Digitālais Thereminvox: 4 soļi

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Thereminvox (aka theremin, ætherphone/etherphone, thereminophone vai termenvox) ir tīrs elektronisks mūzikas instruments, kuram nav ne stīgu, ne pogu. Tas reaģē uz roku pozīcijām.

Instrumentu izgudroja krievu elektronikas inženieris un izgudrotājs Leons Turmins 1920. gadā. Šeit jūs varat atrast, kā Leons demonstrē savu instrumentu. Mūsdienās instruments nav tik populārs kā elektroniskās klavieres vai ģitāra, taču mūziķi to joprojām izmanto.

Šis projekts ir uzrakstīts Leona Turmina piemiņai, gandrīz 100 gadus pēc viņa izgudrošanas.

Projekts ir tāda paša principa digitāla īstenošana - bezkontakta mūzikas instruments. Oriģinālais Thereminvox izmanto cilvēka ķermeņa kapacitāti, lai noteiktu roku stāvokli attiecībā pret divām antenām, bet šeit es izmantoju divus VL53L1X sensorus. Šie sensori mēra attālumu, izmantojot lāzera staru lidojuma laika principu, ti, tie ir pārsteidzoši mazi infrasarkanie radari, kas spēj izmērīt attālums līdz 4 metriem (13 pēdām). Mikrokontrolleris, kas pielodēts pie demonstrācijas plates Nucleo-L476, kontrolē sensoru un pārvērš mērījumus skaņā.

Piegādes

• Nucleo64-L476RG MCU plate
• X-NUCLEO-53L1A1 sensora vairoga plāksne
• Mini ligzda 3,5 mm spraudnis un kabelis
• Daži vadi
• Skaļrunis ar lineāru ieeju un USB barošanas avotu (abiem izmantoju JBL Charge skaļruni)

Kopējais budžets: 60–100 USD

1. darbība. Mirgo programmaparatūra

Lai aktivizētu MCU programmaparatūru, pievienojiet MCU plati datoram, izmantojot mini-USB kabeli. Tāfele tiks atklāta kā jauns zibatmiņas disks. Lejupielādējiet jaunāko l4-thereminvox.bin failu no github un saglabājiet to šajā zibatmiņā. Fails tiks automātiski ieslēgts MCU. Pirms nākamās darbības neaizmirstiet atvienot USB kabeli.

2. solis: Instrumenta salikšana

X-NUCLEO-53L1A1 komplektā ir arduino saderīgs vairoga panelis ar vienu diapazona sensoru un vēl divi sensori uz satelīta dēļiem, kurus var pieslēgt vairogam kā otro slāni. Es izmantošu tikai galvenos un kreisos sensorus, un kreisajam jābūt orientētam horizontāli. Satelīta dēlis ir savienots ar standarta 10 kontaktu DIP savienotāju, un es esmu izmantojis piecus F-M kontaktu vadus kā savienojuma paplašinātāju. Tapas 2-6 (GND, VDD, I2C kopne + izslēgšanās signāls) ir minimālais komplekts, lai sensors darbotos. Thereminvox ir monofonisks instruments, un skaņas izvade tiek veikta ar vienu MCU kanālu mikroshēmas DAC. DAC tiek iekšēji nodots mikroshēmas operatīvajam pastiprinātājam. Pastiprinātāju izejas tapa ir PB0, kas ir savienota ar CN7 MCU plates savienotāja 34. tapu. Nākamais gabals ir mini domkrata kabelis, kuru es sagriezu divās daļās un pēc tam pielodēju gan L, gan R skaņas kanālus pie viena kontakta sieviešu savienotāja un zemējuma tapu pie otra. Tagad jūs varat savienot minipievadu ar skaļruni un barot ierīci ar USB kabeli.

3. solis: mūzika

Instruments rada viena toņa sinusa viļņus 20–1200 Hz diapazonā. Attālums starp spēlētājiem kreiso roku un sensoru kontrolē frekvenci, labās rokas augstums kontrolē viļņu skaļumu. Diemžēl es vispār neesmu mūziķis, es nevaru atskaņot jebkuru mūziku, kā to varētu Leons Turmins. Es varu tikai parādīt, kā instruments darbojas.

4. solis: avota kodi

Tie ir publicēti vietnē github: https://github.com/elmot/l4-thereminvox Esmu izmantojis CLion IDE (tā rakstīšana ir mans darbs), gcc rīku komplektu, STM32CubeMX kodu ģeneratoru, VL53L1X bibliotēku no vietnes st.com.

Jūtieties brīvi veikt izmaiņas, piemēram, projekts var tikt pārvērsts par pilnu Featured MIDI instrumentu. Daļa manuālās programmēšanas rokasgrāmatas ir atrodama šeit: