Digitalni sklop Theremin - Stvorite glazbu rukama

Nazvan po svom tvorcu, teremina nastao u Sovjetskom Savezu početkom 1920-ih. To se sastojalo od spremnika instaliranog s nekoliko antena. Nije imao nijednu tipkovnicu za sviranje, nije imao žice kao u gitarama. Umjesto toga, teremin je koristio kapacitet ljudskog tijela za manipulaciju glasnoćom, visinom i izlaznim glazbenim signalom. Operater je jednostavno trebao mahnuti rukama blizu antena kako bi stvorio odgovarajuće različit glazbeni ton!

Doprinosio Ragini Sharma

Rane prijave

Najznačajnija primjena teremina bila je u nebrojenoj raznolikosti niskobudžetnih horor filmova. Sablasni štreberski zvukovi koji su se čuli u tim filmovima tijekom mnogih radnji zapravo su stvoreni iz uređaja za termin.

Isto tako, koristili su se i na mnogim koncertima pop i rock glazbe. Iako je prvi teremin koristio nekoliko antena i razne cijevi i podešene krugove, njihova zamjena modernim integriranim krugovima čini rad drastično jednostavnijim.

Koliko će to stajati?

U ovom ćemo postu naučiti razvoj izravnog teremina sa komponentama koje možda vrijede manje od 5 USD. Ljubitelji elektronike koji imaju smeće pun komponenata možda će uspjeti obaviti posao za možda niže troškove.

Teremin bez napora sastavljaju i primjenjuju čak i osobe bez glazbenih kvalifikacija. Povrh toga, u tereminu može biti gomila užitka, posebno na proslavama Halloweena!

U ovom se krugu cijevi i LC krugovi zapravo mijenjaju s nekoliko jeftinih i lako dostupnih IC-a, kako bi se generirao predloženi Digital Theremin.

Razumijevanje blok dijagrama

Blok dijagram sklopa može se naći na sljedećem na slici 1.

Theremin radi s nizom dva visokofrekventna oscilatora za funkcioniranje. Jedan od ovih oscilatora funkcionira s konstantnom frekvencijom, dok je drugi promjenjiv kroz tjelesnu kapacitivnost operatora.

Frekvencija generirana od dva oscilatora kombinira se kroz ekskluzivni krug koji se naziva uravnoteženi modulator.

Uravnoteženi modulator prigušuje početne signale i generira komplicirani prijenos koji uključuje zbroj i razlike frekvencija na dva ulaza.

Kada jedan određeni oscilator radi na 100 kHz, a drugi na 101 kHz, dobit ćemo izlaz koji čini par frekvencija na 201 kHz i 1 kHz.

Budući da je veći raspon ljudske sposobnosti čuvanja ograničen na najviše 20 kHz ili više, samo će frekvencija razlike od 1 kHz biti podložna utjecaju uravnoteženog modulatora povezanog prije audio pojačala.

Kako krug radi

Shematska slika za naš Digitalni Termin prikazana je na gornjoj slici.

U1 može biti CD4069 ili 74C04 hex pretvarač, koristi se poput oscilatora s konstantnom frekvencijom fiksiranog oko 100 kHz.

IC U2 uključuje oscilator s promjenjivom frekvencijom i uravnoteženi modulator za postizanje preostalog dijela kruga.

CD4046 je konfiguracija fazno zaključane petlje i u početku je stvorena za aplikacije tipa multiplikatora frekvencije. Međutim, njegovi dijelovi besprijekorno ispunjavaju naše zahtjeve.

R3, R4. i C2 uspostavljaju središnju frekvenciju ugrađenog oscilatornog čipa. Antena stvara paralelni kapacitet zajedno sa C2, što omogućuje promjenu frekvencije mnogo kiloherca kad se ljudska ruka približi anteni.

NULT upravljački resitor koji implementira R4, omogućava da se varijabilni oscilator fiksira na identičnoj frekvenciji jednakoj fiksnom oscilatoru.

Ako je razlika frekvencije ispod 15 Hz, ispod je donjeg frekvencijskog praga našeg raspona sluha.

Prilagođavanjem dva oscilatora za identičnu frekvenciju, Theremin ostaje prigušen sve dok operater ili izvođač ne približi ruku blizu antene.

Frekvencije koje stvaraju dva oscilatora kombiniraju se ekskluzivnim ILI vratima unutar IC 4046.

Ova vrata djeluju poput digitalnog uravnoteženog modulatora koji stvara zbroj i razlike frekvencija kako je prethodno rečeno. Izlaz OR ulaza naknadno je povezan AC preko C3 s upravljačkim otpornikom LEVEL R5 i izlaznom utičnicom za brzu integraciju s vanjskim audio pojačalom. Za napajanje kruga može se koristiti 9 V PP3 baterija.

Dizajn PCB-a

To je jednostavan sklop i mogao bi se sastaviti s 2x2-in PCB. Izgled trase za tiskanu pločicu Theremin kako je prikazano na donjoj slici:

Jedan važan aspekt je da se Theremin mora montirati samo u metalno kućište, jer metal tvori štit koji uvelike eliminira mogućnost promjene frekvencije oscilatora.

Imati metalno kućište omogućuje Thereminu mnogo jednostavniju kalibraciju.

C1 i C2 moraju biti srebrni kondenzatori tinjca za optimalne rezultate, idealno s tolerancijom od ± 5 posto.

Budući da su oba čipa CMOS-a, toplo se preporučuje ugrađivanje IC utičnica. Osim toga, izgled i sklop ploče nisu kritični.

Nakon završetka projekta, moramo raditi s instaliranjem antene i pričvršćivanjem na ploču.

Budući da je antena zaštićena finim premazom kroma, nije moguće samostalno lemiti žicu na antenu. Dovoljno je spojiti mali komad žice na jednu od podloški i pričvrstiti ga na antenu za vijke i vijke od 2-56 (vidi sliku 5).

Umjeravanje i ispitivanje

Po završetku montaže, pažljivo provjerite postoji li u Theremin kvara na međusobnim vezama, slabih lemnih zglobova i drugih mogućih problema. Ako sve izgleda savršeno, spojite Theremin kabelom do audio pojačala, dodajte bateriju na uređaj i uključite ga.

Polako i postupno pojačavajte glasnoću kontrolom LEVEL. Ako sve funkcionira ispravno, možda ćete uspješno začuti visoko cviljenje. Sada bi mahanje rukom blizu antene moglo povećati visinu zvuka. Pokušajte povećati duljinu antene do njezinog punog kapaciteta i fino podesite NULU za upravljanje kako biste prepoznali slatku točku na kojoj se primjećuje mrtva zona ili nulto mjesto dok vam naravno ruka ne približi antena.

Rješavanje problema sa krugom

U slučaju da cviljenje ne dođe na bilo koje podešeno mjesto, pokušajte antenu skratiti za nekoliko centimetara i pokušajte ponovo.

Nakon što se postavljanje izvrši točno, Theremin bi trebao ostati prigušen dok operater ne odmahuje rukama na nekoliko centimetara od antene.

Možete naići na brojne aspekte koji utječu na kapacitet ljudskog tijela, a svi oni mogli bi utjecati na razinu efikasnosti Theremin-a.

Aspekti kao što su duljina antene, vlaga u zraku, veličina i kostim rukovatelja te otpor potplata cipele prema tlu mogli bi utjecati na to da opravdaju promjene u prilagodbama NULTE.

Kroz neku praksu, NULTA kontrola bi se mogla prikladno postaviti u nekoliko sekundi.

Na kraju, Theremin se mora ponuditi nekoliko minuta da postane stabilan, zbog temperaturnih varijacija, ubrzo nakon što se opskrbni napon u početku uključi.

Kada se Theremin uključi i odmah postavi na nulu, to će vjerojatno uzrokovati pomicanje i zahtijevati ponovnu kalibraciju.

Najučinkovitiji lijek bio bi uključivanje napajanja korištenjem komande LEVEL do kraja i pružanje Theremin-u nekoliko minuta da se ugrije prije kalibriranja ZERO kontrole.

Zaključak

The Theremin djeluje prirodno i sa posebnim audio efektima.

Papučica za glasnoću omogućuje vam dinamiku i uvođenje blijedih pojava, a gotovo bilo koji osnovni uređaj za gitariste ili sintesajzere može promijeniti nekoliko elemenata kvalitete zvuka.

Eterični zvuk Theremina izvodi se sjajno koristeći poboljšanja odjeka i odgode.

Bez obzira koristi li se Theremin poput generatora specijalnih efekata za rock grupe ili kino organizacije ili jednostavno radi obogaćivanja vaše buduće proslave Noći vještica, otkrit ćete da vam ovaj uređaj može pružiti puno nekonvencionalnih zvučnih efekata koristeći nevjerojatno skromne troškove vremena ili novca.

Ne samo da je Theremin fascinantan i informativan, zapravo je i izvrsna zabava!

Popis dijelova

C1, C2 - 51pF, srebrni kondenzator sljude
C3 - 1nF, 25-WVDC elektrolitski kondenzator
C4 - 220pF, 25-WVDC elektrolitski kondenzator
R1 - 1M, 1/4-vata. Otpornik 5%
R2, R3 -100k, 1/4-vata, 5% otpornik
R4 -10k, linearni potenciometar
R5 -10k, audio potenciometar
R6 - 47-ohm, 1/4-vata, 5% otpornik
U1 - IC 4069 ili IC 74C04 CMOS hex pretvarač / međuspremnik, integrirani krug
U2 - IC 4046 fazno zaključana petlja, integrirani krug

DODATNI DIJELOVI I MATERIJALI
Tiskani -sklopni ili perfboard materijali, aluminijsko kućište za zamjensku antenu opće namjene, IC utičnice, 9-voltni tranzistor -radio baterija, 9-voltna -kapča za bateriju, žica, lem, hardver, rješenje za jetkanje (ako je potrebno) itd.