Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik µC-gesteuerte E-Gitarre (MIDI) PIC?


von Dominik S. (farin)


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Guten Tag!

Ich habe ein Projekt, das ich gerne realisieren würde.
Schon seit 2 Jahren beschäftige ich mit dem reinen E-Gitarrensound (ohne 
Verstärker, Gitarrenbox). Da ich wie die meisten eine vielseitige 
Gitarre lieben, habe ich mich gefragt was eigentlich der 
einflussreichste Teil in der "Soundkette" einer Gitarre ist.
Nach vielem lesen in Foren und Büchern, glaube ich die wesentlichen 
Teile (für mich) erkannt zu haben. Diese sind die Pickups / Tonabnehmer 
und deren elektronische Verschaltung. (vom Spieler selbst mal abgesehen)
Ich persönlich schalte ungern bei meiner Gitarre die ganzen Potis und 
Schalter auf und nieder, da ich währenddessen mich nicht auf mein 
Spielen konzentrieren kann. Zudem findet man nicht immer die gleichen 
Gitarren-Einstellungen sofort. Daher habe ich mir überlegt ob man nicht 
über einen MIDI-Controller alles erledigen kann.
Dies hätte weiterhin den Vorteil, falls man ein weiteres Gerät 
(MIDI-tauglicher Verstärker) damit gleichzeitig ansteuern kann.

Beispiel
während Strophe: Hals-Tonabnehmer mit Resonanzfrequenz von 4kHz + 
unverzerrter Verstärker
während Refrain: auf Brücken-Tonabnehmer mit 1,8kHz + verzerrter 
Verstärker + Effekte
unterschiedliche Lasten für unterschiedliche Resonanzfrequenz und 
Resonanzüberhöhung, ändern signifikant die Klangeigenschaften einer 
E-Gitarre
Vorverstärkung / Impedanzwandler würden Unabhängigkeit von der 
Kabelkapazität zu bedeuten
Beides würde ich gerne mit der geposteten Schaltung realisieren.
Nachteil: Stromversorgung, entweder über Batterie oder via Kabel
Ich würde ein 10pin-Kabel nehmen, da man alles auf ein Kabel bringen 
könnte.

Umsetzung
Zuerst würde ich das ganze ohne MIDI aufbauen, dh. die Schaltung wird 
durch Umprogrammieren des µC verändert. Das würde mein 
Programmieraufwand auf ein Minimum reduzieren. Im nächsten Schritt würde 
ich die Schalter hinzufügen. Zum Schluss würde ich versuchen den µC mit 
MIDI anzusprechen.
Für die veränderbaren Potis/Widerstände würde ich digitale Potis 
verwenden, bin ich für Verbesserungsvorschläge offen.
zB 
https://www.reichelt.de/ICs-MCP-3-5-/MCP-4361-103E-ST/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=109747&GROUPID=5472&artnr=MCP+4361-103E%2FST

meine Ressourcen
Technische Grundkenntnisse sind bei mir vorhanden, allerdings hört es 
sich dann bei höheren Schaltungsentwicklung (daher fertige 
Schaltungsplan aus Inet) und komplexerer Programmierung auf. Ich bin 
bereit mit dem Projekt zu wachsen.  Ich hatte eigentlich schon jemanden 
an der Angel für das Vorhaben (ist seine Bachelorarbeit), allerdings 
lässt der mich in der Luft hängen. (seit 1,5 Jahre ohne Fortschritt) 
Daher versuche es mal selbst. Eventuell kann mir noch jemand aus dem 
privaten Umkreis unter die Arme greifen, ich muss noch erfragen.

Meine Gitarre besteht aus 2 elektrische Tonabnehmer und einem 
Piezo-Tonabnehmer.

meine Fragen
1.)Welchen Mikrokontroller sollte ich verwenden?
Pro ele. Tonabnehmer (2 Stk.) Pins:
4 Schalter, 6 Potis/Widerstände
gemeinsam:
2 MIDI-IN,  2 Piezo-Tonabnehmer (variable Verstärkung)

Pins gesamt
Minimum 24 A/D Pins, besser noch ein paar mehr einplanen

2.)Ich brauche ein Kabel das zumindest 10 Pins aufweist.  Könnt ihr mir 
was vorschlagen? Ethernetkabel hat leider nur 8 Pins.     Pinbelegung:
2 für Stromversorgung, 6 für Tonabnehmer (diese werden parallel 
ausgeführt für Triple-Tracking),
2 für MIDI-IN-Signal.

3.)Ich habe schon danach hier im Forum gesucht, jedoch erfolglos. Gibt 
es hier ähnliche Projekte, dann könnte ich etwas abschreiben?

Ich bin gerade im Urlaub, dennoch lassen mich die Gedanken, dieses 
Projekt zu realisieren nicht locker. Ich werde spätestens bis Mittwoch 
mich wieder melden. Ich trete demnächst meine lange Rückreise an. Ich 
weiß dass ich leider nicht alle Vorraussetzungen erfülle um das ganze 
Projekt zu schaukeln. Dennoch will ich es unbedingt versuchen. Ich habe 
vor 6 Jahren das letzte mal etwas programmiert und habe daher einiges 
vergessen. Damals habe ich einen PIC verwendet mit 16 Pins und MPLAB 
verwendet. Notfalls würde ich etwas von meinem Ersparten locker machen 
um es zu schaffen.

Im Prinzip muss ich viele Widerstände und Potis mittels µC ansteuern, 
aber leider weiß ich nicht was genau mich erwartet.

Danke für's Lesen!

von Daniel C. (dan1el)


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Hallo Dominik,

gute Idee! Das klingt nach einem interessanten Projekt!

Ich persönlich bevorzuge AVR-µController, aber ob PIC oder AVR macht 
vermutlich erst mal keinen großen Unterschied.

Was mir noch nicht ganz klar ist, warum soll das ganze über Midi 
gesteuert werden?

Viele Grüße!

von Clemens L. (c_l)


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Dominik S. schrieb:
> Technische Grundkenntnisse sind bei mir vorhanden, allerdings hört es
> sich dann bei höheren Schaltungsentwicklung (daher fertige
> Schaltungsplan aus Inet) und komplexerer Programmierung auf. Ich bin
> bereit mit dem Projekt zu wachsen.

Normalerweise wächst man, indem man einfachere Schaltungen und Programme 
erstellt, und versteht.

Oder wie Brian Kernighan es ausgedrückt hat:
> Everyone knows that debugging is twice as hard as writing a program in
> the first place. So if you're as clever as you can be when you write
> it, how will you ever debug it?
(Das gilt auch für die Fehlersuche in Schaltungen.)


> Welchen Mikrokontroller sollte ich verwenden?

Das bisschen SPI kann jeder. Du kannst also einen nehmen, den du kennst. 
(Oder den jeman hat, von dem du lernst.)

> 2 MIDI-IN

2x UART ist schon seltener, haben aber alle 'größeren' µCs.

Daniel C. schrieb:
> Was mir noch nicht ganz klar ist, warum soll das ganze über Midi
> gesteuert werden?

Weil im Musikbereich MIDI der Standard ist, und man damit automatisch 
viele Controller verwenden kann, wie z.B. diese:
http://www.thomann.de/de/m_audio_code_25.htm
http://www.thomann.de/de/m_audio_trigger_finger_pro.htm
http://www.thomann.de/de/behringer_bcf_2000.htm

(Diese Geräte sind tatsächlich nichts weiter als ein Haufen Knöpfe und 
ein UART. Für jemanden, der sich einfach einen Poti an seine Schaltung 
lötet, sind das horrende Preise, aber 'normale' Musiker können weder 
löten noch programmieren, und als weitere Preistreiber kommen 
bühnentaugliche Hardware-Qualität und ein relativ kleiner Markt dazu.)

von Thomas E. (picalic)


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Aber wozu überhaupt 2x MIDI IN? Üblich wäre 1x MIDI IN und 1x MIDI Out, 
d.h. ein UART sollte dann reichen.

von GitHack (Gast)


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Hallo,
Schande über mich, das ich deine Thread nur überflogen habe.

Aber einen interessanten Ansatz zur Soundeinstellung einer E-Gitarre, 
gab es auf dem 30C3:

https://media.ccc.de/v/30C3_-_5595_-_en_-_saal_6_-_201312291430_-_the_arduguitar_-_gratefulfrog#video

Evtl. ist das ja ein interessanter Ansatz.


Viel Spaß

von blabla (Gast)


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Gibt's zu kaufen.

http://www.thomann.de/de/line6_variax_standard_sb.htm

Der "VDI"-Anschluss überträgt bei dem Ding digital die Audio Daten zum 
POD und die Steuerdaten für die Gitarre via MIDI-Befehl im gleichen 
(Netzwerk-)Kabel zurück.

Hab ne Variax 500 seit ca. 10 Jahren im Einsatz und auf alternate 
Tunings bzw. von 12 Seitiger klarer Akustikgitarre auf voll verzerrte 
Solo Strat mittels einfachem Fussschaltertritt umzuschalten ist ein 
Luxus, den ich nicht mehr missen möchte.

von farin (Gast)


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https://m.thomann.de/gb/behringer_fcb_1010.htm

Shttps://m.thomann.de/gb/behringer_fcb_1010.htm Das ist so ein 
Fusssteuergerät ähnlich meinem. Ich hab momentan ein Roland fcb 300.

Variax habe ich mir auch überlegt, leider hatte ich nie selbst eine in 
der Hand. Was ich weiß ist dass die Modelle aus dem Piezotonabnehmer 
entstehen und daher Simulationen sind, die wahrscheinlich etwas anders 
reagieren als die richtigen Tonabnehmer. Zudem ist man an eine Firma 
gefesselt. Ich habe selbst einen Kemper Amp und finde ihn wesentlich 
besser als die line6  Pod die ich getestet habe. (Reagiert wie 
Rohrenamp, obwohl er digital ist)

Bluetooth bringt mir nichts, da MIDI der unterstützte Standard ist.

Ich brauche nur ein MIDI IN dafür brauche aber 2 Pins oder? Signal und 
Masse?

von Frank L. (hermastersvoice)


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Viel Ahnung von Midi und Controllern hast du eher nicht. Daher empfehle 
ich dir mal diese Seite: http://goetzmd.de/
Der Mann hat sich richtig Mühe gegeben einem Anfänger den Einstieg ins 
programmieren und den Bau von eigenen Midicontrollern so leicht wie 
möglich zu machen. Die Serie wird fortgeführt und ich finde sie sehr 
sehenswert. Damit sollte dir Einiges klarer werden und vielleicht ist 
der Arduino ja sogar das was du brauchst. Ansonsten kann ich dir nur 
empfehlen dir mal eine Variax anzusehen und auch zu testen, ist schon 
genial was die Dinger können. Ich hab ne Peavey AT-200. Die hat ein 
DSP-Board eingebaut und kann sich z.B. selbst stimmen aber auch diverse 
Simulationen sind drin. Das DSP-Board gibts auch einzeln, zum einbauen 
in eine eigene Gitarre. Nachteil ist, man ist auch dort an den 
Hersteller gebunden und kann keine Unterstützung für eigene 
Entwicklungen erwarten.
Gruss
Frank

von Andreas R. (daybyter)


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von Dominik S. (farin)


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Ich finde die Umstimmung von Gitarren mittels Schaltung schlechter als 
die richtige Umstimmung mit Mechaniken. Natürlich hat sie dennoch eine 
Daseinsberechtigung da sie gut ist und wsl. immer besser wird. (vor 
allem bei Live-Musik schnell und komfortabel)

Ich habe vor einem Jahr mein eigenes Tonstudio eingerichtet und daher 
möchte keine Abstriche in Sound oder Sounddynmaik machen. Ich habe mir 
deshalb Tronical Tuners geholt. 
https://www.youtube.com/watch?v=cfOreJ29r0U

Niemand den ich kenne, verwendet eine Variax oder line6 (Helix vll. in 
Zukunft) für professionelle Musikaufnahme sondern greift auf das 
Original zurück.

Den geposteten Link von goetzmd habe ich mal gespeichert und werde ich 
demnächst genauer ansehen.

Ich möchte mein Projekt nicht stur verteidigen, allerdings wäre es 
leicht erweiterbar und individuellisierbar, was ich sehr schätze.
Irgendwann mal, das ist jetzt Träumererei möchte ich auch einen 
Sustainer einbauen. (zB wie dieser 
https://diysustainer.wordpress.com/dualcoil/)

von Clemens L. (c_l)


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Dominik S. schrieb:
> Ich brauche nur ein MIDI IN dafür brauche aber 2 Pins oder? Signal und
> Masse?

Masse ist nicht verbunden; 2 Pins für die Stromschleife. Das wird auf 
der MIDI-Seite erklärt.

von farin (Gast)


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Hi,

Ich habe mal eine einfachere Schaltung mit einem TL072 aufgebaut.
Sie besteht aus einer Widerstands-Bank und Kondensatorenbank und einer 
Verstärkerschaltung.

Hier ein paar Soundfiles zum anhören:

https://soundcloud.com/stein27/sets/gitarrenschaltung

von farin (Gast)


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Ich habe versucht die Schaltung mittels LT-Spice aufzubauen (ganz neu 
für mich). Leider funktioniert es nicht. Es kommt ständig ein Error. Ich 
hab danach gegoogelt, ich muss glaube ich irgendwas für OpAmp2 
eintragen, aber was ?

Ich glaube ich brauche für mein Projekt SPI-ansprechbare (oder I2C) 
digitalle Potis wie diesen:
https://www.reichelt.de/MCP-4342-103E-ST/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=109746&artnr=MCP+4342-103E%2FST&SEARCH=mcp4

Ich würde vorher nur gern wissen ob ich die 4 Potis einzeln ansprechen 
kann und zB Pot1=50k, Pot2=30k, Pot3=10k und Pot4=20k einstellen kann.

Danke für eure bisherige Hilfe.

von Thomas (kosmos)


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Vielleicht wäre eine gute Modelling Software etwas für dich. Dann kannst 
du deine Sounds am PC vorfertigen und schaltest per Mouseclick um.

von farin (Gast)


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Was hast du da Spezielles im Sinn?

von Andi (chefdesigner)


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Clemens L. schrieb:
> Musiker können weder
> löten noch programmieren, und als weitere Preistreiber kommen

Musiker können durchaus löten, aber warum soll ich mich 5h in die 
Werkstatt stellen, wenn ich beim großen T ein fertiges Gerät mit 64 
Knöpfen samt Ableton lite Lizenz bekomme?

von Helmut S. (helmuts)


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Hallo Dominik,
Im Anhang jetzt "deine" Schaltung in LTspice. Sie funktioniert wie 
beschrieben.
Einfach den zip-file in ein neues Verzeichnis entpacken und loslegen.

In allen internationalen Programmen gibt es kein "," als Dezimalzeichen 
sondern das muss immer ein "." sein. Beispiel 3.3k . Megaohm muss MEG 
heißen - z. B. 1Meg .

Gruß
Helmut

von farin (Gast)


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besten Dank!

Ich habe die Schaltung schon aufgebaut, es funktioniert super!

Ich bin auf mit dem Macher der Arduino-Gitarre auch in Kontakt. 
Vielleicht ergibt sich was daraus. Frohes Neues an alle!

von Andi (chefdesigner)


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Der R vor dem Spannungsfolger am Ausgang sieht komisch aus. Macht die 
ganze Geschichte rauschemfindlich.

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