Digital Thereminvox: 4 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Thereminvox (aka theremin, ætherphone/etherphone, thereminophone eller termenvox) er et rent elektronisk musikkinstrument, som ikke har eller strenger, verken knapper. Det reagerer på posisjoner av thereministiske hender.

Instrumentet ble oppfunnet av russisk elektronikkingeniør og oppfinner Leon Theremin i 1920. Her kan du finne hvordan Leon demonstrerer instrumentet sitt. I dag er instrumentet ikke så populært som elektronisk piano eller gitar, men musikere bruker det fortsatt.

Dette prosjektet er skrevet til minne om Leon Theremin, nesten 100 år etter oppfinnelsen.

Prosjektet er en digital implementering av det samme prinsippet - kontaktløst musikkinstrument. Original Thereminvox bruker kapasitans av menneskekroppen til å bestemme henders posisjon i forhold til to antenner, men her bruker jeg to VL53L1X-sensorer i stedet. Disse sensorene måler avstand ved hjelp av laserstråle-time-of-fly-prinsippet, dvs. de er utrolig små infrarøde radarer, i stand til å måle avstand opp til 4 meter. Mikrokontrolleren loddet til Nucleo-L476 demokort styrer sensoren og konverterer målinger til lyd.

Rekvisita

• Nucleo64-L476RG MCU-kort
• X-NUCLEO-53L1A1 sensorskjermkort
• Minijack 3,5 mm plugg og kabel
• Noen ledninger
• Høyttaler med lineær inngang og USB -strømforsyning (jeg brukte JBL Charge -høyttaler for begge)

Totalt budsjett: $ 60 - $ 100

Trinn 1: Blinkende fastvare

For å blinke MCU-fastvare, koble MCU-kortet til datamaskinen din med Mini-USB-kabel. Brettet vil bli oppdaget som en ny flash-stasjon. Last ned den siste l4-thereminvox.bin-filen fra github, og lagre den på den flash-stasjonen. Filen blinker automatisk til MCU. Ikke glem å koble fra usb -kabelen før neste trinn.

Trinn 2: Montering av instrumentet

X-NUCLEO-53L1A1-settet inneholder et arduino-kompatibelt skjoldbrett med en avstandssensor, og ytterligere to sensorer på satellittkort, som kan kobles til skjoldet som et andre lag. Jeg skal bare bruke hoved- og venstresensorer, og venstre skal orienteres horisontalt. Satellittkortet er koblet til med en standard 10-pinners DIP-kontakt, og jeg har brukt fem F-M pinneledninger til som en tilkoblingsforlenger. Pins 2-6 (GND, VDD, I2C bus + shutdown signal) er det minimale settet for å få sensoren til å fungere. Thereminvox er et monofonisk instrument, og lydutgang utføres med én kanal med MCUer på DAC på chip. DAC kommuniseres internt til operasjonsforsterkeren på brikken. Forsterkerens utgangspinne er PB0, som er koblet til pinne 34 i CN7 MCU -kortkontakt. Neste stykke er en minijack -kabel, som jeg kuttet i to deler, og deretter loddet både L- og R -lydkanaler til en enkeltpinne hunkontakt og jordet pinne til en annen. Nå kan du koble minijack til en høyttaler, og koble enheten til med USB -kabel.

Trinn 3: Musikk

Instrumentet produserer en-tonet sinusbølge innen 20-1200Hz område Avstanden mellom spillernes venstre hånd og sensoren styrer frekvensen, høyden på høyre hånd styrer bølgevolumet. Dessverre er jeg ikke musiker i det hele tatt, og jeg kan ikke spille hvilken som helst musikk som Leon Theremin kunne. Jeg kan bare demonstrere hvordan instrumentet fungerer.

Trinn 4: Kildekoder

De er publisert på github: https://github.com/elmot/l4-thereminvox Jeg har brukt CLion IDE (skrive det er min jobb), gcc verktøysett, STM32CubeMX kodegenerator, VL53L1X bibliotek fra st.com.

Gjør gjerne endringene, for eksempel kan prosjektet konverteres til et fullt utstyrt MIDI-instrument. Noen manualer for hvordan innebygd programmering gjøres finner du her: