ดิจิตอล Thereminvox: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

Thereminvox (หรือที่รู้จักว่า theremin, ætherphone/etherphone, thereminophone หรือ termenvox) เป็นเครื่องดนตรีอิเล็กทรอนิกส์ล้วนๆ ซึ่งไม่มีหรือสตริง ไม่มีปุ่มใดๆ มันตอบสนองต่อตำแหน่งมือของนักเผด็จการ

เครื่องดนตรีนี้คิดค้นโดยวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ชาวรัสเซียและนักประดิษฐ์ Leon Theremin ในปี 1920 คุณจะพบวิธีที่ Leon สาธิตเครื่องดนตรีของเขาได้ที่นี่ Novadays เครื่องดนตรีนี้ไม่ได้รับความนิยมเท่ากับเปียโนไฟฟ้าหรือกีตาร์ แต่นักดนตรียังคงใช้มันอยู่

โปรเจ็กต์นี้เขียนขึ้นเพื่อระลึกถึงลีออน แธร์มิน เกือบ 100 ปีหลังจากการประดิษฐ์คิดค้นของเขา

โครงการนี้เป็นการนำหลักการเดียวกันไปใช้แบบดิจิทัล - เครื่องดนตรีแบบไม่สัมผัส Thereminvox ดั้งเดิมใช้ความจุของร่างกายมนุษย์ในการกำหนดตำแหน่งของมือให้สัมพันธ์กับเสาอากาศสองเสา แต่ที่นี่ฉันใช้เซ็นเซอร์ VL53L1X สองตัวแทน เซ็นเซอร์เหล่านั้นวัดระยะทางโดยใช้หลักการเวลาบินของลำแสงเลเซอร์ กล่าวคือ เป็นเรดาร์อินฟราเรดขนาดเล็กที่น่าอัศจรรย์ สามารถวัดได้ ระยะสูงสุด 4 เมตร (13 ฟุต) ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่บัดกรีเข้ากับบอร์ดสาธิต Nucleo-L476 จะควบคุมเซ็นเซอร์และแปลงการวัดเป็นเสียง

เสบียง

• บอร์ด MCU Nucleo64-L476RG
• X-NUCLEO-53L1A1 แผงป้องกันเซ็นเซอร์
• มินิแจ็ค 3.5 มม. ปลั๊กและสายเคเบิล
• สายบางๆ
• ลำโพงที่มีอินพุตเชิงเส้นและแหล่งจ่ายไฟ USB (ฉันใช้ลำโพง JBL Charge สำหรับทั้งคู่)

งบประมาณทั้งหมด: $60 - $100

ขั้นตอนที่ 1: เฟิร์มแวร์กะพริบ

หากต้องการแฟลชเฟิร์มแวร์ MCU ให้เชื่อมต่อบอร์ด MCU กับคอมพิวเตอร์ของคุณด้วยสาย Mini-USB บอร์ดจะถูกตรวจพบว่าเป็นแฟลชไดรฟ์ใหม่ ดาวน์โหลดไฟล์ l4-thereminvox.bin ล่าสุดจาก github และบันทึกลงในแฟลชไดรฟ์นั้น ไฟล์จะถูกแฟลชไปยัง MCU โดยอัตโนมัติ อย่าลืมถอดสาย USB ออกก่อนทำขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบเครื่องมือ

ชุด X-NUCLEO-53L1A1 ประกอบด้วยแผงป้องกันที่เข้ากันได้กับ Arduino พร้อมเซ็นเซอร์ระยะหนึ่ง และเซ็นเซอร์อีกสองตัวบนแผงดาวเทียม ซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับแผงป้องกันเป็นเลเยอร์ที่สองได้ ฉันจะใช้เฉพาะเซ็นเซอร์หลักและเซ็นเซอร์ด้านซ้าย และด้านซ้ายควรวางในแนวนอน บอร์ดดาวเทียมเชื่อมต่อกับขั้วต่อ DIP 10 พินมาตรฐาน และฉันใช้สายพิน F-M ห้าเส้นเป็นส่วนขยายการเชื่อมต่อ พิน 2-6 (บัส GND, VDD, I2C บัส + สัญญาณปิด) เป็นชุดที่น้อยที่สุดเพื่อให้เซ็นเซอร์ทำงาน Thereminvox เป็นเครื่องมือโมโนโฟนิก และเอาต์พุตเสียงจะดำเนินการกับ DAC บนชิป MCU หนึ่งช่อง DAC ได้รับการสื่อสารภายในไปยังแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงานบนชิป พินเอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์คือ PB0 ซึ่งต่อกับพิน 34 ของคอนเน็กเตอร์บอร์ด CN7 MCU ชิ้นต่อไปคือสายแจ็คขนาดเล็ก ซึ่งฉันตัดเป็นสองส่วน แล้วบัดกรีช่องสัญญาณเสียงทั้ง L และ R เข้ากับขั้วต่อตัวเมียแบบพินเดียว และพินกราวด์กับอีกอันหนึ่ง ตอนนี้คุณสามารถเชื่อมต่อมินิแจ็คกับลำโพง และจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ด้วยสาย USB

ขั้นตอนที่ 3: เพลง

เครื่องมือสร้างคลื่นไซน์โทนเดียวภายในช่วง 20-1200Hz ระยะห่างระหว่างผู้เล่นมือซ้ายกับเซ็นเซอร์ควบคุมความถี่ ความสูงของมือขวาควบคุมระดับเสียงของคลื่น น่าเสียดายที่ฉันไม่ใช่นักดนตรีเลย ฉันทำไม่ได้ เล่นเพลงอะไรก็ได้ตามที่ลีออน แธมมินทำได้ ฉันสามารถแสดงให้เห็นว่าเครื่องมือทำงานอย่างไร

ขั้นตอนที่ 4: รหัสที่มา

มีการเผยแพร่ที่ github: https://github.com/elmot/l4-thereminvoxI've used CLion IDE (เขียนเป็นงานของฉัน), gcc toolset, STM32CubeMX code generator, VL53L1X library from st.com

ปรับเปลี่ยนได้ตามต้องการ เช่น โครงการอาจถูกแปลงเป็นเครื่องมือ MIDI แบบเต็มรูปแบบ คู่มือวิธีการฝังโปรแกรมบางส่วนมีอยู่ที่นี่: