Sonar MIDI "Theremin": 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Es tracta d’un instrument musical que utilitza dos sensors de distància sonar per controlar l’altura i la qualitat de les notes. No és un Theremin, per descomptat, però "Theremin" s'ha convertit en el terme genèric per als instruments que es toquen agitant les mans.

Té un sintetitzador MIDI incorporat, amplificador i altaveus. Les notes musicals són produïdes per un xip MIDI, el VS1053, que té 127 veus (és a dir, instruments presumptament diferents). Té un alt grau de polifonia (fins a 64) pel que pot tocar notes o acords individuals.

La mà dreta controla la nota que s'està reproduint. En mode "discret", l'espai de la dreta es divideix en "contenidors". Quan la mà entra a la paperera, s'inicia la nota d'aquest contenidor. Quan deixeu la paperera, la nota pot parar-se (per exemple, un orgue) o morir de forma natural (per exemple, un piano).

En mode "continu", l'espai de la dreta determina un to variable contínuament, com el Theremin original. La nota comença quan la mà entra a l’espai i s’atura quan surti de l’espai.

La mà esquerra controla la qualitat de la nota que s'està reproduint. Pot controlar el volum, tremolo, vibrato, pitch-bend, reverb, etc.

Una petita pantalla LCD té un menú que us permet seleccionar l'instrument actual, la funció de la mà esquerra, l'escala (o "tecla") de la mà dreta, el vibrato, el tremolo, etc. Podeu desar i carregar diferents configuracions "i canvieu entre ells ràpidament durant una representació.

Tot l'instrument MIDI "Theremin" funciona de manera autònoma amb el seu propi altaveu i bateria recarregable.

Si voleu copiar la meva versió, necessitareu un Arduino Nano (1,50 £), un mòdul VS1053 (4,50 £), una pantalla LCD ST7735 de 1,44 (3,50 £), dos mòduls HC-SR04 (1 £ cadascun) i algunes resistències. També necessitareu uns altaveus alimentats i potser una cèl·lula de liti i una font d'alimentació, però els detalls dependran de com decidiu construir-lo. Tinc tots aquests extres de vendes de botigues de carro i botigues de caritat. Necessitaré la parafernàlia habitual del taller electrònic.

Pas 1: controlar el VS1053

Vaig triar el mòdul VS1053 que es mostra a la imatge. (Tingueu en compte els dos reguladors SOT223, els dos endolls de presa i la posició del connector.) Cerqueu a eBay, Alibaba o el vostre proveïdor preferit un mòdul VS1053 que sembli així. Estan disponibles a Aliexpress aquí i aquí.

El vaig comprar fa un parell d'anys i sembla que ja no està disponible a eBay, només a Alibaba. Ja hi ha disponible una versió de PCB vermella a eBay. Sembla que és funcionalment idèntic, però el pinout és diferent, de manera que haureu d’ajustar els esquemes i els dissenys. No ho he provat. A la discussió (a continuació) podeu trobar instruccions sobre com afegir una resistència al PCB vermell per habilitar el MIDI "en directe". O podeu enviar comandes addicionals durant la configuració per habilitar-la.

El VS1053 és un xip fi però força complicat. Només en faig servir la part MIDI. És possible controlar el VS1053 mitjançant una interfície sèrie, però estic fent servir el bus SPI, ja que és més convenient amb un Arduino Nano. Qualsevol octet que envieu a través del bus SPI es tracta com una ordre MIDI.

Trobareu llistes d’ordres MIDI al web. El VS1053 respon a alguns, però no a tots. El programa Miditheremin0.exe mostra els que sé que funcionen.

Podeu descarregar el full de dades VS1053 des del web. És un document enorme i és difícil. La secció "8.9 Formats MIDI compatibles" és gairebé tot el que diu sobre MIDI. La secció "10.10 MIDI en temps real" parla sobre l'ús de GPIO0 i GPIO1 per habilitar MIDI, però la placa que tinc no requereix cap habilitació especial. També podeu descarregar una llista de missatges MIDI (no tots són compatibles amb el VS1053).

Connecteu el mòdul VS1053 a un Arduino Nano com es mostra i pengeu el fitxer INO a l’Arduino. He utilitzat una placa de soldadura sense soldadura. En aquest moment no en tinc cap foto, però es pot veure la taula amb altres components en un pas següent.

L'esbós INO rep un byte del PC a través de la línia sèrie i envia el byte al VS1053. És un programa molt senzill que us permet provar el VS1053. Connecteu la presa de la presa de sortida als auriculars o a un altaveu de l'ordinador.

El programa Windows Miditheremin0.exe (descarregueu Step1.zip des de github) envia ordres al VS1053. Feu clic al botó "90 notes vel" per reproduir una nota. O podeu escriure el vostre propi programa de Windows. O utilitzeu un dels molts programes de terminal disponibles al web.

El mòdul VS1053 té els pins següents:

• el bus SPI té els habituals MISO, MOSI i SCLK
• si XRST és baix, el xip es reinicia
• XDCS no fa res en mode SPI, així que lligueu-lo a XCS
• XCS és Chip Select
• DREQ us indica quan el xip està preparat per a una nova ordre.

XCS s'hauria de definir baix mentre envieu un byte; després alt. D’aquesta manera, esteu segur que heu sincronitzat el primer bit de cada byte. La lectura de DREQ us indica que el xip està preparat per rebre una nova ordre.

Després que l'Arduino enviï un byte, ha d'enviar un byte fictici per canviar el rellotge i permetre que el VS1053 torni a enviar un byte en resposta. La funció SPItransfer () us mostra com fer-ho.

El mòdul vermell disponible a eBay inclou una ranura per a targetes SD, de manera que té un parell de pins addicionals. No els feu cas.

Ara esteu segurs que podeu fer que el VS1053 funcioni, el convertirem en un instrument musical més.

Pas 2: utilitzar els sonars

Connecteu els mòduls HC-SR04 a l'Arduino Nano tal com es mostra i pengeu el fitxer INO a l'Arduino.

Fixeu-vos en l’esquema que DC3, el condensador de desacoblament dels mòduls HC-SR04, s’hauria de connectar a prop dels mòduls HC-SR04. Prenen força corrent quan transmeten quin DC3 ajuda a subministrar.

En aquesta etapa del projecte, el PC amb Windows encara envia ordres al VS1053, però el VS1053 també està controlat pels sensors de sonar HC-SR04 (descarregueu Step2.zip des de github).

Totes les noves ordres comencen amb 0xFF i són interpretades per l'esbós d'Arduino (en lloc d'enviar-les directament al VS1053). Els bytes que no són de "comandament FF" s'envien al VS1053.

Hi ha ordres per canviar l'instrument, canviar l'escala, afegir vibrato i tremolo, etc. El programa es pot executar en mode "discret" on hi ha notes separades (com un piano) o en mode "continu" on hi ha una sola nota inclinat cap amunt i cap avall (com un teremin).

Fa força bé tot el que farà l'instrument final, però està controlat per un PC.

El sensor de sonar HC-SR04 dret selecciona el to de nota que es reprodueix. En mode "discret", l'espai de la dreta es divideix en "contenidors". Quan la mà entra a la paperera, s'inicia la nota d'aquest contenidor. En sortir de la paperera, la nota pot parar-se (per exemple, un orgue) o morir de forma natural (per exemple, un piano). A mesura que la mà entra a la paperera, la paperera s’expandeix lleugerament de manera que no quedi nerviós a la vora.

La funció GetSonar () retorna el temps trigat fins al primer eco. Ignora els ecos molt ràpids (durada <10) que de vegades informa l'HC-SR04. Si maxDuration no ha rebut cap eco, retorna maxDuration. La durada no es mesura en cap unitat concreta: només és un nombre.

En mode discret, la durada es filtra primer per eliminar els abandonaments ocasionals (quan no es rep eco). Es suposa que la mà només és present després de rebre 10 mostres de duració màxima. A continuació, es filtra la durada mitjançant un filtre mitjà. Els filtres medians són bons per eliminar el soroll "impulsiu" (és a dir, pics ocasionals). La durada filtrada s’utilitza per seleccionar una paperera.

En mode continu, la durada es torna a filtrar per eliminar els abandonaments ocasionals. Després es suavitza mitjançant un filtre exponencial. La durada filtrada s'utilitza per establir la freqüència de la nota mitjançant "pitch bend".

Pas 3: afegir una pantalla

La pantalla és una pantalla TFT LCD a color de 1,44 polzades amb un controlador ST7735, 128x128 píxels. Hi ha moltes pantalles disponibles a eBay, per exemple, és possible que preferiu desenvolupar el vostre instrument amb una pantalla tàctil més gran. No utilitzaria el ST7735 controlador i volia provar-ho.

Vaig obtenir la meva d'aquest proveïdor. El mateix mòdul es ven àmpliament a eBay; només cal obtenir-ne un que tingui el mateix aspecte que la foto.

La pantalla LCD té els pins següents:

• Terra GND
• VCC 3.3V
• SCL SPI bus SCLK
• SDA SPI bus MOSI d'Arduino
• Restabliment de RES
• Dades / comandament de CC
• Selecció de xip CS
• Llum de fons BL

El mòdul funciona amb 3,3 V, de manera que no hauríeu de connectar-lo directament al vostre Arduino de 5 V. He utilitzat resistències de 1 k per baixar el voltatge. No és una bona pràctica (en general, s’hauria d’utilitzar un divisor de potencial o un xip caigut de tensió), però funciona perfectament en aquest circuit. Jo feia mandra.

La pantalla funciona amb els 3,3 V proporcionats per l’Arduino. El regulador Arduino sembla prou feliç.

Adafruit publica amablement una biblioteca ST7735 i hi ha diverses biblioteques disponibles a Github i a altres llocs. N’he provat alguns i no m’ha agradat cap. Alguns simplement no funcionaven i tots eren enormes. Escriviu un esbós d’Arduino que dibuixi una línia i una mica de text i trobareu la vostra memòria si el 75% està ple. Així que vaig escriure la meva pròpia biblioteca.

Es pot descarregar la biblioteca SimpleST7735 (descarregueu Step3.zip des de github).

Té un conjunt estàndard d’ordres de dibuix molt similars a totes aquestes biblioteques.

Algunes de les biblioteques "ràpides" que podeu descarregar utilitzen bucles de sincronització especials i es molesten quan s'utilitzen altres dispositius, potser més lents, al mateix bus. SimpleST7735 s’escriu en C en lloc d’un assemblador, de manera que no és tan ràpid com podria ser, però és molt més portàtil i comparteix educadament el bus SPI amb altres dispositius. Es pot descarregar un programa de Windows que us permet crear els vostres propis tipus de lletra i icones.

Podeu descarregar el full de dades ST7735 des del web. Hi parles

• estableix CS baix
• estableix CC baix
• enviar un byte d’ordre
• estableix DC alt
• enviar zero o més bytes de dades
• posa CS alt

Podeu veure com ho faig a la funció spiSend_TFT_CW () de la biblioteca. Els bytes de dades poden ser una fila sencera de píxels o una configuració per a un registre de control.

La funció ST7735Begin () de la biblioteca us mostra el conjunt d’ordres d’inicialització que he triat. És possible que vulgueu canviar les ordres si trieu una pantalla ST7735 diferent (per exemple, amb més píxels) o voleu una orientació diferent. Espero que el meu codi us sigui fàcil de veure com canviar si ho necessiteu.

L'esquema mostra un botó de control "SW1" i un pedal SW2 ". El botó de control selecciona diferents" Configuracions "(vegeu el pas següent) o selecciona el mode de menú. El pedal de peu és opcional i només selecciona diferents configuracions. No ho he fet he muntat jo mateix un pedal. Les configuracions són útils durant una actuació quan es vol canviar de tecla ràpidament o canviar d’instrument.

Pas 4: el sistema de menús

Aquest esbós Arduino de Miditheremin3.ino afegeix un sistema de menú al MIDI Theremin i controla l’instrument complet final.

El MIDI Theremin sol funcionar en mode "Play". La mà dreta selecciona la nota i la mà esquerra que controlen la qualitat de la nota. La pantalla LCD mostra un teclat de piano amb la nota actual ressaltada.

Si manteniu premut el botó de control durant un segon, el programa passarà al mode "Menú". Al mode Menú, si manteniu premut el botó de control durant un segon, el programa tornarà al mode "Reprodueix".

El menú té una estructura d’arbre amb elements principals i subelements. Es ressalta l’element de menú actual: moveu la selecció amunt / avall mitjançant el sonar de l’esquerra. Els submenús d'un element major només s'amplien quan l'element principal està seleccionat.

Després d'haver triat un submenú, quan feu clic al botó, es ressalta el valor d'aquest element. Ara la mà esquerra augmenta o disminueix el valor. Torneu a fer clic al botó per tornar a seleccionar els submenús.

En mode discret, l'arbre del menú és

• Instrument

  • 0: Piano de cua
  • Intercanviar mans: normal
• Mà dreta

  Mode: discret

• Mà esquerra
  • Mode: Vibrato
  • Profunditat màxima: 10
• Escala
  • Escala: Heptatònica major
  • Octaves: 2
  • Nota més baixa: 60 C

• Acord

  • Acord: tríada major
  • Inversió: 0
  • Polifonia: 1

• Tremolo

  • Mida: 20
  • Període: 10

• Vibrato

  • Mida: 20
  • Període: 10

L'instrument pot ser "piano de cua", "òrgan de l'església", "violí", etc. Hi ha 127 instruments al VS1053, molts dels quals sonen idèntics i molts són ximples com "trets". El submenú Intercanvia mans permet canviar les funcions de les mans esquerra i dreta: potser ho preferiu d’aquesta manera o bé voleu que els altaveus s’enfrontin al públic.

La mà dreta pot ser "discreta" o "contínua". Vegeu a continuació el menú "continu".

La mà esquerra pot controlar "Volum", "Tremolo", "Vibrato", "PitchBendUp", "PitchBendDown", "Reverb", "Polyphony" o "ChordSize".

El "volum" és evident. "Tremolo" és una variació ràpida de volum; la mà esquerra controla la mida de la variació; el període el defineix un element de menú diferent. "Vibrato" és una variació ràpida del to; la mà esquerra controla la mida de la variació; el període el defineix un element de menú diferent. "PitchBendUp" i "PitchBendDown" alteren el to de la nota que s'està reproduint; la mà esquerra controla la mida del revolt. "Reverb" no és gaire impressionant al VS1053; la mà esquerra controla la mida de la reverb. "Polifonia" controla quantes notes es reprodueixen alhora fins al màxim establert pel menú Polifonia (vegeu més avall). "ChordSize" significa que la mà esquerra controla quantes notes d'un acord (vegeu més avall) es toquen.

A la música, una "escala" o "tecla" és el subconjunt de notes que utilitzeu. Per exemple, si us restringiu a l’escala heptatònica de Do major, tocaríeu només les notes blanques del piano. Si trieu C # Major Pentatonic, només faríeu servir les notes negres (per exemple, per a cançons populars escoceses).

El menú Escala tria amb quines notes correspon l'espai de la dreta i quantes octaves cobreix l'espai de la dreta. Per tant, si escolliu 1 octava d’E mi major, l’espai de la mà dreta es divideix en 8 contenidors amb E al to més baix i E una octava superior al to més alt.

El menú Escala us permet escollir moltes escales inusuals de "música no occidental", però suposa que totes les notes provenen del teclat uniforme; així funciona el MIDI i no podeu especificar fàcilment la freqüència d'una nota. Per tant, si volguéssiu, per exemple, l’escala de tons quarts àrabs, tindríeu problemes.

El submenú Octaves us permet triar quantes octaves de l’escala voleu. I la nota més baixa diu per on comença l’escala.

Normalment quan es toca una nota, només sona aquesta nota. El menú Acords us permet tocar diverses notes alhora. Un acord de la Tríada Major significa "tocar la nota escollida més la nota quatre semitons més alta, més la nota set semitons més alta".

El submenú Inversió us proporciona inversions d’acords. Això significa que mou algunes de les notes de l'acord a una octava per sota. La primera inversió fa baixar totes les notes "extra" cap avall una octava, la segona inversió fa baixar una nota inferior cap avall, etc.

El submenú Polyphony indica quantes notes es toquen alhora; si la polifonia és 1, quan comença una nota, l'anterior s'atura; si la polifonia és més gran, es poden superposar diverses notes: proveu-ho amb l'orgue de l'església.

El menú Tremolo especifica la profunditat de qualsevol tremolo i el període del cicle de tremolo. Un període de "100" significa un cicle per segon. Si la mà esquerra controla el tremolo, s'amaga el submenú Mida.

El menú Vibrato especifica la mida de qualsevol vibrato i el període del cicle del vibrato. Si la mà esquerra controla el vibrato, s'amaga el submenú Mida.

El programa us permet desar i carregar fins a 5 configuracions diferents. Una configuració emmagatzema tots els valors que podeu establir al menú. En sortir del mode de menú, es desa la configuració actual. Les configuracions es desen a la EEPROM.

Al mode Reproducció, en fer clic al botó es canvia a la configuració següent. Si manteniu premut el botó durant un segon, apareixerà el menú. Prement el pedal també canvia a la configuració següent; el pedal no selecciona mai el menú.

En mode continu, l'arbre del menú és

• Instrument

  • 0: Piano de cua
  • Intercanviar mans: normal
• Mà dreta

  Mode: continu

• Rang

  • Nombre de semitons: 12
  • Nota central: 60 C
• Mà esquerra
  • Mode: Tremolo
  • Profunditat màxima: 10

• Tremolo

  • Mida: 20
  • Període: 10

• Vibrato

  • Mida: 20
  • Període 10

El menú Range tria quin rang de freqüències especifica la mà dreta: el nombre de semitons coberts i la nota central.

La mà esquerra només pot controlar "Volum", "Tremolo" i "Vibrato".

Pas 5: soldar-ho junts

Vaig construir el circuit sobre taulers. No puc veure el punt d’aconseguir que es faci un PCB únic amb només 4 resistències, però m’adono que a algunes persones no els agrada el tauler de fusta.

La meva disposició de taulers es mostra a la part superior. Les quatre taules - Arduino, VS1053, pantalla i taulers - formen un sandvitx. Al disseny, el contorn de l’Arduino és groc, el VS1053 és blau, la pantalla és verda i el tauler de rajos és taronja.

Les línies cian són les tires de coure del tauler: assegureu-vos que poseu trencaments on calgui. Les línies vermelles són enllaços a la part component del tauler o cables que van cap a un altre lloc.

Vaig utilitzar pins llargs per a la placa VS1053 perquè es troba per sobre de l’Arduino. Els pins als extrems extrems de la pantalla i les taules VS1053 ajuden a estabilitzar-los. Els forats de muntatge dels mòduls estan recoberts per soldar-los. Assegureu-vos que els vostres no estiguin connectats a terra; els forats de muntatge dels meus mòduls no.

Si teniu un mòdul VS1053 diferent o una pantalla diferent, podeu canviar els pins Arduino:

• D2 a D10 i A0 a A5 es poden utilitzar en qualsevol ordre que vulgueu; actualitzeu els números dels pins a prop de l'inici de l'esbós INO
• D11, D12, D13 estan dedicats a SPI i no es poden reassignar
• D0, D1 es dediquen a E / S sèrie
• A6, A7 no es poden utilitzar com a pins digitals

Els mòduls HC-SR04 es troben a 90 ° entre si connectats per un tros de tauler. El polsador està entre ells. Sens dubte, tindreu el vostre propi disseny preferit.

Si decidiu tenir un pedal, connecteu-lo mitjançant una presa de corrent.

Pas 6: afegir una font d'alimentació

Vaig mesurar el corrent total de l'Arduino, el VS1053 i el vaig mostrar com a 79 mA. Segons els fulls de dades, l'Arduino fa 20 mA, la pantalla és de 25 mA, el VS1053 és de 11 mA i l'HC-SR04 té 15 mA cadascun quan "funciona", de manera que 80 mA sembla gaire correcte.

La pantalla té 25 mA i s’alimenta de la sortida 3V3 de l’Arduino, que té una potència de 50 mA. Per tant, el circuit no hauria d’estressar el regulador 3V3 de l’Arduino.

Podem alimentar el circuit a través del pin Vin d'Arduino? No puc trobar la resposta a això en cap lloc del web. No figura a la documentació d’Arduino. El regulador de 5V incorporat dissiparà (Vin-5) * 80 mW. Quina és la seva màxima dissipació? Sembla que ningú ho sap realment. Segons el seu full de dades, el regulador NCP1117 d’un paquet SOT-223 amb un coixinet de coure mínim pot dissipar 650mW. Així doncs, per a un corrent de 80 mA,

• Vin Power
• 8V 240mW
• 9 320
• 10 400
• 11 480
• 12 560
• 13 640
• 14 720

Per estar segur, suposo que no hauríem de superar els 9V a Vin.

Una font d'alimentació externa de 5V seria molt més segura, però he utilitzat el regulador d'Arduino i està bé.

Per alimentar el circuit, vaig triar un mòdul que combina un carregador d’ions LI i un alimentador d’alimentació. Estan àmpliament disponibles a eBay o cerquen "Li Charger Boost".

El carregador utilitza un xip TC4056 que té un algorisme de corrent constant i tensió constant complicat. Quan traieu l’entrada d’alimentació USB, entra en mode d’espera amb un consum de bateria inferior a 2uA. El TC4056 té una entrada per a la detecció de temperatura, però no està disponible a la placa del mòdul (el pin està connectat a terra).

El circuit d’alimentació suposadament té un 87-91% d’eficiència en el rang normal de voltatge de la bateria amb un corrent de sortida de 50-300mA. (Jo no ho vaig mesurar jo mateix.) Això és bastant bo.

No obstant això, el seu corrent "en espera" quan elimineu la càrrega és de 0,3 mA, que és pobre. Una cèl·lula de 300 mAH es drenaria en 6 setmanes. Potser s’esgotaria fins ara la seva tensió baixaria a un nivell perjudicial.

Hi ha una sola pista que connecta la bateria a la font d'alimentació. Podeu tallar la pista fàcilment (veure foto). Soldeu un cable a la resistència gran de la part superior perquè pugueu superar el tall mitjançant un interruptor.

El dibuix actual és ara de 0,7 uA amb el tauler que he provat. Així doncs, la cèl·lula durarà 50 anys; bé, és clar que no, l’autodescàrrega d’una cèl·lula d’ions Li és al voltant del 3% al mes. El 3% al mes per a una cèl·lula de 300 mAH suposa un corrent de 13 uA. Compareu-ho amb el 300uA que necessita el circuit d’augment. Crec que val la pena apagar el circuit d’augment.

No heu d’engegar la càrrega quan la cel·la es carrega. El corrent generat per la càrrega confondrà l'algoritme de càrrega.

Per tant, necessiteu un commutador de commutació de 2 pols (per exemple, un commutador lliscant) que estigui a la posició "Encès" o "Càrrega".

Podeu ignorar el sòcol USB incorporat i soldar els cables separats del commutador i el vostre propi sòcol USB.

O podeu mantenir el sòcol incorporat i tallar la connexió entre el sòcol i el xip. El diagrama anterior mostra on cal tallar.

Connecteu la sortida de 5 V de la PSU boost al pin de 5 V de l’Arduino. La gent diu que "no ho facis: estàs passant per alt el díode de protecció d'Arduino". Però el Nano no té cap pin connectat al costat USB del díode. Simplement connecteu-vos al pin de 5 V. Quin és el pitjor que pot passar? Es perd un Nano que costa menys de 3 GBP.

El circuit d'alimentació també ha d'alimentar l'amplificador dels altaveus.

Pas 7: afegir altaveus

Volia que el MIDI Theremin fos portàtil. Ha d’incloure els seus propis altaveus i amplificadors.

Podeu construir el vostre propi amplificador o comprar un mòdul amplificador i, a continuació, comprar altaveus i posar-los en una caixa. Però, quin sentit té? Al meu tecno-midden tinc mitja dotzena d’altaveus alimentats que he comprat a les botigues benèfiques i les vendes de maleters de cotxes, per menys d’1 GBP cadascun.

Els altaveus de color blau pàl·lid només utilitzen 30 mA a 5 V però tenen una resposta de greus deficient. La ràdio negra té una forma agradable: puc imaginar que s’adapten els mòduls HC-SR04 a les cantonades i la pantalla a la superfície superior. Els de "panell pla" gris s'alimenten d'una presa USB que és ideal.

Amb una mica de cerca, hauríeu de trobar altaveus alimentats que ja tinguin bon cas. Assegureu-vos que funcionaran a la tensió de la font d'alimentació. Si funciona amb quatre cel·les AA, probablement funcionarà bé a 5V.

Però vaig aprofundir més en el tecno-midden i vaig trobar una estació d'acoblament molt agradable que vaig aconseguir en una parada de "tot per 0,50 GBP". Havia perdut el carregador i el comandament a distància IR, però funciona bé.

Si esteu decidit a crear els vostres propis altaveus alimentats, aquí teniu una bona instrucció. O cerqueu instruccions per a PAM8403 o Amplificador.

Pas 8: estació d'acoblament

Es tracta d’una estació d’acoblament portàtil Logitech molt agradable. És poc probable que obtingueu el mateix, però els principis constructius seran similars.

L'estació d'acoblament inclou la seva pròpia cèl·lula recarregable de ions de Li i PSU boost. (Si el vostre no construeix la PSU descrita anteriorment i salteu els paràgrafs següents).

Si el vostre amplificador té una cèl·lula d’ions Li, probablement tingui una font d’alimentació impulsora. (El voltatge d'una sola cèl·lula de ions de Li és incomodablement baix, de manera que cal augmentar-lo).

En primer lloc, cerqueu les connexions de l'alimentació amb l'amplificador. La font d'alimentació tindrà grans condensadors de suavitzat: vegeu la foto del PCB brossa. Mesureu el voltatge a les pastilles de soldadura que hi ha a la part inferior. El coixinet negatiu ha de ser el coixinet "terra" del circuit. Si el pcb s'ha omplert d'inundació, es quedarà a terra. O el terreny pot ser una pista gruixuda que va a molts llocs del tauler.

És possible que hi hagi grans condensadors a l’etapa de sortida de l’amplificador; aquesta és la manera antiga de fer-ho. Mesureu el voltatge a través d’ells mentre funciona. Probablement variarà segons la música i pot arribar a tenir una mitjana de la meitat del voltatge dels condensadors d’alimentació. Aquests són els condensadors equivocats: voleu els de la PSU.

És molt poc probable que la placa tingui potència positiva i negativa (els grans amplificadors de potència estèreo sí, però no n’he vist mai cap de lleuger). Assegureu-vos que realment heu triat el poder positiu i el terreny.

L’estació d’acoblament Logitech que estic utilitzant té un circuit digital complicat i l’amplificador analògic. Si el vostre és així, tindrà condensadors de suavitzat per a 5V o 3.3V més potser 9V per a l'amplificador. Mesureu les tensions de tots els condensadors grans i trieu la tensió més gran.

Assegureu-vos que el voltatge de la connexió d’alimentació que heu triat depèn de l’interruptor d’encesa / apagada. (Quan apagueu l’interruptor, el voltatge pot trigar una mica a baixar mentre es buida el condensador.)

Soldeu els cables a qualsevol cosa que hàgiu triat com a font d'energia. L’estació d’acoblament Logitech produeix uns 9V que es connectaran bé al pin Vin de l’Arduino.

Els altaveus o l'estació d'acoblament alimentats haurien de tenir una presa de 3,5 mm per a l'entrada d'àudio. Una de les juntes de soldadura es triturarà, probablement la més propera a la vora del tauler. Utilitzeu un ohmímetre per comprovar que es connecta al que creieu que és el terra. Amb algunes entrades d'àudio, el "blindatge" de la presa no està connectat directament a terra. Està surant. Per tant, si cap dels passadors del jack està mòlt, no us preocupeu de moment. (El "blindatge" de la presa del mòdul VS1053 també està flotant.)

Utilitzeu un comptador per comprovar que la clavilla "terra" de la presa està al mateix voltatge que la terra de la font d'alimentació.

L’estació d’acoblament Logitech era estranya. Si vaig connectar la "terra" del sòcol del connector Logitech a la "terra" de la placa VS1053 (mitjançant un cable d'àudio, funcionava bé, però el corrent del meu sistema Theremin augmentava de 80 mA a més de 200 mA. Així que em vaig assegurar No he connectat aquests dos "terrenys". Funciona bé, però no tinc ni idea del que passava.

Pas 9: fer un cas

El cas que feu dependrà dels materials que tingueu a mà, del que us agradi treballar i dels altaveus alimentats que hàgiu triat. Feu el que feu, assegureu-vos que els sonars apuntin els uns dels altres i es posin a 45 °. Després hi haurà la pantalla i el polsador.

Si heu vist els meus altres Instuctables, sabreu que sóc un gran fan de la llauna. Es pot doblar per donar-li forma, soldar-lo suaument i pintar-lo. Les fotos mostren com vaig arreglar les coses.

El triangle superior és de llauna doblada, soldat, farcit, allisat i pintat. Les plaques s’enganxen en calent al triangle i tenen petites bocins de fusta per actuar com a separadors.

El "panell frontal" és una làmina de poliestirè d'1 mm. Els separadors es fabriquen amb més xapa de poliestirè i els cargols autorroscants mantenen el tauler de fusta al seu lloc. Els suports de fusta s’enganxen en calent a la cavitat de la part davantera de l’estació d’acoblament i s’hi cargola la placa amb cargols llargs que s’autofilen.

Suposo que podria imprimir alguna cosa en 3D, però prefereixo els mètodes de la vella escola on puc ajustar les coses a mesura que avanzo. Fer coses és un viatge de descoberta més que d’enginyeria.

Pas 10: desenvolupament futur

Com podríeu desenvolupar l'instrument més? Podeu canviar la interfície d'usuari. Podeu substituir el botó per un sensor de distància IR per no haver de tocar l’instrument. O potser utilitzeu una pantalla tàctil en lloc d’un botó i la mà esquerra per controlar el menú.

El menú Escala us permet escollir escales de "música no occidental", però suposa que totes les notes provenen del teclat uniforme: així funciona el MIDI. Altres escales no estan relacionades amb cap teclat uniforme. Pot ser possible utilitzar pitch-bend per produir aquestes notes. Cal que el menú especifiqui la freqüència de cada nota. Crec que el pitch bend es pot aplicar a totes les notes del canal. Actualment només faig servir un canal: el canal 0. Per tant, si és polifònic o té acords, haureu de tocar cada nota en un canal diferent.

L'instrument es podria convertir en un sintetitzador de bateria. La mà esquerra pot determinar el to d'un Tom Melòdic mentre el sonar dret es substitueix per un sensor piezo que toqueu per fer sonar el tambor.

Les dues mans podien controlar dos instruments diferents.

La mà esquerra podria triar un instrument.

Aproximadament a la meitat d’aquest projecte, vaig descobrir l’Altura MkII Theremin MIDI Controller de Zeppelin Design Labs. Sembla un bon instrument.

Tenen un parell de vídeos que val la pena veure:

(Vaig robar la paraula "papereres" d'Altura i la idea que una paperera s'expandeix quan hi introduïu per ajudar-vos a romandre-hi).

El meu MIDI Theremin difereix de l’Altura de diverses maneres. El meu produeix el seu propi so amb el seu sintetitzador MIDI, amplificador, etc.; l'Altura envia missatges a un sintetitzador extern. És possible que preferiu la seva manera de fer-ho. La meva té una pantalla TFT en lloc d'una pantalla de 7 segments; sens dubte és millor, però es podria pensar que una pantalla més gran seria una millora. El meu fa servir menús per configurar els paràmetres, mentre que el seu fa servir comandaments. Es requereixen menús perquè el meu necessita molts controls per al dispositiu d’entrada (els sonars) i el sintetitzador; l'Altura necessita menys controls. Potser els comandaments són millors durant una actuació en directe. Potser el meu hauria de tenir poms. Un botó per triar configuracions pot ser bo.

L'Altura té un control "Articulació" que estableix la rapidesa amb què es poden tocar les notes. No ho he inclòs al meu programari, potser hi hauria de ser. L'Altura té un Arpeggiator (step sequencer). És una bona idea; el meu té acords que no són el mateix.

Així és tot. Espero que us agradi construir i utilitzar un MIDI-Theremin. Feu-me saber si trobeu algun error a la meva descripció o si se us acudeix alguna millora.