P3DALS : Pedal analógico multiefecto para guitarra eléctrica.

Abstract

Este proyecto consiste en el desarrollo de un pedal de guitarra eléctrica analógico de tipo true bypass, que implemente las funciones de booster, overdrive y analog delay. Se busca obtener un pedal competitivo en el mercado, cumpliendo con las especificaciones, estándares de calidad y características técnicas que los usuarios esperan de los productos comerciales. Por ello, el diseño no se limita al estudio eléctrico del circuito. Se exploraron métodos por simulación que permitan escuchar los diseños (al procesar en estos el sonido de la guitarra eléctrica) antes de su eventual implementación física. Particularmente, se analizó el uso de las herramientas de software LTspice y LIVEspice con este fin. El objetivo de esta exploración fue determinar si el audio obtenido a partir de la simulaciónon es similar al obtenido con la implementación del circuito en una protoboard o PCB. Para evaluar este objetivo se utiliza como figura de mérito el resultado del algoritmo Perception Evaluation of Audio Quality (PEAQ), que evalúa mediante el parámetro ODG en una escala numérica entre 0 y -4, si dos sonidos son perceptiblemente diferentes. Adicionalmente, se propone una metodología para realizar esta evaluación. El presente proyecto incluyó la implementación física del pedal multiefecto en un chásis robusto, que incluye tres secciones de procesamiento de señal en cascada; éstas son, etapas de booster, overdrive y analog delay. Adicionalmente, el pedal incluye la posibilidad de cambiar (vía switch) entre dos boosters diseñados, con lo que el dispositivo cuenta en total con cuatro diseños integrados. Los detalles de diseño son presentados en cada sección. En particular, para los boosters, se buscó implementar uno de ellos con amplificadores operacionales integrados y el otro con componentes discretos, con el fin de explorar si el sonido se ve afectado según la tecnología utilizada. Esto se evaluó con el uso del algoritmo de PEAQ. Ambos boosters implementados tienen características similares como rangos de ganancia (1,7 dB a 21, 5 dB), y anchos de banda ( ~ 20Hz a 20 kHz), y ambos cuentan con una etapa de dos bandas de ecualización (graves y agudos). La etapa de overdrive contiene controles drive, tono y volumen, como es usual en este tipo de pedales; así como con el analog delay, contiene controles de: delay que determina el tiempo máximo de retardo, echo que establece la intensidad de la primer repetición; y feedback, que modifica la intensidad de todas las repeticiones. En el documento se introducen estas características usuales del efecto analog delay. En cuanto a resultados, los efectos de booster y overdirve son simulados, y en ambos casos con el uso del PEAQ se obtiene un ODG promedio de -3, lo que indica que los sonidos obtenidos a partir de la simulación y del circuito montado en una PCB son perceptiblemente diferentes. Además, se utilizó el algoritmo PEAQ para comparar el sonido producido por ambos circuitos de booster, obteniendo que sí presentan diferencias perceptibles, con un ODG promedio de -3,3. Se implementaron los tres circuitos en una PCB que fue diseñada para cumplir con requerimientos que permitan el ensamblaje, testeo y manufactura, así como su montaje en un chasis, y la minimización de los efectos de interferencias electromagnéticas. La implementación mecánica es robusta, lo que permite el uso del dispositivo al igual que un pedal comercial. Se obtuvo finalmente un pedal que funciona como se espera para cada uno de los efectos de forma independiente, así como en conjunto, y que cumple con los objetivos propuestos a nivel eléctrico, físico y sonoro.