Anomenat així pel seu creador, el teremin es va originar a la Unió Soviètica a principis dels anys vint. Constava d’un contenidor instal·lat amb un parell d’antenes. No tenia cap teclat per tocar, ni cordes com a les guitarres. Més aviat, el theremin va fer ús de la capacitat del cos humà per manipular el volum i el to i el senyal musical de sortida. L'operador només va haver d'agitar els braços a prop de les antenes per generar un to musical que correspongués.
Aportat per Ragini Sharma
Sol·licituds primerenques
L’aplicació més significativa del theremin ha estat en una infinitat de pel·lícules de terror de baix pressupost. Els sorolls espeluznants que es van escoltar en aquelles pel·lícules durant moltes accions es van crear realment a partir d’un dispositiu teremin.
De la mateixa manera, també s'han utilitzat en molts concerts de música pop i rock. Tot i que el primer teremí va fer servir un parell d’antenes i una varietat de canonades i circuits sintonitzats, substituir-los per circuits integrats moderns fa que el treball sigui dràsticament més senzill.
Quant costarà?
En aquesta publicació, aprendrem el desenvolupament d’un teremin senzill amb components que poden valer menys de 5 dòlars. Els entusiastes de l'electrònica que tinguin una brossa plena de components podrien aconseguir fer la feina per un cost més baix.
El theremin es combina i s’aplica sense esforç, fins i tot per a persones sense qualificació musical. A més, el teremí podria ser molt divertit, sobretot a les celebracions de Halloween.
En aquest circuit, les canonades i els circuits LC es canvien realment amb un parell de circuits integrats de baix cost i fàcilment disponibles, per generar el Theremin Digital proposat.
Comprensió del diagrama de blocs
A la figura 1 es pot trobar un diagrama de blocs del circuit a continuació.
El Theremin funciona amb un conjunt de dos oscil·ladors d'alta freqüència per funcionar. Un d'aquests oscil·ladors funciona amb una freqüència constant, mentre que l'altre és variable a través de la capacitat corporal de l'operador.
La freqüència generada pels dos oscil·ladors es combina mitjançant un circuit exclusiu anomenat modulador equilibrat.
El modulador equilibrat atenua els senyals inicials i genera una transmissió complicada que inclou la suma i la freqüència de diferència en les dues entrades.
Quan un oscil·lador en particular funcioni a 100 kHz i el segon a 101 kHz, obtindrem una sortida que constitueix un parell de freqüències a 201 kHz i 1 kHz.
Com que el rang més alt de capacitat humana per escoltar es limita a 20 kHz aproximadament, només la diferència de freqüència d'1 kHz serà elevable a causa de la influència del modulador equilibrat connectat abans d'un amplificador d'àudio.
Com funciona el circuit
La imatge esquemàtica del nostre Theremin digital es mostra a la figura anterior.
U1 podria ser un inversor hexagonal CD4069 o 74C04, s'utilitza com un oscil·lador de freqüència constant fixat al voltant de 100 kHz.
IC U2 inclou l'oscil·lador de freqüència variable i el modulador equilibrat per aconseguir la part restant del circuit.
El CD4046 és una configuració de bucle de bloqueig de fase i s’havia creat inicialment per a aplicacions de tipus multiplicador de freqüència. No obstant això, els seus components compleixen perfectament els nostres requisits.
R3, R4. i C2 estableixen la freqüència central del xip oscil·lador incorporat. L'antena crea una capacitat paral·lela juntament amb C2, que permet canviar la freqüència de molts kilohertz quan una mà humana s'apropa a l'antena.
El resitor de control ZERO implementat per R4 fa possible que l’oscil·lador variable es fixi a la mateixa freqüència que l’oscil·lador fix.
Si la diferència de freqüència és inferior a 15 Hz, està per sota del llindar de freqüència inferior del nostre rang auditiu.
Ajustant els dos oscil·ladors per obtenir la mateixa freqüència, el Theremin es queda silenciat fins que l’operador o l’intèrpret acosta la mà a l’antena.
Les freqüències creades pels dos oscil·ladors es combinen mitjançant una porta OR exclusiva dins de l'IC 4046.
Aquesta porta funciona com un modulador digital equilibrat, que crea la suma i les diferències de freqüències tal com s’ha comentat anteriorment. La sortida de la porta OR és posteriorment acoblada a CA mitjançant C3 amb la resistència de control LEVEL R5 i una presa de sortida per a una ràpida integració amb un amplificador d’àudio extern. Es pot utilitzar una bateria PP3 de 9 V per alimentar el circuit.
Dissenys de PCB
És un circuit senzill i es pot muntar amb un PCB de 2x2 polzades. Un disseny de pista per a la placa de circuits impresos de Theremin, tal com es mostra a la figura següent:
Un aspecte important és que el Theremin només s’ha de muntar en una caixa metàl·lica, ja que el metall forma un blindatge que elimina molt el potencial que els oscil·ladors puguin canviar de freqüència.
Tenir la caixa metàl·lica permet calibrar el teremí molt més fàcilment.
C1 i C2 han de ser condensadors de mica de plata per obtenir resultats òptims, idealment amb una tolerància del ± 5%.
Atès que tots dos xips són CMOS, es recomana incorporar preses IC. A part d'això, el disseny i el muntatge de la junta no són crítics.
Un cop acabat el projecte, hem de treballar amb la instal·lació de l'antena i la connexió a la placa.
Com que l'antena està protegida amb un revestiment fi de crom, no és possible soldar un cable efectivament a l'antena per si sol. Simplement connecteu un petit tros de filferro a una de les volanderes i connecteu-lo a una antena de cargol i cargol 2-56 (vegeu la figura 5).
Calibració i proves
En acabar el muntatge, comproveu de prop el Theremin per si hi ha defectes en les interconnexions, juntes de soldadura febles i altres possibles problemes. Si tot sembla perfecte, connecteu el Theremin amb un cable fins a un amplificador d’àudio, afegiu una bateria al dispositiu i engegueu-lo.
Augmenteu lentament i gradualment el volum amb el control LEVEL. Si tot funciona correctament, és possible que tingueu èxit en escoltar un crit agut. Ara, si agiteu la mà a prop de l’antena, el to del so augmentarà. Proveu d'augmentar la longitud de l'antena a la màxima capacitat i afineu el comandament de control ZERO per identificar un punt dolç on es noti una zona morta o un punt nul fins que, per descomptat, la vostra mà s'apropi a l'antena.
Resolució de problemes del circuit
En cas que el crit no arribi a cap punt sintonitzat, proveu de reduir l’antena uns centímetres i torneu-ho a provar.
Una vegada que la configuració s'ha implementat amb precisió, el Theremin s'ha de mantenir silenciat fins que l'operador agiti les mans a uns quants centímetres de l'antena.
És possible que trobeu nombrosos aspectes que influeixen en la capacitat del cos humà, i tots aquests podrien afectar el nivell d’eficiència del Theremin.
Aspectes com la longitud de l'antena, la humitat de l'aire, la mida i el vestit de l'operador i la resistència de la sola de la sabata al terra podrien influir per justificar una alteració dels ajustos de control ZERO.
Mitjançant algunes pràctiques, el control ZERO es podria configurar adequadament en qüestió de segons.
Finalment, s’ha d’oferir al Theremin uns minuts perquè es mantingui estable, a causa de les variacions de temperatura, poc després d’encendre la tensió d’alimentació.
Quan el Theremin s’energia i es posa a zero immediatament, probablement farà que la afinació es derivi i exigirà una recalibració repetidament.
El remei més eficaç seria encendre l’alimentació mitjançant el control LEVEL completament i proporcionar al Theremin uns quants minuts aproximadament per escalfar-se abans de calibrar el control ZERO.
Conclusió
El Theremin funciona de manera natural i amb efectes d'àudio especials.
Un pedal de volum us permet aportar dinàmiques i introduir fadeouts i gairebé qualsevol dispositiu de terra per a guitarristes o sintetitzadors pot alterar alguns elements de la qualitat del so.
El so eteri del Theremin funciona meravellosament mitjançant millores de ressò i retard.
Independentment de si el Theremin s’utilitza com un generador d’efectes especials per a grups de rock o organitzacions cinematogràfiques, o simplement per enriquir la vostra futura celebració de Halloween, descobrireu que aquest gadget us pot proporcionar molts efectes de so no convencionals amb una despesa increïblement humil en termes de temps o de diners.
El Theremin no només és fascinant i informatiu, sinó que és molt divertit.
Llista de peces
C1, C2 - 51pF, condensador de mica de plata
C3 - 1nF, condensador electrolític de 25 WVDC
C4 - 220pF, condensador electrolític de 25 WVDC
R1 - 1M, 1/4 de watt. 5% de resistència
R2, R3 -100k, 1/4-watt, 5% resistència
R4 -10k, potenciòmetre lineal
R5 -10k, potenciòmetre d'àudio
R6 - 47 ohms, 1/4 de watt, 5% de resistència
U1 - Inversor / memòria intermèdia hexagonal IC 4069 o IC 74C04 CMOS, circuit integrat
U2 - IC 4046 bucle bloquejat de fase, circuit integrat
PARTS I MATERIALS ADICIONALS
Materials impresos per a circuits o perfords, caixa d'alumini d'antena de recanvi per a usos generals, endolls IC, transistor de 9 volts, bateria de ràdio, clip de bateria de 9 volts, filferro, soldadura, maquinari, solució de gravat (si cal), etc.
Anterior: escolteu bandes UHF i SHF (GHz) amb aquest circuit senzill Següent: Circuit de potenciòmetre senzill amb tacte
