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Arduino 精准自动吉他调音器 – 基于 Simulink 的快速自动调弦

项目背景

吉他演奏的前提是准确调音。传统手动调音依赖耳力或电子调音器,而本项目利用 Arduino Due 与 Simulink 模型化设计,实现全自动调音:拨动琴弦 → 系统自动识别音高 → 步进电机驱动夹持器旋转调音钮 → 直到音高落入目标范围。全过程无需人工干预,适合初学者、舞台快速换弦、教学演示等场景。

系统架构

Arduino 精准自动吉他调音器 – 基于 Simulink 的快速自动调弦

硬件详细设计

音频输入电路

电机驱动机构

按键与 LED 电路

Simulink 算法核心

Stateflow 选弦状态机

Arduino 精准自动吉他调音器 – 基于 Simulink 的快速自动调弦

音频处理与音高估计

外部模式调试

项目文件获取

完整 Simulink 模型、原理图、3D 打印夹持器 STL 等资源:

MathWorks File Exchange

演示视频:Automatic Guitar Tuner Using Simulink and Arduino

关键元器件清单

元器件规格/型号用途
Arduino DueARM Cortex-M3, 84 MHz主控,注意 3.3V 逻辑
TL972 运放双路、低噪、轨到轨音频前置放大/偏移/滤波
直流减速电机6 RPM, 613 oz-in, 3-12V驱动调音钮
L293D四通道 H 桥电机正反转/停止控制
9V 电池独立供电电机避免电机噪声干扰 ADC
吉他输入插孔6.35mm 单声道接吉他线
按键 + 6×LED普通轻触 + 3mm LED选弦与指示

原理图概览

四大子电路:

  1. 按键电路:单按键 + 10kΩ 下拉
  2. LED 显示:6 LED 并联共用 220Ω 限流
  3. 音频输入:TL972 两级放大,偏移至 1.65V,RC 低通
  4. 电机驱动:L293D 引脚 1,2,9 控制,电机接 OUT1/OUT2,9V 独立供电

详细原理图见项目图片资源。

适用场景与局限

制造工艺

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