سميت على اسم منشئها ، الثيرمين نشأت في الاتحاد السوفيتي في بداية عام 1920. يتكون هذا من حاوية مثبتة مع اثنين من الهوائيات. لم يكن لديه أي لوحة مفاتيح للعب ، ولا توجد أوتار مثل القيثارات. بدلاً من ذلك ، استخدم الثيرمين سعة جسم الإنسان للتلاعب بحجم الصوت ودرجة الصوت والإشارة الموسيقية الناتجة. كان على العامل فقط أن يلوح بذراعيه بالقرب من الهوائيات لتوليد نغمة موسيقية متغيرة مماثلة!
بمساهمة راجيني شارما
التطبيقات المبكرة
كان أهم تطبيق للثيرمين في مجموعة متنوعة لا حصر لها من أفلام الرعب منخفضة الميزانية. تم إنشاء ضوضاء اللعاب المخيفة التي سمعت في تلك الأفلام أثناء العديد من الحركات من جهاز Theremin.
وبالمثل ، فقد تم استخدامها أيضًا في العديد من حفلات موسيقى البوب والروك. على الرغم من أن الثيرمين الأول استخدم هوائيين ومجموعة متنوعة من الأنابيب والدوائر المضبوطة ، فإن استبدالها بدوائر متكاملة حديثة يجعل العمل أكثر بساطة.
كم ستكون التكلفة؟
في هذا المنشور ، سنتعلم تطوير ثيرمين مباشر بمكونات قد تكون قيمتها أقل من 5 دولارات. قد يتمكن المتحمسون الإلكترونيون الذين لديهم صندوق خردة مليء بالمكونات من إنجاز المهمة بتكلفة أقل.
يتم وضع الثيرمين معًا وتطبيقه بسهولة ، حتى من قبل الأفراد الذين ليس لديهم مؤهلات موسيقية. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون الثيرمين الكثير من المتعة ، خاصة في احتفالات الهالوين!
في هذه الدائرة ، يتم تغيير الأنابيب ودوائر LC فعليًا باستخدام زوج من الدوائر المتكاملة منخفضة التكلفة ومتاحة بسهولة ، لتوليد Theremin الرقمي المقترح.
فهم مخطط الكتلة
يمكن العثور على مخطط كتلة للدائرة في الشكل 1.
يعمل Theremin مع مجموعة من اثنين من المذبذبات عالية التردد للعمل. واحد من هذه المذبذبات funtions بتردد ثابت ، بينما الآخر متغير من خلال سعة الجسم للمشغل.
يتم الجمع بين التردد المتولد من المذبذبين من خلال دائرة حصرية تسمى المغير المتوازن.
يعمل المغير المتوازن على تخفيف الإشارات الأولية ويولد إرسالًا معقدًا يتضمن ترددات الجمع والفرق في المدخلين.
عندما يعمل مذبذب معين عند 100 كيلوهرتز والثاني عند 101 كيلوهرتز ، سنحصل على خرج يشكل زوجًا من الترددات عند 201 كيلوهرتز و 1 كيلوهرتز.
نظرًا لأن النطاق الأعلى لقدرة الإنسان على السمع يقتصر على 20 كيلو هرتز أو نحو ذلك على الأكثر ، فإن تردد اختلاف 1 كيلو هرتز فقط سيكون مسموعًا بسبب تأثير المغير المتوازن المتصل قبل مضخم الصوت.
كيف تعمل الدائرة
يتم عرض الصورة التخطيطية لـ Digital Theremin في الشكل أعلاه.
يمكن أن يكون U1 إما CD4069 أو 74C04 عاكس سداسي عشري ، ويستخدم كمذبذب تردد ثابت ثابت حول 100 كيلو هرتز.
يشتمل IC U2 على مذبذب التردد المتغير ومعدل متوازن لإنجاز الجزء المتبقي من الدائرة.
CD4046 عبارة عن تكوين حلقة مغلقة الطور وقد تم إنشاؤه في البداية لتطبيقات نوع مضاعف التردد. ومع ذلك ، فإن مكوناته تلبي متطلباتنا بشكل لا تشوبه شائبة.
R3 ، R4. و C2 يؤسسان التردد المركزي لرقاقة المذبذب المدمجة. ينشئ الهوائي سعة موازية مع C2 ، مما يتيح تغيير التردد عدة كيلوهرتز عندما تقترب يد بشرية من الهوائي.
مضايق التحكم صفر الذي ينفذه R4 ، يجعل من الممكن أن يتم تثبيت مذبذب متغير على تردد مماثل مساوٍ لمذبذب ثابت.
إذا كان تردد الفرق أقل من 15 هرتز ، فإنه يكون أقل من عتبة التردد المنخفضة لمدى السمع لدينا.
عن طريق التغيير والتبديل بين المذبذبين للتردد المتطابق ، يظل Theremin صامتًا حتى يحرك المشغل أو المؤدي يده بالقرب من الهوائي.
يتم الجمع بين الترددات الناتجة عن المذبذبين بواسطة بوابة OR حصرية داخل IC 4046.
تعمل هذه البوابة كمُحَوِّل رقمي متوازن ، يقوم بإنشاء ترددات الجمع والفرق كما تمت مناقشته سابقًا. يتم بعد ذلك ربط خرج بوابة OR بالتيار المتردد من خلال C3 بمقاوم التحكم LEVEL R5 ومقبس الإخراج للتكامل السريع مع مكبر صوت خارجي. يمكن استخدام بطارية 9 V PP3 لتشغيل الدائرة.
تصاميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور
إنها دائرة بسيطة ويمكن تجميعها باستخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور 2 × 2 بوصة. مخطط المسار للوحة الدوائر المطبوعة في Theremin كما هو معروض في الشكل أدناه:
أحد الجوانب المهمة هو أنه يجب تركيب Theremin في علبة معدنية فقط ، لأن المعدن يشكل درعًا يقضي إلى حد كبير على احتمالية تغيير المذبذبات في التردد.
إن وجود العلبة المعدنية يجعل معايرة الثيرمين أسهل بكثير.
يجب أن يكون كلا من C1 و C2 مكثفات من الميكا الفضية للحصول على أفضل النتائج ، من الناحية المثالية مع تفاوت ± 5 في المائة.
نظرًا لأن كلا الرقائق هي CMOS ، فمن المستحسن بشدة دمج مآخذ IC. بصرف النظر عن ذلك ، فإن تصميم المجلس وتجميعه غير دقيق.
بمجرد الانتهاء من المشروع ، يتعين علينا العمل على تركيب الهوائي وربطه باللوحة.
نظرًا لأن الهوائي محمي بطبقة رقيقة من الكروم ، فلا يمكن لحام السلك بفعالية في الهوائي بمفرده. ما عليك سوى توصيل قطعة صغيرة من السلك بإحدى الحلقات وإرفاقها ببراغي آلة 2-56 وهوائي مزلاج (انظر الشكل 5).
المعايرة والاختبار
عند الانتهاء من التجميع ، تحقق عن كثب من Theremin بحثًا عن عيوب في الوصلات ومفاصل اللحام الضعيفة وغيرها من المشكلات المحتملة. إذا كان كل شيء يبدو مثالياً ، فقم بتوصيل Theremin بسلك يصل إلى مضخم صوت ، وأضف بطارية إلى الجهاز ، وقم بتشغيله.
ارفع مستوى الصوت ببطء وتدريجيًا باستخدام عنصر التحكم LEVEL. إذا كان كل شيء يعمل بشكل صحيح ، فقد تنجح في سماع صرير عالي النبرة. الآن ، يجب أن يؤدي التلويح بيدك بالقرب من الهوائي إلى زيادة حدة الصوت. حاول زيادة طول الهوائي إلى سعته الكاملة وضبط مقبض التحكم الصفري بدقة لتحديد نقطة جيدة حيث يتم ملاحظة منطقة ميتة أو بقعة فارغة حتى يتم بالطبع وضع يدك بالقرب من الهوائي.
استكشاف أخطاء الدائرة وإصلاحها
في حالة فشل الصرير في الوصول إلى أي بقعة مضبوطة ، حاول جعل الهوائي أقصر ببضع بوصات وحاول مرة أخرى.
بمجرد تنفيذ الإعداد بدقة ، يجب أن يظل Theremin صامتًا حتى يلوح المشغل بيديه في غضون بضع بوصات من الهوائي.
قد تصادف العديد من الجوانب التي تؤثر على سعة جسم الإنسان ، وكل هذه يمكن أن تؤثر على مستوى كفاءة Theremin.
يمكن أن تؤثر جميع الجوانب مثل طول الهوائي ، ورطوبة الهواء ، والحجم ، وملابس المشغل ، ومقاومة نعل الحذاء على الأرض ، على ضمان إجراء تعديل في تعديلات التحكم في الصفر.
من خلال بعض الممارسات ، يمكن ضبط عنصر التحكم ZERO بشكل مناسب في غضون ثوانٍ.
أخيرًا ، يجب تقديم Theremin لبضع دقائق حتى يصبح مستقرًا ، بسبب تغيرات درجة الحرارة ، بعد وقت قصير من تشغيل جهد الإمداد في البداية.
عندما يتم تنشيط Theremin وتصفيته على الفور ، فمن المحتمل أن يتسبب ذلك في انحراف التوليف والمطالبة بإعادة المعايرة بشكل متكرر.
سيكون العلاج الأكثر فعالية هو تشغيل الطاقة باستخدام عنصر التحكم LEVEL تمامًا ، وتزويد Theremin بعدة دقائق أو نحو ذلك للإحماء قبل معايرة عنصر التحكم ZERO.
استنتاج
يعمل Theremin بشكل طبيعي مع مؤثرات صوتية خاصة.
تمكّنك دواسة الصوت من جلب الديناميكيات وإدخال التلاشي ، وقد يغير أي جهاز أرضي تقريبًا لعازفي الجيتار أو أجهزة المزج بعض عناصر جودة الصوت.
يعمل الصوت الأثيري في Theremin بشكل رائع باستخدام تحسينات الصدى والتأخير.
بغض النظر عما إذا كان Theremin يعمل كمولد مؤثرات خاصة لمجموعات موسيقى الروك أو مؤسسات السينما ، أو ببساطة لإثراء احتفالك بالهالوين في المستقبل ، ستكتشف أن هذه الأداة يمكن أن توفر لك الكثير من المؤثرات الصوتية غير التقليدية باستخدام إنفاق متواضع بشكل لا يصدق من حيث المصطلحات من الوقت أو المال.
لا يعتبر Theremin رائعًا وغنيًا بالمعلومات فحسب ، بل إنه في الواقع متعة كبيرة!
قائمة الاجزاء
C1 ، C2 - 51pF ، مكثف الميكا الفضي
C3 - 1nF ، مكثف كهربائيا 25-WVDC
C4 - 220pF ، مكثف كهربائى 25-WVDC
R1 - 1 متر ، 1/4 واط. 5٪ المقاوم
R2 ، R3 -100 ك ، 1/4-واط ، 5٪ المقاوم
R4 -10k ، مقياس الجهد الخطي
R5 -10k ، مقياس الجهد الصوتي
R6 - مقاومة 47 أوم ، 1/4 واط ، 5٪
U1 - IC 4069 أو IC 74C04 CMOS عاكس / عازلة ، دائرة متكاملة
U2 - IC 4046 حلقة مغلقة الطور ، دائرة متكاملة
أجزاء ومواد إضافية
مواد مطبوعة بدائرة أو لوحة مثالية ، غلاف ألومنيوم بديل للأغراض العامة ، مقابس IC ، ترانزستور 9 فولت - بطارية راديو ، مشبك بطارية 9 فولت ، سلك ، لحام ، أجهزة ، محلول حفر (إذا لزم الأمر) ، إلخ.
السابق: استمع إلى نطاقي UHF و SHF (GHz) بهذه الدائرة البسيطة التالي: تعمل باللمس البسيط دائرة الجهد
