Hexaswitch Handmades

[xformer]

Se existe o problema que acabaram as entradas para chaves, poderia ser interessante multiplexá-las como uma matriz 4x4 onde poderíamos ler 16 chaves utilizando apenas 1 port do microcontrolador (8 pinos).
Bem, sobre a programação, qual compilador/IDE irá utilizar? Acho bem simples o MikroC da Mikroeletronica. Se precisar, na parte de programação posso tentar ajudar.
Outra coisa é que, salvo engano o Proteus simula microcontroladores, poderia ser interessante também utilizá-lo.
Um abraço

Bom, por enquanto as portas estão dando conta. Na verdade tem botões demais, basta saber usá-los dependendo do contexto, pois alguns ficam sem uso na maior parte do tempo. A não ser que seja necessário, prefiro usar uma porta pra cada função, simplifica o programa.
Se eu fosse escrever o programa, usaria basic ou asm mesmo, pois o fluxo é bem direto, só precisa ler botões e acionar portas, nada de cálculos (nesses casos linguagem de alto nível compilada ajuda muito). Mas se tem mais afinidade com C, fique a vontade (podemos fazer concomitantemente as duas versões). Na verdade, para o pessoal, só interessa o arquivo HEX para ser gravado no PIC.

Podemos começar a dividir as tarefas entre os que querem/podem ajudar: quem vai desenhar os circuitos de loops, projetar a fonte, quem vai desenhar layout, quem grava PIC, quem monta e testa o circuito, desenho de chassis, etc.

Sim, o ISIS/Proteus consegue simular facilmente esse circuito, basta ter o arquivo HEX (firmware) gerado após a compilação.    

Abraço
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Se me permitem opinar, achei muito boa a lógica de programação. Eu também acho que seria inportante ter um botão para bypass. Eu só fiquei na dúvida em uma coisa nessa parte de deixar o banco 0 para bypass: se por exemplo eu estiver no banco 5, terei de descer gradativamente até o 0 para entrar no bypass?? Pois acho que seria interessante ter um botão que entrasse direto em bypass ao ser acionado independente do banco que esteja em uso. Mesmo que tenhamos 1 banco a menos, acho que com a quantidade de presets possíveis esse banco não fará falta. Não sei se a idéia já é essa e eu que não entendi direito e nem se isso seria possível de ser implementado, mas acho que seria mais prático desta forma.

Abraços,

Sim, teria que descer gradativamente até o banco 0 usando o botão DOWN. Pra fazer o pulo direto teria que ter mais um botão e consequentemente uma porta sobrando. Como eu citei, a porta usada para o ponto decimal do display poderia ser usada se o ponto for inútil.  Outra alternativa seria apertar o botão de RESET do microcontrolador (pino MCLR = master clear, que está no esquema com uma chave), ele reinicializa o programa e como o banco 0 seria default, também deveria funcionar. Só precisa ter cuidado que se ficarmos colocando muitas chaves e botões pra serem acionados com os pés, precisa haver distância entre eles e com muitos botões o chassis vai ter que ser muito grande.

[Bruno Lucca]

Entendi. Esteticamente o ponto até que seria útil para separar o número do banco e do patch, mas não é uma coisa assim tão essencial. Pra mim seria um botão de bypass seria muito mais útil. Quanto a parte de dividir as tarefas, se quiserem estou disposto a colaborar. Das partes citadas aquelas em que tenho conhecimento suficiente seriam projetar a fonte, desenho do chassis e teste do layout.

Abraços,

[xformer]

Entendi. Esteticamente o ponto até que seria útil para separar o número do banco e do patch, mas não é uma coisa assim tão essencial. Pra mim seria um botão de bypass seria muito mais útil. Quanto a parte de dividir as tarefas, se quiserem estou disposto a colaborar. Das partes citadas aquelas em que tenho conhecimento suficiente seriam projetar a fonte, desenho do chassis e teste do layout.

Abraços,

Bom, na verdade o ponto decimal tá sobrando mesmo porque não vai ter apresentação do número do patch em um display, apenas nos leds perto dos botões.
Sobre a fonte, para o PIC só precisa de 5V, que pode ser com um 7805 mesmo e não passa de 0,5A. Cada porta dele pode fornecer 20mA (drenando ou suprindo), mas o CI inteiro não pode trabalhar com mais de 300mA em todas as portas. Mas os leds e display serão acionados com corrente bem menor (usem leds e display de alto brilho) e precisa calcular qual será o consumo dos drivers de relés e/ou chaves analógicas que preferirem usar.  No caso de relés, precisa ver e dimensionar a tensão e consumo deles e a fonte precisa ter um cuidado com ruídos deles (se for isolada da de 5V, melhor).
Eu não vou montar um, pois não toco nada, não tenho guitarra e pedais.

[polyvox]

caramba, a coisa esta andando hein. muito legal.

sobre o lance do BYPASS, acho que seria melhor entao, ao inves de termos 6 switches de presets por banco, termos 5... assim libera um switch pra ser o bypass direto. em qqr banco, em qqr preset, o cara acionar esse switch de bypass e automaticamente o PIC "zera" tudo e o sinal da guitarra passa direto da entrada pra saida do foot.

[xformer]

caramba, a coisa esta andando hein. muito legal.

sobre o lance do BYPASS, acho que seria melhor entao, ao inves de termos 6 switches de presets por banco, termos 5... assim libera um switch pra ser o bypass direto. em qqr banco, em qqr preset, o cara acionar esse switch de bypass e automaticamente o PIC "zera" tudo e o sinal da guitarra passa direto da entrada pra saida do foot.

Deixa 6 patches mesmo, usem o botão de RESET como bypass.

Depois eu já escrevi um firmware inicial (não testado). Se alguém tiver gravador e um 16F877A disponíveis (que eu não tenho no momento, ou quiser simular no Proteus), o código HEX segue abaixo (copie tudo para o bloco de notas e grave como hswitch.hex para ter o arquivo HEX):

PS. Veja última versão do firmware na pág 14

[polyvox]

é, depois que eu postei eu lembrei do RESET. daria pra programar o PIC de forma que ao ligar o controlador, a rotina inicial dele seja "não fazer nada" ? tipo, todos os relays desativados?  assim teriamos um bypass direto e ai é só implementar um switch dedicado ao reset do PIC.

é funcional essa soluçao?

[xformer]

é, depois que eu postei eu lembrei do RESET. daria pra programar o PIC de forma que ao ligar o controlador, a rotina inicial dele seja "não fazer nada" ? tipo, todos os relays desativados?  assim teriamos um bypass direto e ai é só implementar um switch dedicado ao reset do PIC.

é funcional essa soluçao?

Sim, eu programei dessa forma conforme discutido uns posts acima. O bypass é default ao ligar e resetar, via banco 0. O Reset tem o mesmo efeito de desligar e ligar o uC.

[mrmagoo]

Podemos começar a dividir as tarefas entre os que querem/podem ajudar: quem vai desenhar os circuitos de loops, projetar a fonte, quem vai desenhar layout, quem grava PIC, quem monta e testa o circuito, desenho de chassis, etc.

"Show de bola"

Estou disponível para montar os layout das placas e se for necessário simulação via software.

Abraços

[polyvox]

é, depois que eu postei eu lembrei do RESET. daria pra programar o PIC de forma que ao ligar o controlador, a rotina inicial dele seja "não fazer nada" ? tipo, todos os relays desativados?  assim teriamos um bypass direto e ai é só implementar um switch dedicado ao reset do PIC.

é funcional essa soluçao?

Sim, eu programei dessa forma conforme discutido uns posts acima. O bypass é default ao ligar e resetar, via banco 0. O Reset tem o mesmo efeito de desligar e ligar o uC.

entendi, mas dessa forma , toda vez que o bypass for acionado , o foot voltara sempre pro banco zero, nao é?  existe um jeito de programar pra que estando no banco 5, por exemplo, acionemos o bypass( reset) e depois ao pisarmos em qqr um dos presets do banco, ele volte pro banco em que estava ao inves de ficar no banco 0 ?

será um longo trabalho , mas to gostando da evolução da coisa toda. um negocio que a principio parece ser um bicho de 7 cabeças, na verdade nao é tao complicado assim se tiver alguem quem entenda de programaçao e de como o PIC a ser usado funciona.

posso ate tentar fazer a simulaçao no proteus mas eu nao entendo nada de programaçao, microcontroladores, etc.  minha contribuição fica mais no campo da "funcionalidade" do projeto final pros musicos .  

[xformer]

entendi, mas dessa forma , toda vez que o bypass for acionado , o foot voltara sempre pro banco zero, nao é?  existe um jeito de programar pra que estando no banco 5, por exemplo, acionemos o bypass( reset) e depois ao pisarmos em qqr um dos presets do banco, ele volte pro banco em que estava ao inves de ficar no banco 0 ?

Não tem jeito, o reset zera (limpa) todas as variáveis (memória RAM do uC) então não tem como guardar o status anterior. Tem que voltar manualmente ("pénualmente") pra posição anterior.  Vou pensar um pouco. Deixemos isso pra depois nos aprimoramentos do firmware.  Primeiro tem que fazer o negócio ficar funcional com o básico.

[enilson]

entendi, mas dessa forma , toda vez que o bypass for acionado , o foot voltara sempre pro banco zero, nao é?  existe um jeito de programar pra que estando no banco 5, por exemplo, acionemos o bypass( reset) e depois ao pisarmos em qqr um dos presets do banco, ele volte pro banco em que estava ao inves de ficar no banco 0 ?

Não tem jeito, o reset zera (limpa) todas as variáveis (memória RAM do uC) então não tem como guardar o status anterior. Tem que voltar manualmente ("pénualmente") pra posição anterior.  Vou pensar um pouco. Deixemos isso pra depois nos aprimoramentos do firmware.  Primeiro tem que fazer o negócio ficar funcional com o básico.

Muito esperto usar o reset para usar com bypass, não entendo nada de programação pic e microprocessadores, mas será que não há uma forma de não apagar toda memória? Se houvesse, nesta parte poderia ser armazenado o ultimo patch usado.

[polyvox]

existe uma outra alternativa: programar o pic para que quando um switch que ja esta acionado for pisado novamente, isso seja o Bypass.
por exemplo, o cara ta la com o preset 4 do banco 3 acionado... se ele pisar de novo no preset 4, a luz apaga e o switcher desativa todos os reles, ou seja, entra em bypass e o sinal de audio passa direto do input pro output

mas vamos com calma. levei meia hora pra encontrar o maldito crystal de 4MHz no proteus.  

[Bruno Lucca]

Fiz os cálculos dos drivers dos relês. Supondo que usemos relês de 12V/50mA (segundo vi em um datasheet), temos R relê=5V\0.050A=240 ohms.  Para essa aplicação, podemos usar o BC548, que suporta uma corrente de 500mA no coletor, possui ganho mínimo de 110 (vide datasheet) e são fáceis de encontrar.

Calculando a corrente de base temos:

Ib=Ic\Hfe = 50mA\110 = 455 uA (corrente necessária na base para fazer o transistor saturar e conduzir 12V\50mA)

Como a tensão entre base e emissor é de 0,7V, a tensão que deve recair sobre o resistor de base é de Vr=VCC - 0,7V = 4,2V (mínimo) - 0,7V = 3,5V

O resistor de base então será segundo a lei de Ohm

R=V\i = 3,5V\455uA = 7692.30 Ohm (valor comercial mais róximo de 7k5   e 1\8w )

Então supondo que usemos no preset os 8 loops, as portas do PIC fornecerão um total de 455uA*8 = 3,64 mA para chavear os relês

Para os leds do loop, supondo que cada um consuma 10mA, teremos um total de 80 mA oriundos do PIC se utilizarmos os 8 loops ao mesmo tempo, que somados aos 3,64 mA usados para chavear os drivers relês dão um total de 83,64 mA, ou 10,455 mA por porta do PIC usada para os loops.

Podemos adicionar mais 10mA para o led que indica o preset (acenderá 1 por vez), fazendo um total de 93,64mA fornecidos pelas portas utilizadas para os loops e indicação de presets.

Para os leds do display, supondo que usemos os 8 segmentos e cada porta forneça 10mA, que são suficientes para alimentar os leds do display (o resistor podesmo calcular após definir a cor e saber a queda detensã do display), temos mais 80 mA (quando estiverem todos acesos) que somados ao valor anterior dão um total de 93,64+80mA = 173,64 mA fornecidos pelas portas do PIC usadas para chaveamento dos loosp, leds indicadores dos loops, led indicador dos presets e display de segmentos. O que fica bem abaixo dos 300 mA máximos do PIC. Quanto as outras portas utilizadas, não entendi bem o seu funcionamento, portanto não fiz os cálculos.

Para alimentar as bobinas dos relês, precisaremos de 50mA*8 = 400mA\12V (em paralelo), então uma fonte de 12V\500mA seria suficiente.

Fiz esses cálculos para eu entender o funcionamento do CI, visto que não entendo muito de uC's, então fiquem a vontade para corrigir e dar opiniões. Se fiz alguma besteira me desculpem. Quanto a fonte para o CI e relês, como acham que seria melhor?? 2 fontes independentes, com 2 transformadores, isoladas completamente 1 da outra?? Eu posso tentar projetá-la, mas preciso de opiniões para saber por onde começar.

Abraços,

Bruno, os cálculos são dessa forma mesmo. Entretanto, talvez seja melhor usar um relé bem comum pra que todos possam achá-lo facilmente, nesse caso os de 12V são mais comuns.
Pra ajudar, vou falar mais um pouco sobre o circuito e o PIC:
- As portas que não acionam leds ou drivers, ou seja as configuradas como de entrada, tem resistores de pull-up ligando-as aos 5V, para que o nível de entrada permaneça em nível alto (1) até que o botão seja pressionado, aterrando momentaneamente e jogando a entrada a nível baixo (0).  As portas dos PICs são compatíveis com níveis TTL e algumas tem schmitt trigger.
- Os PICs precisam de um clock para funcionar. Esse clock é gerado através de um cristal de quartzo ligado a dois pinos do PIC junto com 2 capacitores cerâmicos de 22pF. Eles formam um oscilador a cristal do tipo Pierce. Pode ser usado um ressonador cerâmico (de 3 pinos) no lugar do cristal e dos 2 capacitores. No caso do 16F877, não tem a opção de um oscilador interno (como o 16F628 por exemplo).
- O pino de reset é o MCLR (master clear) que é ativado quando levado a nível baixo (0V).
- Para cálculo dos drivers, o nível mínimo de tensão da porta de saída é por volta de 4,2V para nível 1.
- Eu concebi o sistema para quando for acionar algo sempre apresentar  nível alto da porta de saída. Assim como para reconhecimento de botões, sempre quando houver nível baixo nas portas de entrada.
- Assim, para o display de 7 segmentos, ele precisa ser do tipo catodo comum, para ser acionado com nível 1 nos anodos dos leds dos segmentos e o catodo comum aterrado. Da mesma forma, os transistores drivers precisam ser NPN com carga no coletor e emissor aterrado.
- Um PIC como o 16F877A tem o firmware gravado na memória flash. Caso o firmware não funcione a contento, ele pode ser apagado e outra versão gravada novamente (umas 1000 vezes), sem precisar de exposição a lâmpadas UV. Basta ter um gravador que o processo de apagamento e regravação é rápido e só por meio elétrico (aplicação de 13V no MCLR pra entrar em modo de gravação - ou seja o gravado usa uma fonte de 13V).

Continuando os cálculos, fiz a parte das portas de entrada. Para os botões dos patches(6), bancos(2), MCLR, Mute e Program, que estarão todos em nível alto ao menos que sejam acionados, teremos uma corrente i=4,2V\4700ohm=893.62uA por porta de entrada, isso dá um total de corrente de 9,83 mA (x11 entradas). Adicionando-se mais 10mA do led indicador de mute tem-se 19,83 mA.

Somando-se isso aos 173,64 mA oriundos das portas de saídas temos uma corrente total de 193,47 mA circulando pelas portas do PIC o que dá uma folga considerável dos 300 mA máximos suportados pelo uC.

Considerei para todos os cálculos uma tensão mínima de 4,2V nas portas do uC.

Modifiquei os cálculos para usar relês de 12V. Para alimentá-los, uma fonte de 12V\500mA é suficiente, e para alimentar o uC uma fonte de 5V\600mA é suficiente, ambas com uma boa folga.

[xformer]

Polyvox, sim essa idéia de acionar o bypass também é muito boa. Pode ser implementada também.  Sobre a simulação eu preciso passar mais informação:
- a configuração dos fusíveis deve ser 0x3F31  que corresponde a:
XT_OSC      oscilador a cristal ou ressonador até 4MHz
WDT_OFF   watchdog timer desligado
PWRT_ON    power on timer ligado
BOD_OFF     brown out detect desligado
LVP_OFF     low voltage programming desligado
CPD_OFF     dados desprotegidos
PROTECT_OFF   proteção contra leitura desligada
WRT_OFF      proteção contra escrita desligada
DEBUG_OFF    modo de depuração desligado

Essa string de configuração deve ser inserido nas propriedades (edit component) do CI (apesar de estar no HEX), assim como a frequência do clock (4MHz) e onde se encontra o HEX no Proteus (na gravação real, é tudo reconhecido).

Minha versão do Proteus só tem o 16F877 e não o 16F877A, e não estou conseguindo fazer a simulação funcionar como devia (talvez por causa da configuração).

Bruno, os cálculos são dessa forma mesmo. Entretanto, talvez seja melhor usar um relé bem comum pra que todos possam achá-lo facilmente, nesse caso os de 12V são mais comuns.
Pra ajudar, vou falar mais um pouco sobre o circuito e o PIC:
- As portas que não acionam leds ou drivers, ou seja as configuradas como de entrada, tem resistores de pull-up ligando-as aos 5V, para que o nível de entrada permaneça em nível alto (1) até que o botão seja pressionado, aterrando momentaneamente e jogando a entrada a nível baixo (0).  As portas dos PICs são compatíveis com níveis TTL e algumas tem schmitt trigger.
- Os PICs precisam de um clock para funcionar. Esse clock é gerado através de um cristal de quartzo ligado a dois pinos do PIC junto com 2 capacitores cerâmicos de 22pF. Eles formam um oscilador a cristal do tipo Pierce. Pode ser usado um ressonador cerâmico (de 3 pinos) no lugar do cristal e dos 2 capacitores. No caso do 16F877, não tem a opção de um oscilador interno (como o 16F628 por exemplo).
- O pino de reset é o MCLR (master clear) que é ativado quando levado a nível baixo (0V).
- Para cálculo dos drivers, o nível mínimo de tensão da porta de saída é por volta de 4,2V para nível 1.
- Eu concebi o sistema para quando for acionar algo sempre apresentar  nível alto da porta de saída. Assim como para reconhecimento de botões, sempre quando houver nível baixo nas portas de entrada.
- Assim, para o display de 7 segmentos, ele precisa ser do tipo catodo comum, para ser acionado com nível 1 nos anodos dos leds dos segmentos e o catodo comum aterrado. Da mesma forma, os transistores drivers precisam ser NPN com carga no coletor e emissor aterrado.
- Um PIC como o 16F877A tem o firmware gravado na memória flash. Caso o firmware não funcione a contento, ele pode ser apagado e outra versão gravada novamente (umas 1000 vezes), sem precisar de exposição a lâmpadas UV. Basta ter um gravador que o processo de apagamento e regravação é rápido e só por meio elétrico (aplicação de 13V no MCLR pra entrar em modo de gravação - ou seja o gravado usa uma fonte de 13V).

[visioncb]

Bom, sobre os footswitches eu havia pensado duas coisas:

- Usar footswitches comuns, não momentâneos, que são fáceis de achar, e fazer um algoritmo para ele simular chaves momentâneas..
- Usar footswitches dos momentâneos, PORÉM, usar a entrada analógica do pic, pois dessa forma, você consegue fazer 12 chaves ou mais no pic utilizando apenas UMA porta, em uma combinação de resistores, que cada botão dá uma tensão diferente na entrada do pic, eu já fiz isso e funciona, aprendi em um link do youtube..

Isso mataria a charada das várias portas para cada chave, exemplo:

Spoiler (clique para mostrar ou esconder)

Segue o link: http://www.nerdkits.com/forum/thread/1956/