2024年10月21日月曜日

ArLFO Arduino(ATMega328P)とSPI DAC(MCP4922)を使ったLFOの構想

以前、Arduino NanoとMCP4922を使ったLFOを製作しました。

電池駆動のガジェットタイプのモジュールで、Eurorackでは多少使いにくく、基本コンセプトはそのままにEurorackモジュールとして製作することにしました。

踏襲する要件

Arduinoを使ってMCP4922を駆動
サイン波、三角波、ノコギリ波(上昇)、ノコギリ波（下降)、矩形波(PW可変)
サイン波はDDSで生成
MCP4922は12bit DACなので出力にフィルターを掛けデジタルノイズを低減する(定数見直し)
Sync入力で位相をリセット

新たに設ける要件

Eurorackモジュールとして製作する
Arduino nanoではなく、ATMega328Pをそのまま使ってArduino IDEでプログラミング可能とする
出力はGND～+5Vの単電源波形と-5V～GND～+5V両電源波形を出力する
出力周波数は最大20Hzと最大200Hzを切り替え
LFOの出力レベルインジケータLEDを付ける
Arduinoのスケッチでユーザー定義の波形を出力を可能とする

テスト基板の製作

フィルター以外を1枚の基板でテスト実装しました。

回路図

結果

Arduino IDEからプログラミング

USB Serial変換モジュールを使ってArduino IDEからプログラミングできました。

DTRは回路図のように10kΩで+5Vにプルアップ、DTRからAVRのRESET(1PIN)に0.1uFのコンデンサでカップリングする必要があります。TX、RXはAVR側とUSB Serialモジュール側とで入れ替えてTX→RX、RX→TXとします。

VCC(電源)はUSB Serial変換モジュールから供給するとややこしくなるので配線しないでおきます。

使ったUSB Serialモジュール

DTR、UART TX、UART RXが出力できるモジュールなら使えると思います。写真はCH340のモジュールですがFT232RLのモジュールでも同様にプログラミングできます。

Arduino IDEからATMega328PをプログラミングするにはあらかじめArduinoとして使うブートローダを書き込んでおく必要があります。Arduino Unoがあれば多少の追加投資で書き込みできます。「Arduino UNO のブートローダ書き込み」の「３　Arduino UNO をプログラマにして、Atmega328 に書き込む」を参考にしてください。