Cyfrowy Thereminvox: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Thereminvox (aka theremin, ætherphone/etherphone, thereminophone lub termenvox) to czysty elektroniczny instrument muzyczny, który nie ma ani strun, ani przycisków. Reaguje na pozycje rąk teministy.

Instrument został wynaleziony przez rosyjskiego inżyniera elektronika i wynalazcę Leona Theremina w 1920 roku. Tutaj możesz zobaczyć, jak Leon demonstruje swój instrument. Obecnie instrument nie jest tak popularny jak pianino elektroniczne czy gitara, ale muzycy nadal go używają.

Ten projekt został zapisany w pamięci Leona Theremina, prawie 100 lat po jego wynalazku.

Projekt jest cyfrową realizacją tej samej zasady - bezdotykowego instrumentu muzycznego. Oryginalny Thereminvox wykorzystuje pojemność ludzkiego ciała do określenia położenia rąk w stosunku do dwóch anten, ale tutaj używam dwóch czujników VL53L1X Czujniki te mierzą odległość za pomocą zasady czasu przelotu wiązki laserowej, tj. są zdumiewająco malutkimi radarami podczerwonymi, które są w stanie mierzyć odległość do 4 metrów (13 stóp). Mikrokontroler wlutowany do płytki demonstracyjnej Nucleo-L476 steruje czujnikiem i zamienia pomiary na dźwięk.

Kieszonkowe dzieci

• Płyta MCU Nucleo64-L476RG
• Płytka osłony czujnika X-NUCLEO-53L1A1
• Wtyczka i kabel mini jack 3,5 mm
• Niektóre przewody
• Głośnik z wejściem liniowym i zasilaczem USB (do obu użyłem głośnika JBL Charge)

Całkowity budżet: 60 $ - 100 $

Krok 1: Flashowanie oprogramowania układowego

Aby sflashować oprogramowanie MCU, podłącz płytkę MCU do komputera za pomocą kabla Mini-USB. Płyta zostanie wykryta jako nowy dysk flash. Pobierz najnowszy plik l4-thereminvox.bin z github i zapisz go na tym dysku flash. Plik zostanie automatycznie przesłany do MCU. Nie zapomnij odłączyć kabla USB przed następnym krokiem.

Krok 2: Montaż instrumentu

Zestaw X-NUCLEO-53L1A1 zawiera płytkę nakładki kompatybilną z arduino z jednym czujnikiem zasięgu oraz kolejne dwa czujniki na płytkach satelitarnych, które można podłączyć do nakładki jako drugą warstwę. Zamierzam używać tylko czujnika głównego i lewego, a lewy powinien być zorientowany poziomo. Płytka satelitarna jest połączona standardowym 10-pinowym złączem DIP, a ja użyłem pięciu pinów F-M jako przedłużacza połączenia. Piny 2-6 (GND, VDD, magistrala I2C + sygnał wyłączenia) to minimalny zestaw do pracy czujnika. Thereminvox jest instrumentem monofonicznym, a wyjście dźwięku odbywa się za pomocą jednego kanału MCU na chipie DAC. DAC jest wewnętrznie komunikowany do wbudowanego wzmacniacza operacyjnego. Pin wyjściowy wzmacniacza to PB0, który jest podłączony do pinu 34 złącza płyty MCU CN7. Następny kawałek to kabel mini jack, który pociąłem na dwie części, a następnie przylutowałem oba kanały dźwiękowe L i R do jednego złącza żeńskiego, a pin masy do drugiego. Teraz możesz podłączyć minijacka do głośnika i zasilać urządzenie kablem USB.

Krok 3: Muzyka

Instrument wytwarza sinusoidę jednotonową w zakresie 20-1200Hz Odległość pomiędzy graczami lewą ręką a czujnikiem kontroluje częstotliwość, wysokość prawej ręki reguluje głośność fali. odtwarzać dowolną muzykę tak, jak potrafił Leon Theremin. Mogę tylko zademonstrować, jak działa ten instrument.

Krok 4: Kody źródłowe

Są one publikowane na github: https://github.com/elmot/l4-thereminvox Użyłem CLion IDE (pisanie to moja praca), zestawu narzędzi gcc, generatora kodu STM32CubeMX, biblioteki VL53L1X ze st.com.

Zachęcamy do wprowadzania modyfikacji, na przykład projekt może zostać przekonwertowany na w pełni funkcjonalny instrument MIDI. Niektóre instrukcje dotyczące programowania wbudowanego znajdują się tutaj: