Digital Theremin Circuit - Ellerinizle Müzik Yapın

Yaratıcısının adını taşıyan, Theremin 1920'lerin başında Sovyetler Birliği'nde ortaya çıktı. Bu, birkaç antenle kurulan bir konteynerden oluşuyordu. Çalacak klavyesi yoktu, gitarlardaki gibi telleri yoktu. Daha ziyade, theremin ses seviyesini, perdesini ve çıktı müzikal sinyalini değiştirmek için insan vücudu kapasitansından yararlandı. Operatör, uygun şekilde değişen bir müzik tonu oluşturmak için kollarını antenlere yakın sallamak zorunda kaldı!

Ragini Sharma'nın katkılarıyla

Erken Başvurular

Theremin'in en önemli uygulaması, sayısız çeşitli düşük bütçeli korku filmlerinde olmuştur. Bu filmlerde birçok eylem sırasında duyulan ürkütücü okşama sesleri aslında bir theremin cihazından yaratılmıştı.

Aynı şekilde birçok pop ve rock müzik konserlerinde de kullanılmıştır. İlk theremin birkaç anten, çeşitli borular ve ayarlanmış devreler kullanmış olsa da, bunların yerine modern entegre devreler koymak işi büyük ölçüde kolaylaştırıyor.

Kaça mal olacak?

Bu yazıda, değeri 5 dolardan daha düşük olabilecek bileşenlere sahip basit bir theremin geliştirmeyi öğreneceğiz. Bileşenlerle dolu bir çöp kutusuna sahip elektronik meraklıları, işi muhtemelen daha düşük bir maliyetle halletmeyi başarabilir.

Theremin müzikal nitelikleri olmayan kişiler tarafından bile zahmetsizce bir araya getirilir ve uygulanır. Üstelik, theremin, özellikle Cadılar Bayramı kutlamalarında çok eğlenceli olabilir!

Bu devrede, önerilen Dijital Teremin'i oluşturmak için borular ve LC devreleri aslında birkaç düşük maliyetli ve kolayca bulunabilen IC ile değiştirilir.

Blok Şemayı Anlamak

Devrenin bir blok diyagramı aşağıda Şekil 1'de bulunabilir.

Theremin, çalışması için iki yüksek frekanslı osilatör seti ile çalışır. Bu osilatörlerden biri sabit bir frekansla çalışır, diğeri ise operatörün vücut kapasitansına göre değişkendir.

İki osilatörden üretilen frekans, dengeli modülatör adı verilen özel bir devre aracılığıyla birleştirilir.

Dengeli modülatör, ilk sinyalleri zayıflatır ve iki girişteki toplam ve fark frekanslarını içeren karmaşık bir iletim üretir.

Belirli bir osilatör 100 kHz'de ve ikincisi 101 kHz'de performans gösterdiğinde, 201 kHz ve 1 kHz'de bir çift frekans oluşturan bir çıktı elde edeceğiz.

İnsanın duyma kabiliyetinin daha yüksek aralığı en fazla 20 kHz ile sınırlı olduğundan, bir ses amplifikatöründen önce bağlanan dengeli modülatörün etkisinden dolayı sadece 1 kHz fark frekansı duyulabilir.

Devre Nasıl Çalışır

Dijital Theremin'in şematik resmi yukarıdaki şekilde gösterilmektedir.

U1 bir CD4069 veya 74C04 hex çevirici olabilir, 100 kHz civarında sabitlenmiş bir sabit frekanslı osilatör gibi kullanılır.

IC U2, devrenin kalan kısmını gerçekleştirmek için değişken frekanslı osilatörü ve dengeli modülatörü içerir.

CD4046, faz kilitli döngü konfigürasyonudur ve başlangıçta frekans çarpanı tipi uygulamalar için oluşturulmuştur. Ancak bileşenleri, gereksinimlerimizi kusursuz bir şekilde karşılar.

R3, R4. ve C2, yerleşik osilatör çipinin merkez frekansını oluşturur. Anten, C2 ile birlikte bir insan eli antene yaklaştığında frekansın birçok kilohertz değişmesini sağlayan paralel bir kapasitans oluşturur.

R4 tarafından uygulanan SIFIR kontrol resitor, değişken osilatörün sabit osilatöre eşit aynı frekansta sabitlenmesini mümkün kılar.

Fark frekansı 15 Hz'nin altındaysa, işitme aralığımızın alt frekans eşiğinin altındadır.

Aynı frekans için iki osilatörü ayarlayarak, Theremin operatör veya icracı elini antene yaklaştırana kadar sessiz kalır.

İki osilatör tarafından oluşturulan frekanslar, IC 4046 içindeki özel bir OR geçidi ile birleştirilir.

Bu geçit, daha önce tartışıldığı gibi toplam ve fark frekanslarını oluşturan dijital dengeli bir modülatör gibi çalışır. OR geçidi çıkışı, daha sonra, bir harici ses amplifikatörü ile hızlı bir entegrasyon için LEVEL kontrol direnci R5 ve bir çıkış jakı ile C3 üzerinden AC bağlanır. Devreye güç sağlamak için 9 V PP3 pil kullanılabilir.

PCB Tasarımları

Basit bir devredir ve 2x2 inç PCB ile monte edilebilir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, Theremin'in baskılı devre kartı için bir yol düzeni:

Önemli bir husus, Theremin'in yalnızca metal bir kasaya monte edilmesi gerektiğidir, çünkü metal, osilatörlerin frekansı değiştirme potansiyelini büyük ölçüde ortadan kaldıran bir kalkan oluşturur.

Metal kasaya sahip olmak, thereminin çok daha kolay kalibre edilmesini sağlar.

Optimal sonuçlar için ideal olarak ± yüzde 5 toleransla C1 ve C2'nin her ikisinin de gümüş mika kapasitörler olması gerekir.

Her iki yonga da CMOS olduğundan, IC soketlerinin dahil edilmesi şiddetle tavsiye edilir. Bunun dışında, kartın düzeni ve montajı kritik değildir.

Proje bittiğinde, anteni takıp panoya takmakla çalışmalıyız.

Anten ince bir krom kaplama ile korunduğundan, bir teli antene tek başına etkili bir şekilde lehimlemek mümkün değildir. Pullardan birine küçük bir tel parçası bağlayın ve 2-56 makine vidasına ve cıvata antenine takın (bkz. Şekil 5).

Kalibrasyon ve Test

Montajın tamamlanmasının ardından, Theremin'i ara bağlantılardaki kusurlar, zayıf lehim bağlantıları ve diğer olası sorunlar açısından yakından kontrol edin. Her şey mükemmel görünüyorsa, Theremin'i bir ses amplifikatörüne kadar olan bir kabloyla bağlayın, cihaza bir pil ekleyin ve cihazı AÇIN.

LEVEL kontrolü ile sesi yavaş ve kademeli olarak artırın. Her şey doğru çalışıyorsa, yüksek perdeli bir ciyaklama duymakta zorlanabilirsiniz. Şimdi, elinizi antene yakın sallamak, ses perdesinin artmasına neden olmalıdır. Anten uzunluğunu tam kapasitesine çıkarmayı deneyin ve eliniz antenin yanına getirilene kadar bir ölü bölge veya boş noktanın fark edildiği tatlı bir noktayı belirlemek için SIFIR kontrol düğmesini ince ayar yapın.

Devre Sorunlarını Giderme

Sesin ayarlanmış herhangi bir noktaya ulaşamaması durumunda, anteni birkaç inç kısaltmayı deneyin ve tekrar deneyin.

Kurulum doğru bir şekilde uygulandığında, operatör antenden birkaç inç uzakta ellerini sallayana kadar Theremin sessiz kalmalıdır.

İnsan vücudunun kapasitansını etkileyen birçok yönle karşılaşabilirsiniz ve bunların tümü Theremin'in verimlilik seviyesini etkileyebilir.

Anten uzunluğu, hava nemi, boyut ve operatör kostümü ve ayakkabı tabanının toprağa direnci gibi hususların tümü, SIFIR kontrol ayarlarında bir değişikliği garanti etmeyi etkileyebilir.

Bazı uygulamalarla, ZERO kontrolü birkaç saniye içinde uygun şekilde ayarlanabilir.

Son olarak, besleme voltajı ilk açıldıktan hemen sonra, sıcaklık değişimlerinden dolayı, Theremin'e stabil hale gelmesi için birkaç dakika teklif edilmelidir.

Theremin'e enerji verildiğinde ve hemen sıfırlandığında, muhtemelen ayarın kaymasına ve tekrar tekrar bir yeniden kalibrasyon talep etmesine neden olacaktır.

En etkili çözüm LEVEL kontrolünü kullanarak gücü tamamen kapatmak ve SIFIR kontrolünü kalibre etmeden önce Theremin'in birkaç dakika kadar ısınmasını sağlamaktır.

Sonuç

Theremin doğal olarak ve özel ses efektleriyle çalışır.

Bir ses pedalı, dinamikler getirmenize ve soluklaşmalara neden olmanıza olanak tanır ve gitaristler veya sentezleyiciler için neredeyse her yer cihazı, ses kalitesinin birkaç öğesini değiştirebilir.

Theremin'in eterik sesi, yankı ve geciktirme iyileştirmelerini kullanarak harika bir performans sergiliyor.

Theremin'in rock grupları veya sinema organizasyonları için özel bir efekt oluşturucu olarak veya sadece gelecekteki Cadılar Bayramı kutlamanızı zenginleştirmek için kullanılıp kullanılmadığına bakılmaksızın, bu gadget'ın size inanılmaz derecede mütevazı bir harcama kullanarak birçok alışılmadık ses efekti sağlayabileceğini keşfedeceksiniz. zamanın veya paranın.

Theremin sadece büyüleyici ve bilgilendirici değil, aslında çok eğlenceli!

Parça listesi

C1, C2 - 51pF, gümüş mika kondansatör
C3 - 1nF, 25-WVDC elektrolitik kondansatör
C4 - 220pF, 25-WVDC elektrolitik kondansatör
R1 - 1M, 1/4 watt. % 5 direnç
R2, R3 -100k, 1/4 -watt,% 5 direnç
R4 -10k, doğrusal potansiyometre
R5 -10k, ses potansiyometresi
R6 - 47 ohm, 1/4 watt,% 5 direnç
U1 - IC 4069 veya IC 74C04 CMOS hex çevirici / tampon, entegre devre
U2 - IC 4046 faz kilitli döngü, entegre devre

EK PARÇALAR VE MALZEMELER
Basılı devre veya perfboard malzemeleri, genel amaçlı yedek anten alüminyum kasa, IC soketleri, 9 voltluk transistör - radyo pili, 9 voltluk pil klipsi, tel, lehim, donanım, aşındırma çözümü (gerekirse) vb.