Digital Thereminvox: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Thereminvox (aka theremin, ætherphone/éterfón, tereminofón alebo termenvox) je čistý elektronický hudobný nástroj, ktorý nemá ani struny, ani tlačidlá. Reaguje na polohy tereministických rúk.

Nástroj vynašiel ruský elektronický inžinier a vynálezca Leon Theremin v roku 1920. Tu nájdete, ako Leon svoj nástroj predvádza. V dnešnej dobe nástroj nie je taký populárny ako elektronický klavír alebo gitara, ale hudobníci ho stále používajú.

Tento projekt je napísaný na pamiatku Leona Theremina, takmer 100 rokov od jeho vynálezu.

Projekt je digitálnou implementáciou rovnakého princípu - bezkontaktného hudobného nástroja. Pôvodný Thereminvox používa kapacitu ľudského tela na určenie polohy rúk relatívne k dvom anténam, ale tu namiesto toho používam dva senzory VL53L1X. Tieto senzory merajú vzdialenosť na princípe doby letu laserového lúča, tj. Sú to úžasne malé infračervené radary schopné merať vzdialenosť až 4 metre (13 stôp). Mikrokontrolér spájkovaný s demo doskou Nucleo-L476 ovláda senzor a prevádza merania na zvuk.

Zásoby

• Doska MCU Nucleo64-L476RG
• Doska štítu snímača X-NUCLEO-53L1A1
• Mini jack 3,5 mm konektor a kábel
• Niektoré drôty
• Reproduktor s lineárnym vstupom a napájaním USB (na oba som použil reproduktor JBL Charge)

Celkový rozpočet: 60 - 100 dolárov

Krok 1: Blikajúci firmvér

Ak chcete flashovať firmvér MCU, pripojte dosku MCU k počítaču pomocou kábla Mini-USB. Doska bude detekovaná ako nová jednotka flash. Stiahnite si najnovší súbor l4-thereminvox.bin z github a uložte ho na tento disk Flash. Súbor bude automaticky zanesený do MCU. Pred ďalším krokom nezabudnite odpojiť USB kábel.

Krok 2: Zostavenie nástroja

Sada X-NUCLEO-53L1A1 obsahuje štítovú dosku kompatibilnú s arduino s jedným snímačom dosahu a ďalšie dva snímače na satelitných doskách, ktoré bolo možné pripojiť k štítu ako druhú vrstvu. Budem používať iba hlavné a ľavé snímače a vľavo by mal byť orientovaný horizontálne. Satelitná doska je prepojená so štandardným 10-kolíkovým konektorom DIP a ako predlžovač pripojenia som použil päť pinových vodičov F-M. Piny 2-6 (zbernica GND, VDD, I2C + signál vypnutia) je minimálna sada, aby snímač fungoval. Thereminvox je monofónny nástroj a zvukový výstup sa vykonáva s jedným kanálom MCU na čipovom DAC. DAC je interne komunikovaný s operačným zosilňovačom na čipe. Výstupný pin zosilňovača je PB0, ktorý je zapojený do kolíka 34 konektora dosky MCU CN7. Ďalším kusom je kábel mini jack, ktorý som rozrezal na dve časti a potom spájkoval oba zvukové kanály L a R do jedného konektora s jedným kolíkom a uzemňovacieho kolíka do druhého. Teraz môžete pripojiť minijack k reproduktoru a napájať zariadenie káblom USB.

Krok 3: Hudba

Nástroj produkuje jednofarebnú sínusovú vlnu v rozsahu 20-1200 Hz. Vzdialenosť medzi ľavou rukou prehrávača a snímačom ovláda frekvenciu, výška pravej ruky ovláda hlasitosť vlny. Bohužiaľ nie som hudobník, nemôžem prehrajte akúkoľvek hudbu, ako by Leon Theremin dokázal. Môžem len predviesť, ako nástroj funguje.

Krok 4: Zdrojové kódy

Sú publikované na github: https://github.com/elmot/l4-thereminvox Použil som CLion IDE (písanie, je to moja práca), sada nástrojov gcc, generátor kódu STM32CubeMX, knižnica VL53L1X zo st.com.

Nebojte sa vykonať svoje úpravy, napríklad projekt môže byť prevedený na plnohodnotný nástroj MIDI. Niektoré návody, ako sa vykonáva vstavané programovanie, nájdete tu: