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Le son de l'image. Synthétiseur optique Look Modular

Salut GT!
Le 4 juin à Moscou sera l' hôte du prochain festival de technologie musicale Synthposium . Il réunira les amateurs de synthétiseurs pour tourner les boutons, collecter les patchs, appuyer sur les touches et admirer les sons.
Nous avons également été invités à faire quelque chose de cool pour le festival.
Et nous avons monté un synthétiseur optique analogique.


(Attention trafic!)

Maintenant, vous verrez le meilleur synthétiseur analogique du monde avec un moteur-o-o-ooh ... Et MIDI.
, . Hammond Organ, MIDI .


Vco




Savez-vous comment reproduire le son d'un film dans une salle de cinéma? Dans la version la plus simple, le son est enregistré sur le même film sous la forme de deux pistes - les canaux gauche et droit. Ici dans cette image - son stéréo à gauche, sous la forme de deux pistes blanches. À proximité, il y a encore un tas d'informations numériques, mais pas à ce sujet maintenant.
La lumière traverse le film et pénètre dans le phototransistor .
S'il est très grossier, le phototransistor convertit les photons qui y pénètrent en un courant électrique et l'amplifie.
Plus les photons frappent le transistor, plus sa résistance est faible et, par conséquent, plus la tension à Vout est faible . Si l'éclairage du phototransistor varie dans la gamme des fréquences audibles, alors quand un signal est envoyé de Vout à un amplificateur avec un haut-parleur, nous entendons un son.

J'ai décidé de faire un synthétiseur sur le même effet.
J'ai utilisé ce capteur de ligne comme capteur:

image

ce capteur illumine l'espace en dessous avec une LED et reçoit la lumière réfléchie avec un phototransistor. En sortie, on obtient une tension proportionnelle à la luminosité sous le capteur. Si quelque chose, la sensibilité peut être ajustée par le potentiomètre intégré.

Maintenant, prenez une photo et un moteur:



Nous tournons le moteur - la luminosité sous le capteur commencera à changer cycliquement. Voici une forme d'onde que j'ai obtenue de cette image:



Si nous déformons l'image avec une fréquence qui n'est pas dans quelques hertz, mais disons quelque part à 440 Hz, nous obtenons une note pour la première octave. Avec un timbre ressemblant au timbre d'une fonction périodique. Et si vous prenez une photo plus compliquée? Obtenez le timbre ... plus dur.

Pitch


Notre synthétiseur analogique devrait pouvoir faire pivoter l'image avec la fréquence de la note qui lui est parvenue via MIDI. Je voulais capturer au moins une cinquième octave de hauteur. Selon le tableau des notes et des fréquences, c'est quelque part en dessous de 1 kHz.
Nous avons donc besoin d'un moteur très agile qui peut tourner environ 1000 fois par seconde. J'en ai pris un convenable dans un hélicoptère RC.

Je dois dire tout de suite - il a hurlé comme un Bulgare. De plus, il a coupé du papier sur ses doigts avec du papier et dispersé des images dans différentes directions, comme des ninjas - shurikens. Après un autre coup de feu, le bureau s'est rebellé. J'ai dû me contenter du bon vieux lecteur de CD silencieux.



Le lecteur de CD possède sa propre puce de pilote, qui contrôle le moteur. Il suffit de souder aux broches nécessaires, et nous aurons l'occasion de contrôler le régime moteur et de découvrir la fréquence à laquelle il tourne. Dans mon cas, c'était une puce M63044FP. Je n'ai jamais trouvé de datashita sur elle. Mais j'ai trouvé une fiche technique pour un M63022FP très similaire . Elle se distinguait par le brochage, j'ai donc dû chercher les jambes droites en poussant.


La vitesse de rotation est régulée en appliquant une tension analogique à la broche SPIN. J'ai pris une résistance de 220 ohms, j'ai soudé les fils. Allumé l'alimentation. J'ai enfoncé une extrémité de la résistance dans le bus 5 V du lecteur de CD et j'ai percé toutes les jambes du microcircuit avec du câblage. Au contact de la jambe souhaitée, le moteur a démarré. Je suis surpris, mais rien n'a brûlé dans le processus.
Pour contrôler la vitesse, il reste à trouver la broche OSC, qui donne un méandre lors de la commutation des enroulements du moteur. Ensuite, j'ai dû découvrir l'oscilloscope, démarrer le moteur et rechercher.

Le reste est simple. Nous suivons le chemin des jambes et cherchons où souder?
En même temps, soudez le LM7805 à la broche d'alimentation 5 V pour alimenter toute la structure avec une seule source de tension de 12 V.
Les fils du SPIN, OSC sont soudés. Et la terre, pour que tous les appareils soient sur la même longueur d'onde:


L'image est cliquable.

Le régulateur, soit dit en passant, est très chaud pendant le fonctionnement. Il est tout à fait possible de se brûler. Mais pendant la frénésie de bricolage, de telles choses ne me dérangent pas beaucoup. Ça marche.
Le moteur du lecteur de CD a permis d'accélérer l'image à 250 Hz. Par conséquent, la petite octave est le maximum. Il n'y a rien à faire, dans ce cas nous avons un synthétiseur analogique monophonique basse . Tout comme Moog Minitour .

Enveloppe ADSR


Le son du synthétiseur est déterminé, entre autres, par une modulation basse fréquence en termes de volume et / ou de fréquence de coupure du filtre ( enveloppe ADSR ). Je voulais aussi une telle chose dans mon synthétiseur. Comment faire
Faites attention: étant
donné que la composante constante du signal de notre micro est coupée par le condensateur d'entrée de l'amplificateur, le volume sonore dans notre cas est la différence entre les parties les plus sombres et les plus lumineuses de l'image. Plus le capteur est éloigné de l'image, plus cette différence est faible, car moins de capteurs de photons atteignent le phototransistor depuis les zones les plus lumineuses. Plus le capteur est proche, plus cette différence est grande, et donc plus l'amplitude du signal est grande.
Si le capteur est amené très près de l'image, dans des endroits lumineux, le transistor s'ouvrira au maximum. Les sections lisses de l'onde sonore en seront coupées. Le résultat est une sorte d'effet de distorsion avec une forte augmentation du nombre d'harmoniques élevées. Cela améliorera considérablement le son. J'ai donc mis le capteur sur le servo.



Avec un événement MIDI NoteOn, il se rapproche rapidement de l'image, plus il est proche, plus la vitesse de pression sur la touche du clavier MIDI est élevée (vitesse). Au fil du temps, vous pouvez soulever lentement le capteur. Voici un tel ADSR mécanique.

Chemin analogique


Le chemin analogique ne doit pas croiser les parties puissance et numérique, afin de ne pas interférer avec elles. Je viens donc de souder un autre LM7805 avec des condensateurs électrolytiques et céramiques dans le Troyka Shield. Une entrée 12 V de Vin a été appliquée à l'entrée et la sortie a été envoyée au capteur de ligne et à un module amplificateur de son. La sortie du capteur de ligne a été soudée directement à l'entrée de l'amplificateur. Voilà, nous avons maintenant un circuit d'alimentation analogique séparé.




MIDI


L'entrée MIDI devait être une batterie de serveurs collective sur l' optocoupleur 6N137 . Il était possible de se débrouiller avec un seul transistor avec une paire de résistances, mais non conforme à la norme.


Assemblage


Électronique

Construire une construction avec une #Structure est facile. De l'électronique, nous aurons:
  • IskraJS - Je vais enfin essayer le microcontrôleur JavaScript. De plus, elle possède un DAC 12 bits. Il est juste utile pour contrôler le pied du pilote de moteur SPIN;
  • Troyka Shield - imite la soudure;
  • Microservice FS90 - ADSR mécanique;
  • Le capteur de ligne est notre pick-up;
  • L'amplificateur audio Troyka est le développement secret de notre bureau d'études. Jusqu'à présent, le déficit, mais déjà en production;
  • Troyka-MIDI IN - TODO de notre KB. J'ai dû souder sur la planche à pain.

Toutes ces pièces ont un équipement spécial du #Structurer, donc l'assemblage est:
  1. Habillez l'électronique en # Structur;
  2. Avec un couteau et une règle, découpez dans le mégapanel une plate - forme de créativité pour s'adapter à la taille d'un lecteur de CD;
  3. Fermez les yeux et collez l'électronique à votre place. Je l'ai comme ça (cliquable):



La mécanique

Afin de fixer une image sur l'arbre du moteur, vous avez besoin d'une sorte de fixations. J'ai essayé de coller l'image directement sur la broche avec du ruban adhésif double face, mais les images se sont rapidement envolées. Et les changer n'est pas pratique.
C'est bien qu'il y ait un tel support dans le lecteur de CD lui-même. Ce cercle se trouve dans le capot supérieur du lecteur de CD et fixe les CD sur la broche. Il a un aimant, il est donc facile de le retirer de la broche et de le replacer. Eh bien, l'image peut déjà être collée sur du ruban adhésif double face.

Ici, vous pouvez également voir un super hack de vie pour réduire le temps de portamento lorsque vous modifiez la fréquence. Le moteur du lecteur CD ne peut pas freiner. Par conséquent, le portamento devient si indécemment long qu'il est déjà une sorte de glissando . Par conséquent, un frein d'une feuille de papier pliée a été ajouté.

Mettez l'électronique sur un lecteur de CD

La touche finale. L'électronique est simplement insérée dans un lecteur de CD. Si quelque chose, vous pouvez le retirer à tout moment.



Connexions électriques

  • Entrée MIDI - P0;
  • SPIN - A4;
  • OSC - P2;
  • Microservice - P13.
  • Puissance du lecteur de CD - Vin


Code


Le code est disponible sur github.com

Démonstration


Nous avons, comme toujours, enregistré une vidéo sur ce projet. Vous pouvez écouter le son de ce synthétiseur à partir de 10:36.


Comment peut-il être amélioré?


Avec les enveloppes du servo, cela s'est avéré drôle, mais il serait préférable de se passer de la mécanique à cet effet. L'attaque est trop longue. Une attaque aiguë pourrait être obtenue si, au lieu d'utiliser la LED de rétroéclairage, une lampe à incandescence et un PWM étaient utilisés.

Épilogue


En général, s'il est intéressant de jouer à Look Modular, venez le 4 juin au Synthposium . Je vais le montrer à 16h30. J'apporterai beaucoup de papier, des ciseaux, du ruban adhésif double face, des magazines et des feutres. Essayons ensemble.

UPD


Le Synthium est donc passé. Merci aux organisateurs et aux participants, c'était très intéressant.
Merci à tous ceux qui ont expérimenté avec moi le son des images. Je ne m'attendais pas à un accueil aussi chaleureux. Selon les résultats des expériences, ce préréglage sonne le mieux:
image

vidéo d'Instagram de l'événement

Source: https://habr.com/ru/post/fr394913/

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