Терменвокс с использованием лазерных дальномеров

Актуальность

Терменвокс с использованием лазерных дальномеров – альтернатива классическому терменвоксу – электромузыкальному инструменту, изобретённому Львом Сергеевичем Терменом в 1920 году в Петрограде. Принцип работы классического терменвокса заключается в том, что управление звуком происходит в результате свободного перемещения рук исполнителя в электромагнитном поле вблизи двух металлических антенн. Исполнитель играет стоя. Изменение высоты звука достигается путём приближения руки к правой антенне; громкость управляется приближением другой руки к левой антенне.

В описываемом проекте для управления звуком задействованы не антенны, а два лазерных дальномера, приближение к которым регулирует громкость и высоту звука. То есть, принцип работы остаётся примерно тем же, но теперь в его основе лежит уже не изменение ёмкости колебательного контура – дальномеры измеряют расстояние до рук музыканта, передавая информацию динамикам и тем самым управляя звуком. Такой метод предполагает быть более удобным, чем метод классических терменвоксов, так как те весьма чувствительны к посторонним изменениям в электромагнитном поле антенн и потому могут вызывать некоторые непредвиденные трудности при игре – исполнителям приходится подолгу разыгрываться, прежде чем приступить к выступлению. Лазерные дальномеры же будут реагировать только на достаточно крупные объекты вблизи них, то есть, на них практически не будет влиять ничего, кроме рук музыканта.

Цель

Создать терменвокс, имеющий схожий принцип работы с классическим и некоторыми другими терменвоксами, но более удобный для игры на нём. Это позволит сделать музыкальный инструмент популярнее.

Задачи

1. Освоить необходимые программы.
2. Составить алгоритм работы.
3. Подготовить необходимые материалы для устройства и создать его.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Компьютер с установленным ПО (Компас 3D и Arduino IDE)
• Лазерные дальномеры Sharp GP2Y0A21YK0F
• Микроконтроллер Arduino UNO
• Динамик 0,5 W 8R0.5W
• Резисторы
• Регулируемый аудиоусилитель
• 3D-принтер

Описание

Этапы

1. Изучена теоретическая часть.
2. Изучена работа используемых компонентов.
3. Освоены программы Компас 3D и Arduino IDE.
4. Составлены примерная схема устройства и  алгоритм работы.
5. Создана модель корпуса в Компасе 3D.

6. Написан код в Arduino ID.
7. Подготовлены необходимые компоненты и создана электрическая схема устройства.
8. Произведена печать корпуса на 3D-принтере.
9. Собрано устройство.

Результаты работы/выводы

В процессе подготовки к проекту был изучен принцип работы терменвокса с использованием лазерных дальномеров, разработан алгоритм для его работы. Были подготовлены материалы для сборки устройства, которое впоследствии было создано. Проект является базисным, поэтому будет совершенствоваться в дальнейшем.

Перспективы использования результатов работы

Устройство можно доработать, сделав звук более приятным для человеческого уха, генерируя не меандр, а синусоидальный сигнал (для чего понадобится более мощный процессор), а также используя специальную библиотеку при написании кода. В дальнейшем возможны добавления различных звуковых эффектов и использование другого динамика. После этих доработок устройство сможет послужить альтернативой классическому терменвоксу и пользоваться спросом среди музыкантов.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Детский технопарк «Альтаир» РТУ МИРЭА

Награды/достижения

Конкурс молодёжного научного форума «Шаг в будущее» 2022 – финалист

Мнение автора

«Несмотря на некоторые трудности, в целом удалось выполнить главную задачу проекта. Работа над ним была интересной и поучительной.

Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» запомнилась своей приятной атмосферой в финале, справедливыми и приветливыми экспертами и хорошими наградами. Спасибо!»