Realizzazione digitale di un sistema multieffetto per chitarra elettrica attraverso DSP

This paper collects the key steps for designing and implementing a multi-effect system for electric guitar, in the form of a pedal, to allow its use while playing the instrument. For this realization, I have chosen to use the STM32 microcontroller mounted in the "STM32F334R8" NUCLEO board, studied in the course of industrial electronics during the third year. The guitar sound is converted by the pickups into a voltage signal. The pedal, using an input circuit, adapts the signal to the input ranges of the microcontroller which through the internal converter acquires the signal. To this point, the effects are implemented via Digital Signal Processing (DSP), the trigger and the deactivation of the same take place via switches, while the control of the parameters is realized by special potentiometers connected to the second converter of the core board. Finally, the internal DAC takes care of reconverting the processed signal to supply it as an input to the conditioning circuit in the Output. It is used to adapt the signal before it enters the amplifier or the rest of the sound chain. The ultimate goal, in addition to becoming familiar with the use of a microcontroller in the practical realization of a complete project, is to take the first steps in the Digital World of Signal Processing by creating a chain of acquisition, processing and transmission of a signal. Finally, it was decided to create a PCB containing the input/output circuits to be connected to the NUCLEO board to make connections safer and less affected by noise compared to the breadboard implementation.

In questo elaborato sono raccolti i passaggi chiave per il progetto e la realizzazione di un sistema multieffetto per chitarra elettrica, sotto forma di pedale cosi da permetterne l’utilizzo mentre si suona lo strumento. Per la realizzazione si è scelto di utilizzare il microcontrollore STM32 montato nella scheda NUCLEO "STM32F334R8", studiata nel corso di elettronica industriale durante il terzo anno. Il suono della chitarra viene convertito attraverso i pickup in un segnale di tensione. Il pedale, utilizzando un circuito di condizionamento, adatta il segnale ai range di ingresso del microcontrollore che attraverso il convertitore interno digitalizza il segnale. A questo punto gli effetti vengono implementati tramite Digital Signal Processing (DSP), l’innesco e il disinnesco degli stessi avviene tramite appositi switch, mentre il controllo dei parametri è realizzato da appositi potenziometri collegati al secondo convertitore della scheda nucleo. Infine il DAC interno si occupa di riconvertire il segnale elaborato per fornirlo in ingresso al circuito di condizionamento in Output, utilizzato per adattare il segnale prima che entri nell’amplificatore o nel resto della catena del suono. L’obiettivo finale, oltre a prendere dimestichezza con l’utilizzo di un microcontrollore nella realizzazione pratica di un progetto completo, è muovere i primi passi nel modo del Digital Signal Processing realizzando una catena di acquisizione elborazione e trasmissione di un segnale. Si è infine scelto di realizzare un PCB contenente i circuiti di condizionamento da collegare alla scheda nulceo cosi da rendere i collegamenti più sicuri e meno affetti da disturbi rispetto all’implementazione su breadboard.