Digital Theremin Circuit - ustvarjajte glasbo z rokami

Poimenovan po njegovem ustvarjalcu, termin izvira iz Sovjetske zveze v začetku dvajsetih let 20. stoletja. Ta je vseboval posodo, nameščeno z nekaj antenami. Ni imel nobene tipkovnice za igranje, nobenih strun kot v kitarah. Termin je namreč uporabil kapacitivnost človeškega telesa za manipulacijo glasnosti, višine in izhodnega glasbenega signala. Operater je moral le zamahniti z rokami blizu anten, da je ustvaril ustrezno različen glasbeni ton!

Prispeval Ragini Sharma

Zgodnje prijave

Najpomembnejša uporaba teremina je bila v neštetih vrstah nizkoproračunskih grozljivk. Sablasni hudomušni zvoki, ki so jih v teh filmih slišali med številnimi dejanji, so bili dejansko ustvarjeni iz naprave s termini.

Prav tako so jih uporabljali tudi na številnih koncertih pop in rock glasbe. Čeprav je prvi teremin uporabil nekaj anten in različne cevi in ​​uglašena vezja, je njihovo nadomeščanje s sodobnimi integriranimi vezji močno dražje.

Koliko bo to stalo?

V tej objavi se bomo naučili razvoja enostavnega teremina s komponentami, ki so morda vredne manj kot 5 USD. Navdušenci nad elektroniko, ki imajo smeti, polne komponent, bodo morda uspeli opraviti delo za morda nižje stroške.

Teremin brez truda sestavljajo in uporabljajo tudi posamezniki brez glasbenih kvalifikacij. Povrh vsega pa bi tammin lahko užival še veliko užitkov, zlasti na praznovanjih noči čarovnic!

V tem vezju se cevi in ​​LC vezja dejansko spremenijo z nekaj poceni in lahko dostopnimi IC-ji, da se ustvari predlagani Digital Theremin.

Razumevanje blokovnega diagrama

Blok diagram vezja najdete na sliki 1 v nadaljevanju.

The Theremin deluje z nizom dveh visokofrekvenčnih oscilatorjev za delovanje. Eden od teh oscilatorjev deluje s konstantno frekvenco, drugi pa je spremenljiv skozi telesno kapacitivnost operaterja.

Frekvenca, ki jo ustvarjata dva oscilatorja, se kombinira skozi ekskluzivno vezje, imenovano uravnoteženi modulator.

Uravnoteženi modulator oslabi začetne signale in ustvari zapleten prenos, ki vključuje vsoto in razlike frekvenc v obeh vhodih.

Ko en določen oscilator deluje pri 100 kHz, drugi pa pri 101 kHz, bomo dobili izhod, ki predstavlja par frekvenc pri 201 kHz in 1 kHz.

Ker je višji obseg človekove slišnosti omejen na največ 20 kHz ali približno tako, bo zaradi vpliva uravnoteženega modulatorja, priključenega pred avdio ojačevalnikom, mogoče zaznati le frekvenco razlike 1 kHz.

Kako deluje vezje

Shematski prikaz našega digitalnega teremina je prikazan na zgornji sliki.

U1 je lahko šestnajstiški pretvornik CD4069 ali 74C04, uporablja se kot konstantni frekvenčni oscilator, ki je fiksiran okoli 100 kHz.

IC U2 vključuje oscilator s spremenljivo frekvenco in uravnoteženi modulator za izvedbo preostalega dela vezja.

CD4046 je konfiguracija z fazno zaklenjeno zanko in je bila prvotno ustvarjena za aplikacije frekvenčnega multiplikatorja. Vendar njegovi sestavni deli brezhibno izpolnjujejo naše zahteve.

R3, R4. in C2 določita sredinsko frekvenco vgrajenega oscilatorja. Antena ustvari vzporedno kapacitivnost skupaj s C2, kar omogoča spreminjanje frekvence veliko kilohercev, ko se človeška roka približa anteni.

Regulacijski rezitor ZERO, ki ga izvaja R4, omogoča nastavitev spremenljivega oscilatorja na enaki frekvenci, ki je enaka fiksnemu oscilatorju.

Če je frekvenca razlike manjša od 15 Hz, je pod spodnjim frekvenčnim pragom našega razpona sluha.

S prilagajanjem dveh oscilatorjev za enako frekvenco ostane Theremin utišan, dokler operater ali izvajalec ne premakne roke blizu antene.

Frekvence, ki jih ustvarjata dva oscilatorja, v IC 4046 združujejo ekskluzivna vrata OR.

Ta vrata delujejo kot digitalni uravnoteženi modulator, ki ustvarja vsoto in razlike frekvenc, kot smo že omenili. Izhod za vrata OR je nato prek C3 povezan z izmeničnim tokom preko regulacijskega upora R5 in izhodnim priključkom za hitro integracijo z zunanjim ojačevalnikom zvoka. Za napajanje vezja lahko uporabite 9 V baterijo PP3.

Zasnove PCB

To je preprosto vezje in ga je mogoče sestaviti z 2x2-in PCB. Postavitev poti za tiskano vezje Theremin, kot je prikazano na spodnji sliki:

Eden pomembnih vidikov je, da je treba Theremin namestiti samo v kovinsko ohišje, saj kovina tvori ščit, ki močno odpravi možnost spreminjanja frekvence oscilatorjev.

Kovinsko ohišje omogoča veliko preprostejše umerjanje.

Oba C1 in C2 morata biti srebrna sljudna kondenzatorja za optimalne rezultate, v idealnem primeru z dovoljenim odstopanjem ± 5 odstotkov.

Ker sta oba čipa CMOS, je zelo priporočljivo vključiti vtičnice IC. Poleg tega je postavitev in montaža plošče nekritična.

Ko je projekt končan, moramo delati z namestitvijo antene in pritrditvijo na ploščo.

Ker je antena zaščitena s fino prevleko iz kroma, žice ni mogoče učinkovito spajati na anteno. Preprosto priključite majhen kos žice na eno od podložk in ga pritrdite na 2-56 anteno vijaka in vijaka (glejte sliko 5).

Umerjanje in preskušanje

Po zaključku sestave natančno preverite, ali ima Therem napak na medsebojnih povezavah, šibke spajkalne spoje in druge možne težave. Če je vse videti kot nalašč, povežite Theremin s kablom do avdio ojačevalnika, v napravo dodajte baterijo in jo vklopite.

Počasi in postopoma povečujte glasnost s krmilnikom LEVEL. Če vse deluje pravilno, boste morda uspešno slišali močan krik. Zamah z roko blizu antene bi moral povečati višino zvoka. Poskusite povečati dolžino antene do njene polne zmogljivosti in natančno nastavite gumb za upravljanje ZERO, da prepoznate sladko točko, kjer opazite mrtvo cono ali ničelno točko, dokler seveda ne približate roke anteni.

Odpravljanje težav z vezjem

Če krik ne pride na nobeno uglašeno mesto, poskusite anteno skrajšati za nekaj centimetrov in poskusite znova.

Ko je nastavitev izvedena natančno, mora Theremin ostati utišan, dokler operater ne zamahne z rokami v razdalji nekaj centimetrov od antene.

Lahko naletite na številne vidike, ki vplivajo na kapacitivnost človeškega telesa, in vsi ti bi lahko vplivali na raven učinkovitosti teraminov.

Vidiki, kot so dolžina antene, vlaga v zraku, velikost in kostum operaterja ter odpornost podplata čevljev na tla, lahko vplivajo na spremembe v nastavitvah nadzora ZERO.

Z nekaterimi praksami je bilo mogoče nastavitev ZERO določiti v nekaj sekundah.

Nazadnje je treba Theremin ponuditi nekaj minut, da postane stabilen zaradi temperaturnih sprememb kmalu po tem, ko se napajalna napetost prvotno vklopi.

Ko je Theremin pod napetostjo in takoj postavljen na ničlo, bo verjetno prišlo do odstopanja uglaševanja in bo zahtevalo večkratno ponovno kalibracijo.

Najučinkovitejše sredstvo bi bilo, če vklopite napajanje z uporabo krmilnika LEVEL in dovolite, da se Theremin nekaj minut ogreje, preden umerite regulator ZERO.

Zaključek

The Theremin deluje naravno in s posebnimi zvočnimi učinki.

S stopalko za glasnost lahko vnašate dinamiko in uvajate bledenje, skoraj vsaka prizemna naprava za kitariste ali sintetizatorje pa lahko spremeni nekaj elementov kakovosti zvoka.

Eterični zvok Theremina se čudovito obnese z izboljšavami odmeva in zakasnitve.

Ne glede na to, ali je Theremin uporabljen kot generator posebnih učinkov za rock skupine ali kino organizacije ali preprosto za popestritev vašega prihodnjega praznovanja noči čarovnic, boste odkrili, da vam lahko ta pripomoček nudi veliko nekonvencionalnih zvočnih učinkov z neverjetno skromnimi izdatki. časa ali denarja.

Theremin je ne samo fascinanten in poučen, ampak je pravzaprav zelo zabaven!

Seznam delov

C1, C2 - 51pF, kondenzator srebrne sljude
C3 - 1nF, 25-WVDC elektrolitski kondenzator
C4 - 220pF, 25-WVDC elektrolitski kondenzator
R1 - 1M, 1/4 vata. 5% upor
R2, R3 -100k, 1/4-vatni, 5% upor
R4 -10k, linearni potenciometer
R5 -10k, avdio potenciometer
R6 - 47-ohmski, 1/4-vatni, 5% upor
U1 - IC 4069 ali IC 74C04 CMOS šestnajstiški pretvornik / vmesnik, integrirano vezje
U2 - IC 4046 fazno zaklenjena zanka, integrirano vezje

DODATNI DELI IN MATERIALI
Tiskani materiali za vezje ali ploščo, aluminijasto ohišje za nadomestno anteno za splošno uporabo, vtičnice IC, 9-voltna tranzistorska baterija, 9-voltna sponka za akumulator, žica, spajka, strojna oprema, jedkalna raztopina (če je potrebno) itd.