Geekly articles weekly

Suara dari gambar. Optical Synthesizer Lihat Modular

Hai GT!
4 Juni di Moskow akan menjadi tuan rumah festival berikutnya dari teknologi musik Synthposium . Ini akan menyatukan pecinta synthesizer untuk memutar tombol, mengumpulkan tambalan, menekan tombol dan mengagumi suara.
Kami juga diundang untuk melakukan sesuatu yang keren untuk festival ini.
Dan kami mengumpulkan synthesizer optik analog.


(Perhatian lalu lintas!)

Sekarang Anda akan melihat synthesizer analog terbaik di dunia dengan motor-o-o-ooh ... Dan MIDI.
, . Hammond Organ, MIDI .


Vco




Apakah Anda tahu cara mereproduksi suara dari film di bioskop? Dalam versi paling sederhana, suara direkam pada film yang sama dalam bentuk dua lagu - saluran kiri dan kanan. Di sini di gambar ini - suara stereo di sebelah kiri, dalam bentuk dua lagu putih. Di dekatnya masih ada banyak informasi digital, tetapi tidak tentang itu sekarang.
Cahaya melewati film dan memasuki phototransistor .
Jika sangat kasar, phototransistor mengubah foton yang masuk ke dalamnya menjadi arus listrik dan menguatkannya.
Semakin banyak foton yang mengenai transistor, semakin rendah resistansi, dan karenanya, semakin rendah tegangan pada Vout . Jika pencahayaan fototransistor bervariasi dalam rentang frekuensi yang dapat didengar, maka ketika sinyal dikirim dari Vout ke amplifier dengan speaker, kita akan mendengar suara.

Saya memutuskan untuk membuat synthesizer pada efek yang sama.
Saya menggunakan sensor garis ini sebagai pickup:

gambar

Sensor ini menerangi ruang di bawahnya dengan LED dan menerima cahaya yang dipantulkan dengan fototransistor. Pada output, kami memperoleh tegangan yang sebanding dengan kecerahan di bawah sensor. Jika ada, sensitivitas dapat disesuaikan dengan potensiometer bawaan.

Sekarang ambil beberapa gambar dan motor:



Kami memutar motor - kecerahan di bawah sensor akan mulai berubah secara siklis. Ini adalah bentuk gelombang yang saya dapatkan dari gambar ini:



Jika kita memutar gambar dengan frekuensi tidak dalam beberapa hertz, tetapi, katakanlah, di suatu tempat di 440 Hz, kita mendapatkan catatan untuk oktaf pertama. Dengan timbre menyerupai timbre dari beberapa fungsi periodik. Dan jika Anda memotret lebih rumit? Dapatkan timbre ... lebih keras.

Pitch


Synthesizer analog kami harus dapat memutar gambar dengan frekuensi catatan yang datang melalui MIDI. Saya ingin menangkap setidaknya satu oktaf kelima di nada. Menurut tabel catatan dan frekuensi, ini berada di bawah 1 kHz.
Jadi kita membutuhkan motor yang sangat gesit yang dapat berputar sekitar 1000 kali per detik. Saya mengambil yang cocok dari helikopter RC.

Saya harus mengatakan segera - dia melolong seperti orang Bulgaria. Selain itu, ia memotong kertas di jari-jarinya dengan kertas dan menyebarkan gambar ke berbagai arah, seperti ninja - senjata rahasia. Setelah tembakan lain, kantor memberontak. Harus puas dengan CD-drive tenang tua yang baik.



Drive CD memiliki chip driver sendiri, yang mengontrol mesin. Cukup untuk menyolder ke pin yang diperlukan, dan kita akan mendapatkan kesempatan untuk mengontrol kecepatan mesin dan mencari tahu frekuensi putarannya. Dalam kasus saya, itu adalah chip M63044FP. Saya tidak pernah menemukan datashita padanya. Tapi saya menemukan datasheet untuk M63022FP yang sangat mirip . Dia dibedakan oleh pinout, jadi saya harus mencari kaki kanan dengan menusuk.


Kecepatan rotasi diatur dengan menerapkan tegangan analog ke pin SPIN. Saya mengambil resistor 220 ohm, menyolder kabel ke sana. Menghidupkan power. Saya menjulurkan salah satu ujung resistor ke dalam bus 5 V dari drive CD, dan menusuk semua kaki dari rangkaian mikro dengan kabel. Setelah kontak dengan kaki yang diinginkan, mesin hidup. Saya terkejut, tetapi tidak ada yang habis dalam proses ini.
Untuk mengontrol kecepatan, masih harus menemukan pin OSC, yang berliku-liku saat mengganti belitan motor. Kemudian saya harus membuka osiloskop, menyalakan mesin dan mencari.

Sisanya sederhana. Kami mengikuti jalan dari kaki dan mencari tempat untuk menyolder?
Pada saat yang sama, solder LM7805 ke pin daya 5V untuk memberi daya pada seluruh struktur dengan satu sumber tegangan 12 V.
Kabel pada SPIN, OSC disolder. Dan bumi, sehingga semua perangkat berada pada gelombang yang sama:


Gambarnya dapat diklik.

Omong-omong, pengaturnya sangat panas selama operasi. Sangat mungkin untuk terbakar. Tetapi selama pesta DIY, hal-hal seperti itu tidak mengganggu saya. Itu bekerja.
Mesin dari CD-drive memungkinkan untuk mempercepat gambar hingga 250 Hz. Oleh karena itu, oktaf kecil adalah maksimum. Tidak ada yang bisa dilakukan, dalam hal ini kami memiliki synthesizer analog bass monophonic. Sama seperti Moog Minitour .

Amplop ADSR


Suara synthesizer ditentukan, antara lain, dengan modulasi frekuensi rendah dalam hal volume dan / atau frekuensi cutoff filter ( amplop ADSR ). Saya juga menginginkan hal seperti itu di synthesizer saya. Bagaimana cara melakukannya?
Awasi tangan Anda:
Karena komponen konstan sinyal dari pickup kami terputus oleh kapasitor input amplifier, volume suara dalam casing kami adalah perbedaan antara bagian gambar yang paling gelap dan paling terang. Semakin jauh sensor dari gambar, semakin kecil perbedaannya, karena semakin sedikit sensor foton mencapai fototransistor dari area paling terang. Semakin dekat sensor, semakin besar perbedaan ini, dan karenanya semakin besar amplitudo sinyal.
Jika sensor dibawa sangat dekat dengan gambar, di tempat-tempat terang transistor akan terbuka secara maksimal. Bagian halus dari gelombang suara akan terpotong dari ini. Hasilnya adalah semacam efek distorsi dengan peningkatan tajam dalam jumlah harmonik yang tinggi. Ini akan sangat meningkatkan suara. Jadi saya menaruh sensor pada servo.



Dengan acara MIDI NoteOn, ia akan semakin cepat mendekati gambar, semakin tinggi kecepatan menekan tombol keyboard MIDI (kecepatan). Seiring waktu, Anda dapat secara perlahan menaikkan sensor. Berikut ini adalah ADSR mekanik.

Jalur analog


Jalur analog tidak boleh berpotongan dengan daya dan bagian digital, agar tidak menangkap gangguan dari sana. Jadi saya hanya menyolder LM7805 lain dengan kapasitor elektrolitik dan keramik di Troyka Shield. Input 12 V dari Vin diterapkan pada input , dan output dikirim ke sensor garis dan modul penguat suara. Output dari sensor garis disolder langsung ke input amplifier. Itu dia, sekarang kita memiliki sirkuit daya analog yang terpisah.




MIDI


Input MIDI harus berupa pertanian kolektif pada optocoupler 6N137 . Itu mungkin untuk bertahan dengan satu transistor dengan sepasang resistor, tetapi tidak sesuai dengan standar.


Majelis


Elektronik

Membangun konstruksi dengan #Struktur mudah. Dari elektronik kita akan memiliki:
  • IskraJS - Saya akhirnya akan mencoba JavaScript mikrokontroler. Selain itu, ia memiliki DAC 12-bit. Ini hanya berguna untuk mengendalikan kaki pengemudi motor SPIN;
  • Troyka Shield - meniru solder;
  • Microservice FS90 - ADSR mekanik;
  • Sensor garis adalah pickup kami;
  • Amplifier audio Troyka adalah pengembangan rahasia biro desain kami. Sejauh ini, defisit, tetapi sudah dalam produksi;
  • Troyka-MIDI IN - TODO dari KB kami. Saya harus menyolder di papan tempat memotong roti.

Semua bagian ini memiliki peralatan khusus dari #Structurer, jadi rakitannya adalah:
  1. Berpakaian elektronik di # Structur;
  2. Dengan pisau dan penggaris, potong platform dari megapanel untuk kreativitas di bawah ukuran drive CD;
  3. Tutup mata Anda dan tempelkan barang elektronik di tempat yang sesuai. Saya mendapatkannya seperti ini (dapat diklik):



Mekaniknya

Untuk melampirkan gambar ke poros motor, Anda memerlukan semacam pengencang. Saya mencoba menempelkan gambar tepat pada spindle dengan selotip dua sisi, tetapi gambar-gambar itu dengan cepat terbang. Dan mengubahnya tidak nyaman.
Bagus bahwa ada semacam mount di drive CD itu sendiri. Lingkaran ini hidup di sampul atas drive CD, dan memperbaiki CD pada poros. Ia memiliki magnet, sehingga mudah dilepas dari gelendong dan letakkan kembali. Nah, gambar bisa ditempel ke pita sisi ganda sudah ke sana.

Di sini Anda juga dapat melihat peretasan kehidupan super untuk mengurangi waktu portamento saat mengubah frekuensi turun. Motor dari CD-drive tidak dapat rem. Oleh karena itu, portamento down menjadi sangat panjang sehingga sudah semacam glissando . Karena itu, rem dari selembar kertas yang dilipat ditambahkan.

Masukkan elektronik pada drive CD

Sentuhan terakhir. Elektronik cukup dimasukkan ke dalam drive CD. Jika ada, Anda dapat menariknya kapan saja.



Koneksi listrik

  • MIDI-in - P0;
  • SPIN - A4;
  • OSC - P2;
  • Layanan Mikro - P13.
  • Kekuatan Drive CD - Vin


Kode


Kode tersedia di github.com

Demonstrasi


Kami, seperti biasa, merekam video tentang proyek ini. Anda dapat mendengarkan bagaimana synthesizer ini terdengar dari 10:36.


Bagaimana itu bisa diperbaiki?


Dengan amplop dari servo itu ternyata lucu, tetapi tetap saja akan lebih baik untuk tujuan ini tanpa mekanik. Serangannya terlalu lama. Serangan akut dapat diperoleh jika alih-alih menggunakan lampu latar LED, lampu pijar dan PWM digunakan.

Epilog


Secara umum, jika menarik untuk bermain Look Modular, datang 4 Juni ke Synthposium . Saya akan menunjukkannya pada pukul 16:30. Saya akan membawa banyak kertas, gunting, selotip dua sisi, majalah dan pena berujung runcing. Mari kita bereksperimen bersama.

UPD


Jadi Synthium berlalu. Terima kasih kepada panitia dan peserta, itu sangat menarik.
Terima kasih kepada semua orang yang bereksperimen dengan suara dari gambar dengan saya. Saya tidak mengharapkan sambutan yang hangat. Menurut hasil percobaan, preset ini terdengar terbaik:
gambar

Video dari Instagram dari acara tersebut

Source: https://habr.com/ru/post/id394913/

More articles:


All Articles