah tersebut meskipun ruang kepala tidak terlalu tinggi.

Langkah 4: Diagram Sirkuit

Langkah 5: Sirkuit Dijelaskan

SLG88103/4V menggabungkan perlindungan input bawaan untuk mencegah tegangan berlebih pada inputnya. Dioda perlindungan ekstra telah ditambahkan pada tahap awal input overdrive untuk ketahanan desain ekstra.

Amplifikasi tahap pertama bertindak sebagai penyangga impedansi tinggi tahap pertama dan memperkuat awalnya untuk mempersiapkan tahap overdrive. Gain sekitar dua meskipun bervariasi dengan frekuensi. Pada tahap ini perawatan perlu dilakukan untuk memastikan bahwa amplifikasi tetap rendah, karena setiap amplifikasi pada tahap ini dikalikan dengan amplifikasi overdrive.

Menindaklanjuti tahap overdrive, di mana sinyal akan mengalami penguatan besar, amplifikasi selektif frekuensi sekali lagi memastikan bahwa frekuensi yang lebih tinggi mendapatkan dorongan itu untuk amplifikasi yang lebih konsisten, dan secara berurutan kami menginduksi kliping menggunakan dua dioda dalam mode konduktif maju. Filter low pass sederhana membentuk nada, dan ini mengarah ke potensiometer volume sederhana dan buffer untuk menggerakkan output.

Hanya tiga dari Penguat Operasional on-board yang digunakan, dan yang terakhir yang tersisa disambungkan dengan benar sesuai "pengaturan yang tepat untuk OpAmp yang tidak digunakan". Jika diinginkan, 2 x SLG88103V'S dapat digunakan sebagai pengganti SLG88104V tunggal.

Dioda pemancar cahaya berdaya rendah menunjukkan keadaan aktif. Pentingnya itu menjadi versi daya rendah tidak dapat diremehkan karena arus diam rendah dan daya berjalan dari SLG88104V. Konsumsi daya utama dari rangkaian akan menjadi LED indikator daya.

Faktanya, karena arus diam 375 nA yang sangat rendah, pertimbangan daya untuk SLG88104V sangat kecil. Sebagian besar kehilangan daya melalui decoupling kapasitor low pass dan resistor pengikut emitor. Jika kita mengukur konsumsi arus dari arus diam rangkaian lengkap, ternyata hanya sekitar 20 A, meningkat menjadi sekitar maksimum 90 A saat gitar beraksi. Ini sangat kecil dibandingkan dengan 2 mA yang dikonsumsi oleh LED dan merupakan alasan mengapa penggunaan LED daya rendah sangat penting. Kami dapat memperkirakan masa pakai rata-rata baterai alkaline AA tunggal untuk mengalirkan dari penuh ke 1 V adalah sekitar 2000 mAh* pada laju pengosongan 100 mA. Sepasang baterai baru yang layak menghasilkan 3 V kemudian harus dapat memasok lebih dari 4000 mAh. Dengan LED di tempat sirkuit kami mengukur penarikan 1,75 mA dari mana kami dapat memperkirakan lebih dari 2285 jam atau 95 hari penggunaan terus menerus. Karena overdrive adalah sirkuit aktif, overdrive kami dapat menghasilkan "tendangan yang luar biasa" dengan penggunaan arus minimal. Sebagai catatan, dua baterai AAA harus bertahan sekitar separuh waktu AA.

Di bawah ini adalah model kerja dari rangkaian overdrive ini. Jelas, seperti halnya pedal lainnya, pengguna perlu menyesuaikan pengaturan untuk menemukan suara yang paling tepat untuk mereka. Mengubah mid dan bass ampli lebih tinggi dari treble tampaknya memberikan suara overdrive yang sangat keren bagi kami (karena treble lebih keras). Itu kemudian menyerupai jenis suara kuno yang lebih hangat.

Karena paket kecil SLG88104V dan konsumsi daya yang sangat rendah, kami telah berhasil mencapai pedal overdrive berdaya rendah yang tidak terlalu besar dan hanya menggunakan dua baterai jenis pensil untuk waktu yang lama.

Baterai AA lebih mudah tersedia, dan ada kemungkinan bahwa baterai tersebut tidak akan diubah selama masa pakai unit kerja mana pun, sehingga perawatannya sangat mudah dan ramah lingkungan. Selanjutnya, dapat dibangun dengan sejumlah kecil komponen eksternal, sehingga dapat berbiaya rendah, mudah dibuat, dan seperti yang dinyatakan sebelumnya, ringan.

* Sumber: Energizer E91 Datasheet (lihat grafik batang), powerstream.com

Kesimpulan

Dalam Instruksi ini kami telah membuat pedal overdrive berdaya rendah tegangan rendah.

Selain menangani pemrosesan analog untuk IC sinyal campuran GreenPAK dan semikonduktor digital lainnya, GreenPAK Rail to Rail Low Voltage, Low Current OpAmp telah terbukti berguna dalam sirkuit overdrive. Mereka otonom di banyak aplikasi lain dan terutama menguntungkan dalam aplikasi sensitif daya.

Selain itu, jika Anda tertarik dengan sirkuit yang cukup baik untuk memprogram desain IC Anda sendiri, silakan unduh perangkat lunak GreenPAK kami yang berguna untuk desain tersebut atau cukup lihat File Desain GreenPAK yang sudah selesai yang tersedia di halaman web kami. Rekayasa mungkin lebih mudah, yang perlu Anda lakukan hanyalah mencolokkan Kit Pengembangan GreenPAK ke komputer Anda dan menekan program untuk membuat IC khusus Anda.