Digital Thereminvox: 4 bước

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-23 15:15

Thereminvox (hay còn gọi là theremin, ætherphone / etherphone, thereminophone hoặc termenvox) là một nhạc cụ điện tử thuần túy, không có dây cũng không có nút. Nó phản ứng trên các vị trí tay chủ nghĩa.

Dụng cụ này được phát minh bởi kỹ sư điện tử người Nga và nhà phát minh Leon Theremin vào năm 1920. Ở đây bạn có thể tìm thấy cách Leon trình diễn nhạc cụ của mình. Ngày nay, nhạc cụ này không phổ biến như piano điện tử hay guitar nhưng các nhạc sĩ vẫn sử dụng nó.

Dự án này được viết để tưởng nhớ Leon Theremin, gần 100 năm sau khi ông phát minh ra.

Dự án là một triển khai kỹ thuật số của cùng một nguyên tắc - nhạc cụ không tiếp xúc. Thereminvox ban đầu sử dụng điện dung của cơ thể người để xác định vị trí của bàn tay tương đối với hai ăng-ten, nhưng ở đây tôi đang sử dụng hai cảm biến VL53L1X để thay thế. khoảng cách lên đến 4 mét (13ft). Bộ vi điều khiển được hàn vào bảng demo Nucleo-L476 điều khiển cảm biến và chuyển đổi các phép đo thành âm thanh.

Quân nhu

• Bo mạch MCU Nucleo64-L476RG
• Tấm chắn cảm biến X-NUCLEO-53L1A1
• Giắc cắm mini giắc cắm 3,5 mm và cáp
• Một số dây
• Loa có đầu vào tuyến tính và nguồn điện USB (Tôi đã sử dụng loa JBL Charge cho cả hai)

Tổng ngân sách: $ 60 - $ 100

Bước 1: Nhấp nháy chương trình cơ sở

Để flash phần sụn MCU, hãy kết nối bảng MCU với máy tính của bạn bằng cáp Mini-USB. Bo mạch sẽ được phát hiện là một ổ đĩa flash mới. Hãy tải xuống tệp l4-thereminvox.bin mới nhất từ github và lưu nó vào ổ đĩa flash đó. Tệp sẽ được tự động chuyển sang MCU. Đừng quên ngắt kết nối cáp USB trước khi bước tiếp theo.

Bước 2: Lắp ráp thiết bị

Bộ X-NUCLEO-53L1A1 bao gồm một bảng bảo vệ tương thích với arduino với một cảm biến phạm vi và hai cảm biến khác trên bảng vệ tinh, có thể được kết nối với tấm chắn như một lớp thứ hai. Tôi sẽ chỉ sử dụng cảm biến chính và trái, và trái phải được định hướng theo chiều ngang. Bo mạch vệ tinh được kết nối với đầu nối DIP 10 chân tiêu chuẩn và tôi đã sử dụng năm dây chân F-M để làm bộ mở rộng kết nối. Chân 2-6 (GND, VDD, I2C bus + tín hiệu tắt máy) là bộ tối thiểu để cảm biến hoạt động. Thereminvox là công cụ monofonic và đầu ra âm thanh được thực hiện với một kênh MCU trên chip DAC. DAC được kết nối nội bộ với bộ khuếch đại hoạt động trên chip. Chân đầu ra của bộ khuếch đại là PB0, được nối với chân 34 của đầu nối bảng MCU CN7. Phần tiếp theo là cáp giắc cắm mini, tôi cắt thành hai phần, sau đó hàn cả hai kênh âm thanh L và R vào một đầu nối chân cái duy nhất và chân nối đất với chân khác. Giờ đây, bạn có thể kết nối minijack với loa và cấp nguồn cho thiết bị bằng cáp USB.

Bước 3: Âm nhạc

Nhạc cụ tạo ra sóng sin đơn âm trong phạm vi 20-1200Hz Khoảng cách giữa người chơi tay trái và cảm biến điều khiển tần số, chiều cao của tay phải điều khiển âm lượng sóng. Thật không may, tôi hoàn toàn không phải là một nhạc sĩ, tôi không thể chơi bất kỳ bản nhạc nào Leon Theremin có thể. Tôi chỉ có thể chứng minh cách thức hoạt động của công cụ.

Bước 4: Mã nguồn

Chúng được xuất bản tại github: https://github.com/elmot/l4-thereminvoxTôi đã sử dụng CLion IDE (viết đó là công việc của tôi), bộ công cụ gcc, trình tạo mã STM32CubeMX, thư viện VL53L1X từ st.com.

Hãy thoải mái thực hiện các sửa đổi của bạn, chẳng hạn như dự án có thể được chuyển đổi thành công cụ MIDI đầy đủ tính năng. Một số hướng dẫn cách thực hiện lập trình nhúng có tại đây: