מעגל תרמין דיגיטלי - צרו מוזיקה בידיים

נקרא על שם יוצרו, התרמין מקורו בברית המועצות בראשית שנות העשרים. זה כולל מיכל המותקן עם כמה אנטנות. לא היה לה שום מקלדת לנגן, ללא מיתרים כמו בגיטרות. במקום זאת, התרמין השתמש בקיבול גוף האדם כדי לתפעל את עוצמת הקול ואת המגרש ואת האות המוזיקלי המוצא. המפעיל היה פשוט צריך להניף את זרועותיו קרוב לאנטנות כדי ליצור טון מוזיקלי משתנה בהתאם!

תרם רגיני שארמה

יישומים מוקדמים

היישום המשמעותי ביותר של ה- theremin היה במגוון לא מסופר של סרטי אימה בתקציב נמוך. רעשי הגלידה המפחידים שנשמעו באותם סרטים במהלך פעולות רבות נוצרו למעשה ממכשיר של תרמין.

כמו כן, הם שימשו גם בקונצרטים רבים של מוזיקת ​​פופ ורוק. אף על פי שהתרמין הראשון עשה שימוש בכמה אנטנות ובמגוון צינורות ומעגלים מכוונים, החלפתם במעגלים משולבים מודרניים הופכת את העבודה לפשוטה ביותר.

כמה זה יעלה?

בפוסט זה נלמד פיתוח של תרמין פשוט עם רכיבים ששווים פחות מ- $ 5. חובבי אלקטרונים שיש להם ארגז זבל מלא ברכיבים עשויים להצליח לבצע את העבודה במחיר נמוך יותר.

התרמין מורכב ומושם ללא מאמץ, אפילו על ידי אנשים ללא כישורים מוסיקליים. נוסף על כך, התרגיל יכול להיות המון הנאה, במיוחד בחגיגות ליל כל הקדושים!

במעגל זה, הצינורות ומעגלי ה- LC מוחלפים למעשה עם כמה ICs בעלות נמוכה וזמינה, כדי ליצור את התרמין הדיגיטלי המוצע.

הבנת דיאגרמת החסימה

תרשים בלוקים של המעגל ניתן למצוא בהמשך באיור 1.

התרמין עובד עם סט של שני מתנדים בתדירות גבוהה לתפקוד. אחת מתפקודי המתנדים הללו בתדירות קבועה, ואילו השנייה משתנה באמצעות קיבול הגוף של המפעיל.

התדר שנוצר משני המתנדים משולב באמצעות מעגל בלעדי הנקרא מודולטור מאוזן.

המאפנן המאוזן מחליש את האותות הראשוניים ויוצר שידור מסובך הכולל את סכומי התדרים וההפרש בשני הקלטים.

כאשר מתנד מסוים אחד מופיע ב 100 קילוהרץ והשני ב 101 קילוהרץ, נקבל פלט המהווה זוג תדרים ב 201 קילוהרץ ו 1 קילוהרץ.

מכיוון שהטווח הגבוה יותר של יכולת השמיעה האנושית מוגבל ל -20 קילוהרץ לכל היותר, רק תדר ההפרש של 1 קילוהרץ יהיה בר-כוח בגלל ההשפעה של המאפנן המאוזן המחובר לפני מגבר שמע.

איך עובד המעגל

התמונה הסכימטית של התרמין הדיגיטלי שלנו מוצגת באיור לעיל.

U1 יכול להיות מהפך משושה CD4069 או 74C04, והוא משמש כמו מתנד בתדרים קבועים הקבוע סביב 100 קילוהרץ.

IC U2 כולל מתנד בתדרים משתנים ומוונן מאוזן כדי להשיג את החלק שנותר במעגל.

ה- CD4046 הוא תצורת לולאת נעילה שלב ונוצר בתחילה עבור יישומים מסוג מכפיל תדרים. עם זאת, מרכיביו ממלאים את דרישותינו ללא רבב.

R3, R4. ו- C2 קובעים את תדר המרכזי של שבב המתנד המובנה. האנטנה יוצרת קיבול מקביל יחד עם C2, המאפשר לשנות את התדר לקילוהרץ רבים כאשר יד אנושית מתקרבת לאנטנה.

מהדק הבקרה ZERO המיושם על ידי R4, מאפשר לתקן את המתנד המשתנה בתדר זהה השווה למתנד הקבוע.

אם תדירות ההפרש נמוכה מ- 15 הרץ, היא נמצאת מתחת לסף התדרים התחתון של טווח השמיעה שלנו.

על ידי כוונון שני המתנדים בתדירות זהה, התרמין נשאר מושתק עד שהמפעיל או המבצע יניעו את ידו קרוב לאנטנה.

התדרים שנוצרו על ידי שני המתנדים משולבים על ידי שער OR בלעדי בתוך IC 4046.

שער זה פועל כמו מודולטור מאוזן דיגיטלי, שיוצר את תדירות הסכום וההפרש כפי שפורט לעיל. לאחר מכן יציאת שער ה- OR מחוברת ל- AC באמצעות C3 עם נגד בקרת LEVEL R5 ושקע יציאה לשילוב מהיר עם מגבר שמע חיצוני. ניתן להשתמש בסוללת PP3 9 V להפעלת המעגל.

עיצובים PCB

זהו מעגל פשוט וניתן להרכיבו עם PCB 2x2. מתווה מסלול עבור המעגל המודפס של תרמין כמוצג באיור להלן:

היבט חשוב אחד הוא שיש להרכיב את התרמין למארז מתכת בלבד, מכיוון שהמתכת מהווה מגן שמבטל מאוד את פוטנציאל השינויים בתדרים בתנודות.

היותו של מארז המתכת מאפשר לכייל אותו הרבה יותר פשוט.

C1 ו- C2 שניהם צריכים להיות קבלים של נציץ כסף לקבלת תוצאות אופטימליות, באופן אידיאלי עם סובלנות של ± 5 אחוזים.

מכיוון ששני השבבים הם CMOS, מומלץ מאוד לשלב שקעי IC. מלבד זאת, פריסת הלוח והרכבתו אינם ביקורתיים.

לאחר סיום הפרויקט, עלינו לעבוד עם התקנת האנטנה וחיבורה ללוח.

מכיוון שהאנטנה מוגנת בציפוי כרום עדין, לא ניתן להלחין חוט בצורה יעילה לאנטנה בפני עצמה. פשוט חבר חתיכת חוט קטנה לאחד מכבסי הכביסה והצמד אותה לאנטנה בורג מכונה 2-56 (ראה איור 5).

כיול ובדיקה

עם סיום ההרכבה, בדוק היטב את תרמין אם יש פגמים בקשרים ההדדית, במפרקי הלחמה חלשים ובעיות אפשריות אחרות. אם הכל נראה מושלם, חבר את ה- Theremin עם כבל למגבר שמע, הוסף סוללה למכשיר והפעל אותו.

הגדל את עוצמת הקול לאט ובהדרגה באמצעות שליטת LEVEL. אם הכל עובד כהלכה, אתה עלול להיות מוצלח לשמוע צווחה גבוהה. כעת, נופף בידך קרוב לאנטנה אמור לגרום לגובה הצליל להתגבר. נסה להגדיל את אורך האנטנה למלוא יכולתו ולכוון את כפתור הבקרה ZERO לזיהוי נקודה מתוקה בה מבחינים באזור מת או נקודת אפס עד שכמובן מביאים את ידך ליד האנטנה.

פתרון בעיות במעגל

אם הצווחה לא מצליחה להגיע למקום מכוון כלשהו, ​​נסה לקצר את האנטנה בכמה סנטימטרים ולנסות שוב.

ברגע שההגדרה מיושמת בצורה מדויקת, על התרמין להמשיך להשתיק עד שהמפעיל מנופף בידיו במרחק של כמה סנטימטרים מהאנטנה.

יתכן שתיתקל בהיבטים רבים המשפיעים על קיבולת גוף האדם, וכל אלה עלולים להשפיע על רמת היעילות של תרמין.

היבטים כמו אורך האנטנה, לחות האוויר, הגודל ותלבושת המפעיל והתנגדות סוליית הנעליים לקרקע עשויים להשפיע כל כך על מנת להצדיק שינוי בהתאמות ה- ZERO.

באמצעות תרגול כלשהו, ​​ניתן לקבוע את שליטת ה- ZERO כראוי תוך מספר שניות.

לבסוף, יש להציע ל- Theremin כמה דקות כדי להיות יציבות, בגלל שינויי טמפרטורה, זמן קצר לאחר הפעלת מתח האספקה.

כאשר התרמין מואץ ומיד מאופס, זה ככל הנראה יגרום לכוונון להיסחף וידרוש כיול מחדש שוב ושוב.

התרופה היעילה ביותר תהיה להפעיל את המתח באמצעות בקרת LEVEL לחלוטין, ולספק ל- Theremin מספר דקות בערך להתחמם לפני כיול בקרת ה- ZERO.

סיכום

התרמין עובד באופן טבעי ועם אפקטים קוליים מיוחדים.

דוושת עוצמת קול מאפשרת לך להביא דינמיקה ולהציג דהייה, וכמעט כל מכשיר הקרקע לגיטריסטים או לסינתיסייזרים עשוי לשנות כמה אלמנטים באיכות הצליל.

הצליל האתרי של התרמין מופיע בצורה נפלאה באמצעות שיפורי הד ועיכוב.

לא משנה אם התרמין מועסק כמייצר אפקטים מיוחדים עבור קבוצות רוק או ארגוני קולנוע, או פשוט כדי להעשיר את חגיגת ליל כל הקדושים העתידית שלך, תגלה שהגאדג'ט הזה יכול לספק לך הרבה אפקטים קוליים לא שגרתיים תוך שימוש בהוצאה צנועה להפליא של זמן או כסף.

לא רק שהתרמין מרתק ואינפורמטיבי, הוא למעשה כיף גדול!

רשימת חלקים

C1, C2 - 51pF, קבלים נציצים מכסף
C3 - 1nF, קבל אלקטרוליטי 25-WVDC
C4 - 220pF, קבלים אלקטרוליטיים 25-WVDC
R1 - 1M, 1/4 וואט. נגד 5%
R2, R3 -100k, 1/4 וואט, 5% נגד
R4 -10k, פוטנציומטר ליניארי
R5 -10k, פוטנציומטר שמע
R6 - נגד 47 אוהם, 1/4 וואט, 5%
U1 - IC 4069 או IC 74C04 מהפך / מאגר משושה CMOS, מעגל משולב
U2 - לולאה נעולה פאזה IC 4046, מעגל משולב

חלקים וחומרים נוספים
מודפסים - מעגלי מעגל או לוח פרפלט, מארז אלומיניום חלופי לאנטרנט כללי, שקעי IC, סוללת רדיו טרנזיסטור 9 וולט, קליפ סוללה 9 וולט, חוט, הלחמה, חומרה, פתרון תחריט (במידת הצורך) וכו '.