Thereminvox digital: 4 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Thereminvox (também conhecido como theremin, ætherphone / etherphone, thereminophone ou termenvox) é um instrumento musical eletrônico puro, que não possui nem cordas, nem botões. Ele reage nas posições das mãos tereministas.

O instrumento foi inventado pelo engenheiro eletrônico e inventor russo Leon Theremin em 1920. Aqui você pode ver como Leon demonstra seu instrumento. Atualmente, o instrumento não é tão popular quanto o piano eletrônico ou o violão, mas os músicos ainda o usam.

Este projeto foi escrito em memória de Leon Theremin, quase 100 anos após sua invenção.

O projeto é uma implementação digital do mesmo princípio - instrumento musical sem contato. O Thereminvox original usa a capacitância do corpo humano para determinar a posição das mãos em relação a duas antenas, mas aqui estou usando dois sensores VL53L1X. Esses sensores medem a distância usando o princípio do tempo de voo do feixe de laser, ou seja, são radares infravermelhos incrivelmente minúsculos, capazes de medir distância de até 4 metros (13 pés). O microcontrolador soldado à placa de demonstração do Nucleo-L476 controla o sensor e converte as medições em som.

Suprimentos

• Placa Nucleo64-L476RG MCU
• Placa de proteção do sensor X-NUCLEO-53L1A1
• Mini conector de 3,5 mm e cabo
• Alguns fios
• Alto-falante com entrada linear e fonte de alimentação USB (usei o alto-falante JBL Charge para ambos)

Orçamento total: $ 60 - $ 100

Etapa 1: Flashing Firmware

Para atualizar o firmware MCU, conecte a placa MCU ao computador com o cabo Mini-USB. A placa será detectada como uma nova unidade flash. Baixe o arquivo l4-thereminvox.bin mais recente do github e salve-o nessa unidade flash. O arquivo será atualizado para o MCU automaticamente. Não se esqueça de desconectar o cabo USB antes da próxima etapa.

Etapa 2: montagem do instrumento

O conjunto X-NUCLEO-53L1A1 contém uma placa de blindagem compatível com Arduino com um sensor de alcance e outros dois sensores em placas de satélite, que podem ser conectados à blindagem como uma segunda camada. Vou usar apenas os sensores principal e esquerdo, e a esquerda deve ser orientada horizontalmente. A placa de satélite é conectada com um conector DIP padrão de 10 pinos e usei cinco fios de pinos F-M como extensor de conexão. Os pinos 2-6 (GND, VDD, barramento I2C + sinal de desligamento) são o conjunto mínimo para ter o sensor funcionando. Thereminvox é um instrumento monofônico, e a saída de som é realizada com um canal de MCUs DAC no chip. O DAC é comunicado internamente ao amplificador operacional no chip. O pino de saída do amplificador é PB0, que é conectado ao pino 34 do conector da placa MCU CN7. A próxima peça é um cabo mini jack, que cortei em duas partes e, em seguida, soldei os canais de som L e R a um conector fêmea de pino único e o pino terra a outro. Agora você pode conectar o minijack a um alto-falante e alimentar o dispositivo com um cabo USB.

Etapa 3: Música

O instrumento produz uma onda senoidal de tom único dentro da faixa de 20-1200 Hz. A distância entre a mão esquerda do jogador e o sensor controla a frequência, a altura da mão direita controla o volume da onda. Infelizmente, não sou músico, e não posso tocar qualquer música que Leon Theremin pudesse. Posso apenas demonstrar como o instrumento funciona.

Etapa 4: códigos fonte

Eles estão publicados no github: https://github.com/elmot/l4-thereminvoxEu usei o IDE CLion (escrever é meu trabalho), conjunto de ferramentas gcc, gerador de código STM32CubeMX, biblioteca VL53L1X de st.com.

Sinta-se à vontade para fazer suas modificações, por exemplo, o projeto pode ser convertido para um instrumento MIDI completo. Alguns manuais de como a programação embarcada é feita estão localizados aqui: