Digital Theremin Circuit - สร้างเพลงด้วยมือของคุณ

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





ตั้งชื่อตามผู้สร้าง แดมิน มีต้นกำเนิดในสหภาพโซเวียตเมื่อต้นปี 1920 ซึ่งประกอบด้วยคอนเทนเนอร์ที่ติดตั้งเสาอากาศสองอัน มันไม่มีคีย์บอร์ดให้เล่นไม่มีสายเหมือนในกีต้าร์ แต่แทมินใช้ประโยชน์จากความจุของร่างกายมนุษย์เพื่อควบคุมระดับเสียงและระดับเสียงและสัญญาณดนตรีที่ส่งออก ผู้ปฏิบัติงานต้องโบกแขนของเขาหรือเธอใกล้กับเสาอากาศเพื่อสร้างโทนดนตรีที่แตกต่างกัน!

สนับสนุนโดย Ragini Sharma



การใช้งานในช่วงต้น

แอปพลิเคชั่นที่สำคัญที่สุดของแดมินคือภาพยนตร์สยองขวัญราคาประหยัดมากมายที่นับไม่ถ้วน เสียงสโตรกที่น่ากลัวที่ได้ยินในภาพยนตร์เหล่านั้นในระหว่างการกระทำหลาย ๆ อย่างนั้นถูกสร้างขึ้นจากอุปกรณ์แทมิน

ในทำนองเดียวกันพวกเขายังถูกใช้ในคอนเสิร์ตเพลงป๊อปและร็อคมากมาย แม้ว่าแดมินคนแรกจะใช้เสาอากาศสองตัวและท่อและวงจรที่ปรับแต่งได้หลายแบบ แต่การแทนที่ด้วยวงจรรวมที่ทันสมัยทำให้การทำงานง่ายขึ้นอย่างมาก



ราคาเท่าไหร่?

ในโพสต์นี้เราจะได้เรียนรู้การพัฒนาแฮมินที่ตรงไปตรงมาพร้อมส่วนประกอบที่อาจมีมูลค่าน้อยกว่า $ 5 ผู้ที่ชื่นชอบเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีกล่องขยะเต็มไปด้วยส่วนประกอบอาจจัดการเพื่อให้งานสำเร็จโดยมีต้นทุนที่ต่ำกว่า

แดมินถูกรวบรวมและประยุกต์ใช้อย่างง่ายดายแม้กระทั่งโดยบุคคลที่ไม่มีคุณสมบัติทางดนตรี ยิ่งไปกว่านั้นแดมินอาจมีความสุขมากมายโดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานฉลองฮาโลวีน!

ในวงจรนี้ท่อและวงจร LC ได้รับการเปลี่ยนแปลงจริง ๆ ด้วย IC ราคาประหยัดและพร้อมใช้งานสองสามตัวเพื่อสร้าง Digital Theremin ที่เสนอ

การทำความเข้าใจแผนภาพบล็อก

แผนภาพบล็อกของวงจรสามารถพบได้ดังต่อไปนี้ในรูปที่ 1.

แดมินทำงานร่วมกับชุดออสซิลเลเตอร์ความถี่สูงสองชุดสำหรับการทำงาน หนึ่งในออสซิลเลเตอร์เหล่านี้มีความถี่คงที่ในขณะที่อีกตัวหนึ่งแปรผันตามความจุของร่างกายของตัวดำเนินการ

ความถี่ที่สร้างขึ้นจากออสซิลเลเตอร์สองตัวจะรวมกันผ่านวงจรพิเศษที่เรียกว่าโมดูเลเตอร์แบบสมดุล

โมดูเลเตอร์ที่สมดุลจะลดทอนสัญญาณเริ่มต้นและสร้างการส่งสัญญาณที่ซับซ้อนซึ่งรวมถึงผลรวมและความถี่ผลต่างในอินพุตทั้งสอง

เมื่อออสซิลเลเตอร์ตัวหนึ่งทำงานที่ 100 kHz และตัวที่สองที่ 101 kHz เราจะได้เอาต์พุตที่ประกอบด้วยความถี่คู่ที่ 201 kHz และ 1 kHz

เนื่องจากความสามารถในการได้ยินของมนุษย์ในช่วงที่สูงขึ้นถูก จำกัด ไว้ที่ 20 kHz หรืออย่างมากที่สุดจึงมีเพียงความถี่ความแตกต่าง 1 kHz เท่านั้นที่สามารถรับฟังได้เนื่องจากอิทธิพลของโมดูเลเตอร์สมดุลที่เชื่อมต่อก่อนเครื่องขยายเสียง

วงจรทำงานอย่างไร

ภาพแผนผังสำหรับ Digital Theremin ของเราแสดงไว้ในรูปด้านบน

U1 อาจเป็นได้ทั้งอินเวอร์เตอร์ CD4069 หรือ 74C04 hex ซึ่งใช้เหมือนออสซิลเลเตอร์ความถี่คงที่คงที่ประมาณ 100 kHz

IC U2 ประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์ความถี่ตัวแปรและโมดูเลเตอร์แบบสมดุลเพื่อให้ส่วนที่เหลือของวงจรสำเร็จ

CD4046 เป็นคอนฟิกูเรชันเฟสล็อกลูปและถูกสร้างขึ้นครั้งแรกสำหรับแอ็พพลิเคชันประเภทตัวคูณความถี่ อย่างไรก็ตามส่วนประกอบของมันตอบสนองความต้องการของเราได้อย่างไม่มีที่ติ

R3, R4 และ C2 สร้างความถี่กลางของชิปออสซิลเลเตอร์ในตัว เสาอากาศสร้างความจุขนานร่วมกับ C2 ซึ่งทำให้ความถี่เปลี่ยนแปลงได้หลายกิโลเฮิรตซ์เมื่อมือมนุษย์เข้าใกล้เสาอากาศ

ตัวต้านทานการควบคุม ZERO ที่ดำเนินการโดย R4 ทำให้ออสซิลเลเตอร์แบบแปรผันได้รับการแก้ไขที่ความถี่เดียวกันเท่ากับออสซิลเลเตอร์คงที่

หากความถี่ต่างกันต่ำกว่า 15 Hz แสดงว่าอยู่ภายใต้เกณฑ์ความถี่ที่ต่ำกว่าของช่วงการได้ยินของเรา

ด้วยการปรับแต่งออสซิลเลเตอร์สองตัวสำหรับความถี่ที่เท่ากันแดมินจะยังคงปิดเสียงอยู่จนกว่าผู้ปฏิบัติงานหรือนักแสดงจะขยับมือเข้าใกล้เสาอากาศ

ความถี่ที่สร้างขึ้นโดยออสซิลเลเตอร์สองตัวจะถูกรวมเข้าด้วยกันโดยเฉพาะหรือเกตภายใน IC 4046

ประตูนี้ทำงานเหมือนโมดูเลเตอร์สมดุลดิจิทัลที่สร้างผลรวมและความถี่ผลต่างตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เอาต์พุตประตู OR ต่อมาคือ AC คู่กับ C3 พร้อมตัวต้านทานควบคุม LEVEL R5 และแจ็คเอาต์พุตสำหรับการรวมเข้ากับเครื่องขยายเสียงภายนอกอย่างรวดเร็ว สามารถใช้แบตเตอรี่ 9 V PP3 เพื่อเปิดวงจรได้

การออกแบบ PCB

เป็นวงจรที่เรียบง่ายและสามารถประกอบกับ PCB ขนาด 2x2 นิ้วได้ เค้าโครงรางสำหรับแผงวงจรพิมพ์ของ Theremin ดังแสดงในรูปด้านล่าง:

สิ่งสำคัญอย่างหนึ่งคือแดมินจะต้องติดตั้งในเคสโลหะเท่านั้นเนื่องจากโลหะเป็นเกราะป้องกันที่ช่วยลดโอกาสที่ออสซิลเลเตอร์จะเปลี่ยนความถี่ได้อย่างมาก

การมีกล่องโลหะช่วยให้การปรับเทียบนั้นง่ายขึ้นมาก

C1 และ C2 ต้องเป็นตัวเก็บประจุแบบซิลเวอร์ไมก้าเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดโดยมีค่าความคลาดเคลื่อน± 5 เปอร์เซ็นต์

เนื่องจากชิปทั้งสองเป็น CMOS จึงขอแนะนำอย่างยิ่งให้รวมซ็อกเก็ต IC นอกจากนั้นรูปแบบและการประกอบของบอร์ดยังไม่สำคัญ

เมื่อโครงการเสร็จสิ้นเราต้องทำงานกับการติดตั้งเสาอากาศและติดเข้ากับบอร์ด

เนื่องจากเสาอากาศได้รับการปกป้องด้วยการเคลือบโครเมี่ยมอย่างดีจึงไม่สามารถบัดกรีลวดกับเสาอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยตัวเอง เพียงเชื่อมต่อสายไฟชิ้นเล็ก ๆ เข้ากับเครื่องซักผ้าตัวใดตัวหนึ่งแล้วต่อเข้ากับสกรูและเสาอากาศของเครื่อง 2-56 (ดูรูปที่ 5)

การสอบเทียบและการทดสอบ

เมื่อเสร็จสิ้นการประกอบให้ตรวจสอบแดมินอย่างใกล้ชิดเพื่อหาข้อบกพร่องในการเชื่อมต่อข้อต่อบัดกรีที่อ่อนแอและปัญหาอื่น ๆ ที่เป็นไปได้ หากทุกอย่างดูสมบูรณ์ให้เชื่อมต่อแดมินด้วยสายไฟเข้ากับเครื่องขยายเสียงเพิ่มแบตเตอรี่ให้กับอุปกรณ์และเปิดเครื่อง

ค่อยๆเพิ่มระดับเสียงอย่างช้าๆและค่อยๆด้วยการควบคุม LEVEL หากทุกอย่างทำงานได้อย่างถูกต้องคุณอาจจะประสบความสำเร็จเมื่อได้ยินเสียงแหลมสูง ตอนนี้โบกมือใกล้เสาอากาศจะทำให้ระดับเสียงเพิ่มขึ้น ลองเพิ่มความยาวของเสาอากาศจนเต็มและปรับปุ่มควบคุม ZERO อย่างละเอียดเพื่อระบุจุดที่น่าสนใจที่สังเกตเห็นจุดตายหรือจุดว่างจนกว่าจะนำมือของคุณเข้าใกล้เสาอากาศ

การแก้ไขปัญหาวงจร

ในกรณีที่การรับสารภาพล้มเหลวในการส่งสัญญาณไปยังจุดใด ๆ ให้ลองทำให้เสาอากาศสั้นลงสักสองสามนิ้วแล้วลองอีกครั้ง

เมื่อดำเนินการตั้งค่าอย่างถูกต้องแดมินควรปิดเสียงไว้จนกว่าผู้ปฏิบัติงานจะโบกมือให้ห่างจากเสาอากาศไม่กี่นิ้ว

คุณอาจเจอหลายแง่มุมที่มีผลต่อความจุของร่างกายมนุษย์และสิ่งเหล่านี้อาจส่งผลต่อระดับประสิทธิภาพของแดมิน

ด้านต่างๆเช่นความยาวของเสาอากาศความชื้นในอากาศขนาดและเครื่องแต่งกายของผู้ปฏิบัติงานและความต้านทานต่อพื้นรองเท้า แต่เพียงผู้เดียวอาจมีผลต่อการรับประกันการเปลี่ยนแปลงในการปรับค่าการควบคุมศูนย์

ผ่านการฝึกฝนบางอย่างการควบคุมศูนย์สามารถตั้งค่าได้อย่างเหมาะสมภายในเวลาไม่กี่วินาที

สุดท้ายนี้แดมินจะต้องได้รับการเสนอสองสามนาทีเพื่อให้มีความเสถียรเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิไม่นานหลังจากเปิดสวิตช์แรงดันไฟฟ้า

เมื่อแดมินได้รับการเติมพลังและทันทีที่เป็นศูนย์อาจทำให้การปรับจูนลอยและต้องการการสอบเทียบซ้ำซ้ำ ๆ

วิธีแก้ไขที่ได้ผลที่สุดคือการเปิดสวิตช์โดยใช้การควบคุม LEVEL ลงจนสุดและให้แดมินหลายนาทีเพื่ออุ่นเครื่องก่อนที่จะปรับเทียบการควบคุม ZERO

สรุป

แดมินทำงานได้อย่างเป็นธรรมชาติและมีเอฟเฟกต์เสียงพิเศษ

แป้นปรับระดับเสียงช่วยให้คุณนำพลวัตและแนะนำการเฟดเอาต์และอุปกรณ์กราวด์เกือบทุกชนิดสำหรับนักกีต้าร์หรือซินธิไซเซอร์อาจเปลี่ยนองค์ประกอบของคุณภาพเสียงบางส่วน

เสียงที่ไม่มีตัวตนของแดมินทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมโดยใช้การปรับปรุงเสียงสะท้อนและการหน่วงเวลา

ไม่ว่าแดมินจะถูกใช้เป็นเครื่องกำเนิดเอฟเฟกต์พิเศษสำหรับกลุ่มร็อคหรือองค์กรภาพยนตร์หรือเพียงเพื่อเพิ่มการเฉลิมฉลองฮาโลวีนในอนาคตของคุณคุณจะพบว่าแกดเจ็ตนี้สามารถให้เอฟเฟกต์เสียงที่แปลกใหม่มากมายโดยใช้ค่าใช้จ่ายที่ต่ำต้อยอย่างไม่น่าเชื่อ ของเวลาหรือเงิน

แดมินไม่เพียง แต่น่าสนใจและให้ข้อมูลเท่านั้น แต่ยังสนุกมาก!

ส่วนรายการ

C1, C2 - 51pF, ตัวเก็บประจุไมกาสีเงิน
C3 - 1nF, 25-WVDC ตัวเก็บประจุไฟฟ้า
C4 - 220pF, 25-WVDC ตัวเก็บประจุไฟฟ้า
R1 - 1M, 1/4 - วัตต์ ตัวต้านทาน 5%
R2, R3 -100k, 1/4 -watt, ตัวต้านทาน 5%
R4 -10k, โพเทนชิออมิเตอร์เชิงเส้น
R5 -10k, โพเทนชิออมิเตอร์เสียง
R6 - 47 โอห์ม, 1/4 -watt, ตัวต้านทาน 5%
U1 - IC 4069 หรือ IC 74C04 CMOS hex อินเวอร์เตอร์ / บัฟเฟอร์วงจรรวม
U2 - IC 4046 เฟสล็อกลูปวงจรรวม

ชิ้นส่วนและวัสดุเพิ่มเติม
พิมพ์ - วัสดุวงจรหรือแผ่นปิดกล่องอะลูมิเนียมเสาอากาศทดแทนเอนกประสงค์ซ็อกเก็ต IC, ทรานซิสเตอร์ 9 โวลต์ - แบตเตอรี่วิทยุ, คลิปหนีบแบตเตอรี่ 9 โวลต์, ลวด, ตัวประสาน, ฮาร์ดแวร์, โซลูชันการแกะสลัก (ถ้าจำเป็น) ฯลฯ




ก่อนหน้านี้: ฟังย่านความถี่ UHF และ SHF (GHz) ด้วยวงจรง่ายๆนี้ ถัดไป: วงจรโพเทนชิออมิเตอร์แบบสัมผัสที่ใช้งานง่าย