Digital Thereminvox: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Thereminvox (aka theremin, ætherphone/etherphone, thereminophone nebo termenvox) je čistý elektronický hudební nástroj, který nemá ani struny, ani tlačítka. Reaguje na pozice terapeutických rukou.

Tento nástroj vynalezl ruský elektronický inženýr a vynálezce Leon Theremin v roce 1920. Zde najdete, jak Leon svůj nástroj předvádí. V současné době není nástroj tak populární jako elektronický klavír nebo kytara, ale hudebníci jej stále používají.

Tento projekt je napsán na památku Leona Theremina, téměř 100 let po jeho vynálezu.

Projekt je digitální implementací stejného principu - bezkontaktního hudebního nástroje. Původní Thereminvox využívá kapacitu lidského těla k určení polohy rukou relativně ke dvěma anténám, ale zde místo toho používám dva senzory VL53L1X. Tyto senzory měří vzdálenost pomocí principu doby letu laserového paprsku, tj. Jsou to úžasně malé infračervené radary schopné měřit vzdálenost až 4 metry (13 stop). Mikrokontrolér připájený k demo desce Nucleo-L476 ovládá senzor a převádí měření na zvuk.

Zásoby

• Deska MCU Nucleo64-L476RG
• Deska štítu senzoru X-NUCLEO-53L1A1
• Mini jack 3,5 mm konektor a kabel
• Nějaké dráty
• Reproduktor s lineárním vstupem a napájením USB (pro oba jsem použil reproduktor JBL Charge)

Celkový rozpočet: 60 - 100 $

Krok 1: Blikající firmware

Chcete-li provést aktualizaci firmwaru MCU, připojte desku MCU k počítači pomocí kabelu Mini-USB. Deska bude detekována jako nový flash disk. Stáhněte si nejnovější soubor l4-thereminvox.bin z github a uložte jej na tento flash disk. Soubor bude automaticky přenesen na MCU. Před dalším krokem nezapomeňte odpojit USB kabel.

Krok 2: Sestavení nástroje

Sada X-NUCLEO-53L1A1 obsahuje stínící desku kompatibilní s arduino s jedním senzorem dosahu a další dva senzory na satelitních deskách, které by mohly být připojeny ke štítu jako druhá vrstva. Budu používat pouze hlavní a levé senzory a vlevo by měl být orientován vodorovně. Satelitní deska je připojena standardním 10kolíkovým konektorem DIP a jako prodlužovač připojení jsem použil pět pinových vodičů F-M. Piny 2-6 (GND, VDD, I2C bus + signál vypnutí) je minimální sada, aby senzor fungoval. Thereminvox je monofonní nástroj a zvukový výstup se provádí s jedním kanálem MCU na čipovém DAC. DAC je interně předáván operačnímu zesilovači na čipu. Výstupní pin zesilovače je PB0, který je připojen ke kolíku 34 konektoru desky MCU CN7. Dalším kusem je kabel mini jack, který jsem rozřezal na dvě části a poté pájel oba zvukové kanály L a R do jednoho konektoru s jedním kolíkem a zemnicího kolíku do druhého. Nyní můžete připojit minijack k reproduktoru a napájet zařízení kabelem USB.

Krok 3: Hudba

Nástroj produkuje jednobarevnou sinusovou vlnu v rozsahu 20-1200 Hz. Vzdálenost mezi levou rukou hráčů a senzorem ovládá frekvenci, výška pravé ruky ovládá hlasitost vlny. Bohužel nejsem žádný hudebník, já nemůžu hrát jakoukoli hudbu, jak Leon Theremin uměl. Mohu jen ukázat, jak nástroj funguje.

Krok 4: Zdrojové kódy

Jsou publikovány na github: https://github.com/elmot/l4-thereminvox Použil jsem CLion IDE (psaní je moje práce), sada nástrojů gcc, generátor kódu STM32CubeMX, knihovna VL53L1X ze st.com.

Nebojte se provést své úpravy, například projekt může být převeden na plnohodnotný nástroj MIDI. Nějaký manuál, jak se provádí vestavěné programování, najdete zde: