Sirkuit Theremin Digital - Buat Musik dengan Tangan Anda

Dinamai menurut penciptanya, yang theremin berasal dari Uni Soviet pada awal 1920-an. Ini terdiri dari wadah yang dipasang dengan beberapa antena. Itu tidak memiliki keyboard untuk dimainkan, tidak ada senar seperti di gitar. Sebaliknya, theremin memanfaatkan kapasitansi tubuh manusia untuk memanipulasi volume dan nada serta sinyal musik keluaran. Operator hanya perlu melambaikan tangannya ke dekat antena untuk menghasilkan nada musik yang bervariasi!

Kontribusi Ragini Sharma

Aplikasi Awal

Aplikasi paling signifikan dari theremin telah ditemukan dalam berbagai film horor anggaran rendah yang tak terhitung jumlahnya. Suara tetesan seram yang terdengar di film-film itu selama banyak aksi sebenarnya dibuat dari perangkat theremin.

Demikian juga, Mereka juga telah digunakan di banyak konser musik pop dan rock. Meskipun theremin pertama menggunakan beberapa antena dan berbagai pipa dan sirkuit yang disetel, menggantinya dengan sirkuit terintegrasi modern membuat pekerjaan menjadi lebih sederhana secara drastis.

Berapa biayanya?

Dalam posting ini, kita akan mempelajari pengembangan theremin langsung dengan komponen yang mungkin bernilai kurang dari $ 5. Penggemar elektronik yang memiliki kotak sampah yang penuh dengan komponen mungkin berhasil menyelesaikan pekerjaan dengan biaya yang mungkin lebih rendah.

Theremin mudah disatukan dan diterapkan, bahkan oleh individu yang tidak memiliki kualifikasi musik. Selain itu, theremin bisa menjadi banyak kesenangan, terutama pada perayaan Halloween!

Di sirkuit ini, pipa dan sirkuit LC sebenarnya diubah dengan beberapa IC murah dan tersedia, untuk menghasilkan Theremin Digital yang diusulkan.

Memahami Diagram Blok

Diagram blok rangkaian dapat ditemukan di bawah ini pada Gambar 1.

Theremin bekerja dengan satu set dua osilator frekuensi tinggi untuk berfungsi. Salah satu osilator ini berfungsi dengan frekuensi konstan, sedangkan yang lainnya adalah variabel melalui kapasitansi tubuh operator.

Frekuensi yang dihasilkan dari dua osilator digabungkan melalui rangkaian eksklusif yang disebut modulator seimbang.

Modulator yang diseimbangkan melemahkan sinyal awal dan menghasilkan transmisi rumit yang mencakup frekuensi penjumlahan dan perbedaan dalam dua masukan.

Ketika satu osilator tertentu bekerja pada 100 kHz dan yang kedua pada 101 kHz, kita akan mendapatkan keluaran yang merupakan sepasang frekuensi pada 201 kHz dan 1 kHz.

Karena jangkauan yang lebih tinggi dari kemampuan mendengar manusia dibatasi paling banyak 20 kHz atau lebih, hanya perbedaan frekuensi 1 kHz yang dapat didengar karena pengaruh modulator yang seimbang yang disambungkan sebelum amplifier audio.

Bagaimana Sirkuit Bekerja

Gambar skema untuk Digital Theremin kami ditunjukkan pada gambar di atas.

U1 dapat berupa inverter hex CD4069 atau 74C04, digunakan seperti osilator frekuensi konstan yang ditetapkan sekitar 100 kHz.

IC U2 mencakup osilator frekuensi variabel dan modulator seimbang untuk menyelesaikan bagian rangkaian yang tersisa.

CD4046 adalah konfigurasi fase-terkunci-loop dan pada awalnya dibuat untuk aplikasi jenis pengali frekuensi. Namun, komponennya memenuhi persyaratan kami dengan sempurna.

R3, R4. dan C2 menetapkan frekuensi tengah dari chip osilator internal. Antena menciptakan kapasitansi paralel bersama dengan C2, yang memungkinkan frekuensi berubah beberapa kilohertz ketika tangan manusia mendekati antena.

Resitor kontrol ZERO yang diimplementasikan oleh R4, memungkinkan osilator variabel dipasang pada frekuensi yang sama dengan osilator tetap.

Jika perbedaan frekuensi di bawah 15 Hz, itu di bawah ambang batas frekuensi yang lebih rendah dari jangkauan pendengaran kita.

Dengan mengutak-atik dua osilator untuk frekuensi yang sama, Theremin tetap tidak bersuara sampai operator atau pemain menggerakkan tangannya ke dekat antena.

Frekuensi yang dibuat oleh dua osilator digabungkan oleh gerbang OR eksklusif di dalam IC 4046.

Gerbang ini bekerja seperti modulator imbang digital, yang menciptakan frekuensi penjumlahan dan perbedaan seperti yang telah dibahas sebelumnya. Output gerbang OR kemudian AC digabungkan melalui C3 dengan resistor kontrol LEVEL R5 dan jack output untuk integrasi cepat dengan penguat audio eksternal. Baterai 9 V PP3 dapat digunakan untuk menyalakan sirkuit.

Desain PCB

Ini adalah sirkuit sederhana dan dapat dirakit dengan PCB 2x2-in. Tata letak track untuk papan sirkuit tercetak Theremin seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Satu aspek penting adalah bahwa Theremin harus dipasang ke dalam wadah logam saja, karena logam tersebut membentuk perisai yang sangat menghilangkan potensi osilator untuk berubah frekuensi.

Memiliki casing logam memungkinkan terminasi jauh lebih sederhana untuk dikalibrasi.

C1 dan C2 keduanya harus berupa kapasitor mika perak untuk hasil yang optimal, idealnya dengan toleransi ± 5 persen.

Karena kedua chip adalah CMOS, sangat disarankan untuk menggunakan soket IC. Selain itu, tata letak dan perakitan papan tidak kritis.

Setelah proyek selesai, kita harus bekerja dengan memasang antena dan memasangnya ke papan.

Karena antena dilindungi dengan lapisan krom yang halus, tidak mungkin menyolder kabel secara efektif ke antena sendiri. Cukup sambungkan sepotong kecil kabel ke salah satu ring dan pasang ke 2-56 sekrup mesin dan antena baut (lihat Gambar 5).

Kalibrasi dan Pengujian

Setelah menyelesaikan perakitan, periksa Theremin dengan cermat apakah ada cacat pada interkoneksi, sambungan solder yang lemah, dan kemungkinan masalah lainnya. Jika semuanya terlihat sempurna, hubungkan Theremin dengan kabel ke amplifier audio, tambahkan baterai ke perangkat, dan nyalakan.

Tingkatkan volume secara perlahan dan bertahap dengan kontrol LEVEL. Jika semuanya bekerja dengan baik, Anda mungkin cukup mendengar pekikan bernada tinggi. Sekarang, melambaikan tangan ke dekat antena akan menyebabkan nada suara meningkat. Coba tambah panjang antena hingga kapasitas penuhnya dan sesuaikan kenop kontrol ZERO untuk mengidentifikasi sweet spot di mana zona mati atau titik nol terlihat sampai tentu saja tangan Anda didekatkan ke antena.

Memecahkan Masalah Sirkuit

Jika jeritan gagal mencapai tempat yang disetel, coba persingkat antena beberapa inci dan coba lagi.

Setelah pengaturan diterapkan secara akurat, Theremin harus tetap tidak bersuara sampai operator melambaikan tangannya dalam beberapa inci dari antena.

Anda mungkin menemukan banyak aspek yang mempengaruhi kapasitansi tubuh manusia, dan semua ini dapat mempengaruhi tingkat efisiensi Theremin.

Aspek seperti panjang antena, kelembapan udara, ukuran, dan kostum operator, dan ketahanan sol sepatu ke tanah semuanya dapat mempengaruhi untuk menjamin perubahan dalam penyesuaian kontrol ZERO.

Melalui beberapa latihan, kontrol ZERO dapat diatur dengan tepat dalam hitungan detik.

Terakhir, Theremin harus ditawarkan beberapa menit untuk menjadi stabil, karena variasi suhu, segera setelah tegangan suplai pertama kali dinyalakan.

Ketika Theremin diberi energi dan segera dimatikan, kemungkinan akan menyebabkan penyetelan melayang dan menuntut kalibrasi ulang berulang kali.

Solusi yang paling efektif adalah dengan menyalakan daya menggunakan kontrol LEVEL sepenuhnya, dan memberikan Theremin beberapa menit atau lebih untuk pemanasan sebelum mengkalibrasi kontrol ZERO.

Kesimpulan

Theremin bekerja secara alami dan dengan efek audio khusus.

Pedal volume memungkinkan Anda menghadirkan dinamika dan memperkenalkan fadeout, dan hampir semua perangkat ground untuk gitaris atau synthesizer dapat mengubah beberapa elemen kualitas suara.

Suara halus dari Theremin bekerja dengan sangat baik menggunakan peningkatan gema dan penundaan.

Terlepas dari apakah Theremin digunakan seperti generator efek khusus untuk grup rock atau organisasi bioskop, atau hanya untuk memperkaya perayaan Halloween Anda di masa depan, Anda akan menemukan bahwa gadget ini dapat memberi Anda banyak efek suara yang tidak biasa dengan biaya yang sangat sederhana. waktu atau uang.

Theremin tidak hanya menarik dan informatif, tetapi juga sangat menyenangkan!

Daftar bagian

C1, C2 - 51pF, kapasitor mika perak
C3 - 1nF, kapasitor elektrolitik 25-WVDC
C4 - 220pF, kapasitor elektrolitik 25-WVDC
R1 - 1M, 1/4 -watt. Resistor 5%
R2, R3 -100k, 1/4 -watt, resistor 5%
R4 -10k, potensiometer linier
R5 -10k, potensiometer audio
R6 - 47-ohm, 1/4 -watt, resistor 5%
U1 - IC 4069 atau IC 74C04 CMOS hex inverter / buffer, sirkuit terintegrasi
U2 - IC 4046 loop fase terkunci, sirkuit terintegrasi

BAGIAN DAN BAHAN TAMBAHAN
Bahan sirkuit atau perfboard yang dicetak, casing aluminium antena pengganti untuk keperluan umum, soket IC, transistor 9 volt - baterai radio, klip baterai 9 volt, kabel, solder, perangkat keras, larutan etsa (jika perlu), dll.