Thereminvox digitale: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Thereminvox (aka theremin, ætherphone/etherphone, thereminophone o termenvox) è uno strumento musicale elettronico puro, che non ha né corde, né pulsanti. Reagisce alle posizioni delle mani thereministe.

Lo strumento è stato inventato dall'ingegnere elettronico e inventore russo Leon Theremin nel 1920. Qui puoi trovare come Leon mostra il suo strumento. Novadays lo strumento non è così popolare come il pianoforte elettronico o la chitarra, ma i musicisti lo usano ancora.

Questo progetto è scritto in memoria di Leon Theremin, quasi 100 anni dopo la sua invenzione.

Il progetto è un'implementazione digitale dello stesso principio: strumento musicale senza contatto. Thereminvox originale utilizza la capacità del corpo umano per determinare la posizione delle mani rispetto a due antenne, ma qui sto usando invece due sensori VL53L1X Questi sensori misurano la distanza usando il principio del tempo di volo del raggio laser, cioè sono radar a infrarossi incredibilmente piccoli, in grado di misurare distanza fino a 4 metri (13 piedi). Il microcontrollore saldato alla scheda demo Nucleo-L476 controlla il sensore e converte le misurazioni in suoni.

Forniture

• Scheda MCU Nucleo64-L476RG
• Scheda di schermatura del sensore X-NUCLEO-53L1A1
• Spina e cavo mini jack da 3,5 mm
• Alcuni fili
• Altoparlante con ingresso lineare e alimentazione USB (ho usato l'altoparlante JBL Charge per entrambi)

Budget totale: $ 60 - $ 100

Passaggio 1: firmware lampeggiante

Per eseguire il flashing del firmware MCU, collegare la scheda MCU al computer con un cavo Mini-USB. La scheda verrà rilevata come una nuova unità flash. Scarica l'ultimo file l4-thereminvox.bin da github e salvalo su quell'unità flash. Il file verrà inviato automaticamente all'MCU. Non dimenticare di scollegare il cavo USB prima del passaggio successivo.

Passaggio 2: assemblaggio dello strumento

Il set X-NUCLEO-53L1A1 contiene una scheda shield compatibile con arduino con un sensore di portata e altri due sensori su schede satellite, che possono essere collegate allo shield come secondo strato. Userò solo i sensori principale e sinistro e il sinistro dovrebbe essere orientato orizzontalmente. La scheda satellite è collegata con un connettore DIP standard a 10 pin e ho usato cinque cavi pin FM come extender di connessione. I pin 2-6 (GND, VDD, bus I2C + segnale di spegnimento) è il set minimo per far funzionare il sensore. Thereminvox è uno strumento monofonico, e l'uscita audio viene eseguita con un canale di MCU DAC su chip. Il DAC è comunicato internamente all'amplificatore operazionale su chip. Il pin di uscita dell'amplificatore è PB0, che è collegato al pin 34 del connettore della scheda MCU CN7. Il pezzo successivo è un cavo mini jack, che ho tagliato in due parti, quindi ho saldato entrambi i canali audio L e R a un connettore femmina a pin singolo e il pin di terra a un altro. Ora puoi collegare il minijack a un altoparlante e alimentare il dispositivo con il cavo USB.

Passaggio 3: musica

Lo strumento produce un'onda sinusoidale monotono nell'intervallo 20-1200Hz La distanza tra i musicisti mano sinistra e il sensore controlla la frequenza, l'altezza della mano destra controlla il volume dell'onda. Purtroppo, non sono affatto un musicista, e non posso riprodurre qualsiasi musica come faceva Leon Theremin. Posso solo dimostrare come funziona lo strumento.

Passaggio 4: codici sorgente

Sono pubblicati su github: https://github.com/elmot/l4-thereminvox Ho usato CLion IDE (scriverlo è il mio lavoro), set di strumenti gcc, generatore di codice STM32CubeMX, libreria VL53L1X da st.com.

Sentiti libero di apportare le tue modifiche, ad esempio il progetto potrebbe essere convertito in uno strumento MIDI completo. Alcuni manuali su come viene eseguita la programmazione incorporata si trovano qui: