Polifoniczny elektryczny instrument muzyczny zrób to sam. Schematy i projekty instrumentów muzycznych DIY. Symulator kaczki

Ostatnio zacząłem składać projekty, które nie były dla mnie zbyt satysfakcjonujące. Multiwibratory, stroboskopy i wyzwalacze przestały cieszyć moje oczy. Postanowiłem „ożywić” moje kolejne projekty i dodać do nich dźwięk. Pomysł ten zainspirował mnie do stworzenia mojego pierwszego projektu dźwiękowego - zmysłowego instrumentu muzycznego. Oto jego zdjęcie:

Jego obwód jest zaskakująco prosty – tylko osiem części, nie licząc akumulatora. Oto ich lista:
Rezystor .................................................. ....1,5 kOhm;
Rezystor .................................................. ....1 kOhm;
Rezystor .................................................. ....470 omów;
Rezystor .................................................. ....10 kOhm, zmienne;
Tranzystor................................................. .KT315B;
Tranzystor................................................. .MP42B;
Kondensator ..................................100 nF ;
Głośnik................................................. ....... ......odporność na dźwięk. cewki 8 omów;

Przejdźmy teraz do samego diagramu. Pokazano to na rysunku:

To urządzenie działa zgodnie z następującą zasadą:

Asymetryczny multiwibrator jest montowany przy użyciu tranzystorów o różnych konstrukcjach, których obciążeniem jest głowica dynamiczna. W stanie pokazanym na schemacie multiwibrator nie działa. Naturalnie w cewce nie ma dźwięku. Ale gdy tylko podłączysz rezystor między stykami E1 i E2, w głośniku zabrzmi dźwięk, którego tonację określa rezystancja tego rezystora. Zasilanie zasilane jest z akumulatora 4,5 V, ale ja wziąłem „koronę”.

„Narzędzie” reaguje na rezystancję od 1 mOhm i poniżej. Można grać jednym palcem lub dwiema rękami. W pierwszym wariancie czujniki muszą być umieszczone obok siebie, w drugim w pewnej odległości.

Urządzenie można umieścić w obudowie lub zamontować tak jak ja.

Tranzystor KT315B można zastąpić dowolnym z tej serii, a MP42B można zastąpić tranzystorem germanowym GT403B lub tranzystorem krzemowym z serii KT817.

Lista radioelementów

Źródło: magazyn « Technika – młodzież » , nr 3 za rok 1960. Autor: B. Orłow (inżynier). Artykuł uzupełniłem małą notatką o emiritonie z tego samego pisma, ale z nr 1 za rok 1946.

„Instrumenty elektromuzyczne, dzięki szerokiej rozpiętości wysokości, sile i bogactwu barw, poszerzają możliwości twórcze nie tylko kompozytora, ale także wykonującego muzyka. A takie walory jak wyraziste, piękne brzmienie w połączeniu z melodyjnością, bogactwem barw i dostępnością technik wykonawczych zapewniają ich masową dystrybucję i czynią z nich poważny czynnik przenikania wysokiej kultury muzycznej do życia codziennego.”(Z wypowiedzi Artysty Ludowego Akademika ZSRR B.V. Asafiewa)

Trochę historii

Czy zaskakują nas bogate i różnorodne możliwości ekspresyjne współczesnej orkiestry? Nie, teraz wydają się takie naturalne. W końcu instrumenty muzyczne i techniki gry były udoskonalane na przestrzeni wieków. Rzadko myślimy o tym, że kompozytor XVII wieku nie miał połowy zasobów, jakie posiada kompozytor naszych czasów. Tymczasem do niedawna muzykę wykonywano wyłącznie w skrajnych odcieniach natężenia dźwięku: albo cicho, albo głośno. Kompozytorzy nie wiedzieli jeszcze, jakie możliwości kryje się w stopniowym wzmacnianiu lub osłabianiu dźwięczności. A kiedy w połowie XVIII wieku włoski kompozytor i dyrygent Iomelli po raz pierwszy zastosował te efekty, wrażenie było oszałamiające: wraz ze wzrostem siły dźwięku słuchacze, wstrzymując oddech, jednomyślnie wstali z miejsc. .

Instrumenty dęte pozostały bardzo niedoskonałe. A instrumenty takie jak puzon, tuba, czelesta, saksofon nie zostały jeszcze wynalezione. Wraz z ich pojawieniem się około połowy ubiegłego wieku ukształtował się skład orkiestry symfonicznej, który w dużej mierze przetrwał do dziś.

Od tego czasu prace nad projektowaniem nowych instrumentów utknęły w martwym punkcie. Dalsze wzbogacanie palety brzmieniowej orkiestry nastąpiło jedynie poprzez udoskonalanie instrumentów i rozwój umiejętności wykonawczych.

Jednak konstrukcje klasycznych instrumentów muzycznych mają wiele wad: pod wieloma względami są nadal dalekie od doskonałości. W arsenale barw orkiestrowych współczesny kompozytor czasami nie znajduje wszystkiego, co niezbędne do realizacji swoich twórczych pomysłów. Każda grupa instrumentów – instrumenty dęte blaszane, drewniane, smyczkowe, perkusyjne – jest w pewnym stopniu ograniczona i ograniczona w swoich możliwościach, tak jak ograniczone byłoby malarstwo, gdyby farby artysty charakteryzowały się jedynie pociągnięciami określonego kształtu.

Melodyjne i wyraziste instrumenty smyczkowe brzmią słabo, natomiast głośne instrumenty dęte blaszane są nieaktywne. Cały zakres dźwięków wysokościowych podzielony jest na szereg dość wąskich odcinków przypisanych do poszczególnych instrumentów orkiestry.

Paleta brzmieniowa orkiestry jest nieciągła, a jej stan przypomina okresowy układ elementów Mendelejewa w czasach, gdy braki w jej szeregach były jeszcze dalekie od wypełnienia.

Czy barwa jest barwą dźwięku? Ta właściwość, dzięki której łatwo rozpoznajemy instrumenty, nawet jeśli ich nie widzimy, nie pozostaje niezmieniona w każdym z nich. Podczas gry w różnych rejestrach barwa trąbki, puzonu i fagotu zmienia się, jak gdyby w miarę przesuwania pędzla po płótnie zmieniały się odcienie farb artysty. Czy można sobie wyobrazić obraz o jasnych kolorach tylko w środkowej części płótna, białawym u góry i przytłumionym lub brudnym u dołu? Ileż energii musi włożyć kompozytor, aby opanować nieuporządkowane i podstępne barwy orkiestry!

Nie ma mniej przeszkód na drodze do mistrzostwa dla wykonawcy. Dopiero wiele lat wytrwałego i wytrwałego treningu, rozpoczynającego się zwykle w dzieciństwie, daje mu pełną i zwycięską władzę nad instrumentem. Wymaga tego sama zasada wytwarzania dźwięku: mechaniczne drgania strun lub słupa powietrza w rurze. Jest całkiem oczywiste, że w dobie automatyki i elektroniki rozwój instrumentów muzycznych nie mógł już podążać starą, mechaniczną ścieżką.

Pierwsze kroki muzyki elektronicznej

Wielkie odkrycia techniczne: telegraf, telefon, radio – dały twórcom nowych instrumentów muzycznych – temu materialnemu korpusowi muzycznemu – zupełnie nowe środki. Obecnie nazywamy je radioelektronicznymi. Powstał obszar fascynującej twórczej współpracy inżynierów radiowych, akustyków i muzyków. Prace w tym zakresie okazały się owocne: jedna po drugiej zaczęły pojawiać się różne konstrukcje instrumentów.

Na początku były one bardzo złożone, niedoskonałe i frustrująco kłopotliwe. Tak więc jeden z pierwszych organów elektrycznych ważył 200 ton. Oczywiście pozostał jedynie eksperymentem laboratoryjnym. Instrument jego rodaka Lee de Foresta, wynalazcy lampy trójelektrodowej, również nie został wdrożony w praktyce.

Pierwszym elektrycznym instrumentem muzycznym, który stał się powszechnie znany na całym świecie, był. Wspominając pierwsze kroki nowego instrumentu, mówi:

– Mnie, fizykowi i inżynierowi radiowemu, który również zdobył wykształcenie muzyczne w Konserwatorium Leningradzkim, wydawało się, że wykorzystanie lamp radiowych w muzyce, co w latach dwudziestych było taką samą nowością jak obecnie reaktor jądrowy, otwiera kuszące perspektywy . Tworząc mój instrument chciałem, aby dźwięk był posłuszny bezpośrednio wykonawcy, bez pośredniego ośrodka mechanicznego – tak jak orkiestra jest posłuszna dyrygentowi. W tym instrumencie dźwięk wydobywany jest w nietypowy sposób, poprzez swobodny ruch ręki w przestrzeni wokół małego metalowego drążka – anteny. Po raz pierwszy zademonstrowałem to w 1921 roku na VIII Kongresie Elektrotechnicznym. Następnie wykonałem na Thereminie kilka utworów Saint-Saënasa i muzykę ludową (jak sugerował nazwanie nowego instrumentu przez jednego z krytyków muzycznych).

Theremin wykorzystuje dwa oscylatory wysokiej częstotliwości. Kiedy zbliżasz rękę do pręta anteny, zmienia się pojemność obwodu oscylacyjnego, a co za tym idzie, częstotliwość jednego z generatorów. Częstotliwość dźwięku wymaganą do wykonywania muzyki uzyskuje się jako różnicę pomiędzy wysokimi częstotliwościami wzbudzanymi przez generatory.

Po Thereminie pojawiła się cała gama instrumentów mocy. Ten Ilstona kompozytor I.G. Ilsarov, konstrukcja i sposób wydobywania dźwięku podobny do Theremina, instrument gryfowy sonaru inżyniera N.S. Ananyeva, altówka V.A. Gurova, instrumenty klawiszowe: equodyna projekty A.A. Volodina, companola I.D. Simonova i innych.

W latach powojennych powstały nowe konstrukcje elektrycznych instrumentów muzycznych, które już dziś można uznać za poważnych konkurentów instrumentów konwencjonalnych. Pomiędzy nimi emiriton A.A. Iwanow i A.V. Rimski-Korsakow, „V-9” A.A. Volodina, oryginalny instrument polifoniczny ryskiego radioamatora L. Vingrisa. Ale szczególnie interesujące są miniaturowe pianina elektroniczne kompozytora Ilsarowa. Zawierają tylko sześć lamp próżniowych (bez wzmacniacza), ale mogą współpracować z dwiema lampami.

Jak są zbudowane?

Co reprezentują? elektryczne instrumenty muzyczne?

Pomimo dużych różnic w konstrukcjach, obwody takich instrumentów tworzone są według ogólnej zasady. Sercem instrumentu jest generator tonów, przypominający nadajnik radiowy. W większości przypadków działa na lampach próżniowych i wzbudza oscylacje elektryczne o bardzo skomplikowanych kształtach.

Dlaczego konieczne jest generowanie właśnie takich oscylacji elektrycznych? Faktem jest, że kompozycja dźwięków muzycznych nie jest prosta. Składają się z drgań powietrza o różnej częstotliwości i natężeniu. Na całkowitą fluktuację składa się kilka elementów. Jeden z nich ma najniższą częstotliwość. Nazywa się to tonem podstawowym, pozostałe nazywane są alikwotami. W przypadku drgań okresowych, np. dźwięków muzycznych, częstotliwości alikwotów są wielokrotnościami częstotliwości tonu podstawowego, czyli przekraczają ją całkowitą liczbę razy. Są to tak zwane harmoniczne. W spektrum brzmieniowym instrumentu barwa w dużej mierze zależy od nich. Na przykład 11 harmonicznych bierze udział w tworzeniu barwy klarnetu. Dźwięk, który jest w nich bardzo ubogi, wydaje się matowy i niewyraźny, a gdy w ogóle nie ma harmonicznych, robi na uchu najprostsze wrażenie i dlatego nazywany jest tonem prostym lub czystym.

Złożone oscylacje elektryczne wzbudzane przez generator tonów zawierają dużą liczbę harmonicznych. Dlatego elektryczny instrument muzyczny może z łatwością wytwarzać szeroką gamę barw, które mogą być zbliżone do barw konwencjonalnych instrumentów lub mogą być zupełnie nowe. Klawisze przyrządu są wyposażone w styki, które obejmują rezystancje elektryczne o różnych rozmiarach w obwodach generatora. Pozwala to na uzyskanie dźwięków we wszystkich rejestrach skali muzycznej, od najniższego do najwyższego.

W kolejnym bloku elektrycznego instrumentu muzycznego reguluje się charakter pojawiania się i tłumienia dźwięku. Procesy te mają ogromny wpływ na barwę i mogą ją całkowicie przekształcić. Następnie prąd elektryczny kierowany jest do tzw. łańcuchów enzymatycznych, gdzie wzmacniane są niektóre harmoniczne. W konwencjonalnych instrumentach takie wzmocnienie zapewnia korpus, który pełni rolę rezonatora akustycznego i podkreśla brzmienie poszczególnych częstotliwości w widmie dźwięku. Prąd elektryczny jest następnie przesyłany do wzmacniacza wyposażonego w pedał głośności. Umożliwia to zmianę siły dźwięku w najszerszym możliwym zakresie, stopniowo ją zwiększając lub zmniejszając w razie potrzeby. Źródłem dźwięku jest głośnik dynamiczny.

Syntetyczne brzmienie

Oprócz projektowania nowych instrumentów wykonawczych istnieje jeszcze jeden interesujący obszar muzyki elektronicznej - tworzenie urządzeń elektronicznych przeznaczonych do pracy kompozytorów. Zasada, na której się opierają, jest bardzo prosta. Każdy dźwięk muzyczny można przedstawić jako pewien zestaw czystych tonów. Wręcz przeciwnie, mając ich odpowiednio dużą liczbę, można uzyskać dźwięki o dowolnej wysokości, głośności i barwie. Pracując z takim urządzeniem, kompozytor staje się niejako selektorem dźwięku. Łącząc je w różne zestawienia, tworzy niespotykane dotychczas dźwiękowe owoce – hybrydy, których wytworzenie jest technicznie nieosiągalne dla zwykłej orkiestry. Ponieważ takie urządzenie wykorzystuje ideę połączenia, syntezy prostych dźwięków w celu wytworzenia złożonych, nazywa się je syntezatorem.

Badania w tym zakresie rozpoczęły się w naszym kraju już w latach 30-tych XX wieku. Wynalazcy dużo tu pracowali. Wykorzystali możliwości kina: w końcu na filmie dźwięk jest rejestrowany w postaci falistej linii, dobrze widocznej dla oka. Łącząc nagrania różnych czystych tonów w jeden ręcznie rysowany wykres dźwięku, udało im się wyprodukować dźwięki o charakterystycznej i interesującej barwie. Jednak ta metoda nie jest powszechnie stosowana, ponieważ rysowanie dźwięku jest bardzo żmudnym i trudnym zadaniem.

Prace w tym zakresie kontynuował kandydat nauk technicznych E.A. Murzin, który niedawno zakończył wieloletnią pracę nad stworzeniem syntezatora muzyki elektronicznej. Projektant nazwał je na cześć wybitnego rosyjskiego kompozytora Aleksandra Nikołajewicza Skriabina, w którego muzeum urządzenie jest obecnie zainstalowane.

ANS zapewnia kompozytorowi 576 czystych tonów, obejmujących 8 oktaw skali muzycznej. Urządzenie sterujące pozwala łączyć te dźwięki w dowolną kombinację. Generowane są metodą optyczno-mechaniczną. Urządzenie składa się z czterech identycznych bloków, z których jeden jest zaznaczony na kolorowej zakładce.

Pracując na tej niesamowitej maszynie, kompozytor nagrywa muzykę nie za pomocą nut, ale ze specjalnymi znakami częstotliwości. Na nieprzezroczystym szkle robi znaki – „partyturę”. Jednocześnie kompozytor nie musi czekać, aż orkiestra nauczy się i wykona swój utwór. Potrafi słuchać muzyki pisanej już w trakcie jej komponowania, od razu dokonując niezbędnych poprawek.

Synteza barw jest bardzo różnorodna, szybko przeprowadzana za pomocą zestawu pokręteł na urządzeniu sterującym. Pozwala to na tworzenie całkowicie nowych dźwięków w ANS, których nie można uzyskać na konwencjonalnych instrumentach.

Na ANS można uzyskać złożone dźwięki, różniące się od siebie wysokością nie tylko o 1/12 oktawy, jak na fortepianie, ale o dowolną odległość aż do 1/72 jego części, kiedy stają się one prawie nie do odróżnienia dla ucho.

Aby uzyskać indywidualne odcienie, szumy i wydźwięk, kompozytor może pracować z „partyturą” jak artysta, retuszując i zamalowując luki. Zawsze widzi przed sobą obraz wizualny – kod świetlny odpowiadający zapisanej frazie muzycznej. To pomaga w jego pracy. Może także regulować głośność każdego z 16 rejestrów instrumentu (w oparciu o liczbę fotokomórek), głośność ogólną i tempo wykonania. Kompozytor czyni to już na drugim etapie swojej twórczości, jakby zamieniając się w dyrygenta. Tutaj używa jeszcze dwóch specjalnych uchwytów. Po ostatecznym dostosowaniu za ich pomocą odcieni dźwięku nagrywa muzykę na taśmę magnetyczną.

Zakładka przedstawia schemat syntezatora muzycznego ANS, zaprojektowanego przez E.A. Murzina. Najważniejsze jest tutaj optyczno-mechaniczny generator czystych tonów dźwiękowych. Składa się z czterech identycznych bloków. Każdy blok zawiera następujące części: 1 – źródło światła; 2 – kondensator zbierający światło w płaską wiązkę; 3 – obracający się dysk pokryty rzędami ciemnych pasków, płynnie przechodzący w przezroczyste przestrzenie; 4 – skrzynia biegów łącząca tarczę z silnikiem elektrycznym; 5 – koło zamachowe.

Pod wpływem obrotu dysku wiązka światła staje się przerywana, „modulowana”. Stany „światło” i „ciemność” płynnie przeplatają się ze sobą. Prędkość tych naprzemiennych wzrasta równomiernie od środka i krawędzi dysku.

Lustro 6 kieruje modulowany przepływ światła przez soczewkę 7 na płaską szybę - „nacięcie” 8, pokrytą od góry nieschnącą czarną farbą. Jeśli w niektórych miejscach usunie się farbę, wówczas zmodulowane światło wpadnie do cylindrycznych soczewek 9 i pryzmatów 10, a następnie do fotokomórek 11 (w sumie jest ich 16). Wzmocnienie powstałego prądu przemiennego wytwarza dźwięk w głośniku.

Wszystkie cztery bloki generatorów wytwarzają na szkle jeden ciągły pasek modulowanego światła. Przełożenia przekładni dobiera się tak, aby uzyskać naprzemienność światła i cienia wzdłuż tego paska z takim samym prawem zmiany częstotliwości, jak w skali dźwięków klawiatury fortepianu. Dla wygody kompozytora obraz klawiatury jest drukowany wzdłuż paska świetlnego. Enkoder - urządzenie do usuwania farby z powierzchni szkła - „nacięcie”, porusza się w tym samym kierunku. Za pomocą jego noży można wykonać szczeliny w szkle o wymaganej szerokości i długości, co określa głośność i czas trwania dźwięku. Łącznie enkoder posiada 16 noży. Pozwalają połączyć ton główny wraz z dowolną z jego 15 harmonicznych w jedno brzmienie, nadając mu pożądaną barwę. Obracając małym pokrętłem, kompozytor może poruszać szkłem – „partyturą” – i od razu słuchać zapisanych fraz muzycznych.

Syntezator ANS zyskał już uznanie i uznanie wielu kompozytorów i akustyków. „Powszechny rozwój nagrań mechanicznych we współczesnym życiu” – napisał kompozytor I.G. Boldyrev – „daje podstawy sądzić, że możliwe jest wykorzystanie aparatu ANS w praktyce artystycznej w dziedzinie kina, radia, telewizji i nagrań - we wszystkich tych przypadkach, gdy efekty zamierzeń kompozytora można odtworzyć na tym urządzeniu łatwiej i dokładniej niż na konwencjonalnych instrumentach.”

Praca z nowym narzędziem pokazała już jego bogate możliwości. Aby w pełni go opanować, kompozytor musi dużo pracować, opanować niezwykły system produkcji dźwięku. Ale zostanie sowicie wynagrodzony – ponieważ syntezator ANS zapewnia mu możliwości ekspresji wielokrotnie większe niż w przypadku konwencjonalnej orkiestry.

Spróbujmy spojrzeć w przyszłość muzyki elektronicznej. Czeka tam na nas wiele muzycznych cudów. Jednym z nich są małe przyrządy wykonane z półprzewodników. Lekkie i wygodne, ich jakość dźwięku nie jest gorsza od zwykłych. Prosta klawiatura sprawi, że będą one dostępne dla nieprofesjonalnego amatora. Takie narzędzia mogą być bardzo niedrogie. I nie będą to już próbki eksperymentalne. Każdy, kto będzie chciał nabyć taki instrument, będzie mógł swobodnie go kupić w sklepie.

Dzisiejsza technologia umożliwia realizację pomysłów, o których muzycy z przeszłości mogli jedynie marzyć. Obejmuje to muzykę lekką, muzykę z płynnymi zmianami barw i przestrzenne efekty dźwiękowe. A instrumenty takie jak Theremin pozwolą Ci stworzyć „muzykę taneczną”. Przecież tancerz baletowy może „skomponować” muzykę, która towarzyszy temu tańcu nie tylko ruchem ręki, ale całym tańcom. I o wiele więcej muzycznych cudów będzie możliwych dzięki elektronice radiowej. Nawet trudno je teraz przewidzieć.

Emiritona

Emiritona to jednogłosowy elektryczny instrument muzyczny o zakresie 6 1/2 oktawy. To narzędzie nie jest automatyczne; na nim, podobnie jak na pianinie czy skrzypcach, trzeba nauczyć się grać. Na emiritonie można uzyskać szeroką gamę dźwięków: naśladować skrzypce, wiolonczelę, klarnet, obój, saksofon i wiele instrumentów dętych. Co więcej, nawet takie dźwięki o specyficznej barwie, jak bębnienie, ryk samolotu, śpiew ptaków i samogłoski ludzkiego głosu, są odtwarzane przez emiriton.

Można na nim wykonać dowolne skomplikowane utwory muzyczne.

Emiriton zaprojektowali A. A. Iwanow i A. V. Rimski-Korsakow.

Zewnętrznie instrument przypomina fisharmonię bez klawiszy. Zamiast tego jest bar elektryczny. Jest to długi reostat, na który naciągnięta jest elastyczna taśma kontaktowa.

Korpus emiriton zawiera oscylator lampowy, kontrolę barwy, filtr i wzmacniacz. Generator lampowy działa w oparciu o obwód wytwarzający różne oscylacje harmoniczne. Naciskając drążek we właściwym miejscu, wykonawca włącza część reostatu do obwodu generatora i tym samym ustawia określone napięcie na siatce lampy. Każde napięcie ma swoją własną częstotliwość oscylacji.

Zmiana barwy dźwięku – barwy – odbywa się za pomocą specjalnego urządzenia, które zmienia kształt wibracji. Po przejściu przez niego drgania dostają się do elektrofiltra. Filtr pomaga uwypuklić pożądaną częstotliwość zakresu muzycznego, czyli uzyskać tzw. formanty dźwiękowe.

Wykonawca steruje tym instrumentem za pomocą odpowiednich uchwytów i małej klawiatury umieszczonej przy gryfie. Głośność dźwięku sterowana jest za pomocą pedału nożnego. Z filtra elektrycznego wibracje przechodzą przez wzmacniacz do głośnika umieszczonego w dolnej części korpusu instrumentu.

Bogaty w różne barwy, emiriton może wytwarzać dźwięk o dowolnej głośności. To jego wielka zaleta w porównaniu do konwencjonalnych instrumentów muzycznych, których wolumen dźwięku jest bardzo ograniczony.

Elektryczne instrumenty muzyczne cieszą się popularnością wśród wielu początkujących radioamatorów. Dla tych, którzy zamierzają rozpocząć budowę tego typu urządzeń, powtórzenie poniższych schematów można uznać za pierwszy krok w kierunku opanowania budowy bardziej złożonych i nowoczesnych instrumentów.

Wiadomo, że widma drgań dźwięku stosowane w elektrycznych instrumentach muzycznych muszą spełniać określone warunki. W szczególności, aby początkowi i końcowi każdej nuty nie towarzyszyły trzaski, obwiednia wibracji dźwięku musi być gładka. Najprostszy instrument jednogłosowy spełniający te warunki można zbudować wykorzystując tylko jeden tranzystor (rys. 1). Każdy klawisz tego instrumentu zamyka jeden ze styków K1 - K12 i styk K13. W tym przypadku odpowiedni kondensator C1 - C12 tworzy obwód oscylacyjny z indukcyjnością cewki L1, który wraz z tranzystorem T1 tworzy generator ze sprzężeniem zwrotnym autotransformatora.

Czas trwania „ataku” (pojawiania się) dźwięku po naciśnięciu klawisza jest ustalany przez stałą czasową łańcucha R1C13. Czas trwania tłumienia dźwięku zależy od wartości pojemności kondensatora C13. Tabela pokazuje wartości pojemności kondensatorów pętlowych dla częstotliwości odpowiadających drugiej oktawie skali muzycznej.

Cewka indukcyjna L1 i transformator Tp1 mają rdzeń wykonany z płytek ShL6X10. Cewka L1 zawiera 900+100 zwojów drutu PEV-1 0,12. Uzwojenie I transformatora zawiera 600, a uzwojenie II - 150 zwojów tego samego drutu. Rezystory i kondensatory - dowolny typ. Jako 77 można zastosować tranzystory takie jak MP39 - MP42 dowolnej serii liter.

Budując narzędzie należy zwrócić uwagę na to, że styki K1 - K12 zamykają się wcześniej i otwierają później niż styk K13. Rezystor R3 dobiera się taką wartość, że występowanie oscylacji jest niezawodnie zapewnione, a prąd kolektora nie przekracza 4 mA.

Na ryc. Na rycinie 2 przedstawiono wariant schematu instrumentu pozwalający na uzyskanie dźwięków tłumionych (o charakterze szarpanym). W położeniu początkowym kondensator C13 ładowany jest do napięcia akumulatora B1. Po naciśnięciu dowolnego klawisza K1 - K12 styki 2, 3 są zwarte i do generatora dostarczane jest napięcie z kondensatora C13, którego czas rozładowania zależy od danych w obwodzie R4C14. Obwód ten określa czas trwania „ataku” dźwiękowego. Czas trwania tłumienia zależy od całkowitej wartości pojemności kondensatorów C13, C14 po naciśnięciu klawiszy K1 - K12 i pojemności kondensatora C14 po zwolnieniu. Pojemności kondensatorów pętlowych Cl - C12 w tym obwodzie są znacznie mniejsze niż w obwodzie pokazanym na ryc. 1, ponieważ przy niższej częstotliwości (naciśnięcie klawisza) obwód obejmuje całą pojemność potrzebną do uzyskania wyższego dźwięku. Wszystkie pozostałe dane w obwodzie, z wyjątkiem charakteru grup styków, są takie same jak w obwodzie poprzedniego instrumentu muzycznego. Wartości znamionowe kondensatorów Cl - C12 można łatwo obliczyć, korzystając ze znanej już tabeli.

Ponieważ obwody dostrojone do częstotliwości audio mają niski współczynnik jakości, przy gwałtownej zmianie napięcia zasilania, częstotliwość generatora również zmienia się zauważalnie. Jest to szczególnie widoczne, gdy dźwięk wycisza się (wzrasta częstotliwość). Dlatego barwa instrumentu zmontowanego według schematu na ryc. G, nabiera charakteru „zabawkowego”. Barwa instrumentu (ryc. 2) jest niejasno podobna do barwy ukulele.

Aby uniknąć zmiany częstotliwości dźwięku podczas tłumienia, należy dodać kolejny tranzystor (ryc. 3). W tym obwodzie generator zamontowany na tranzystorze 77 pracuje przy stałym napięciu zasilania, a poprzez zmianę napięcia zasilania wzmacniacza tworzona jest gładka obwiednia dźwiękowa. wykonane na tranzystorze T2. Czas trwania „ataku” dźwięku jest określony przez stałą czasową obwodu R6C14, a czas trwania tłumienia jest określony przez wartość pojemności kondensatora C14. Na tym schemacie, podobnie jak na schemacie na ryc. 1, styki K1 - K12 powinny zamykać się wcześniej i otwierać później niż styk K13. Zaczep cewki L1 wykonany jest ze środka uzwojenia. Obydwa tranzystory pracują w trybach zbliżonych do kluczowego.

Czas trwania impulsu w obciążeniu – głowica dynamiczna Gr1 – a co za tym idzie charakter dźwięku można zmieniać za pomocą przełącznika B2. Tranzystory 77, T2 - małej mocy, niskiej częstotliwości (MP39 - MGT42). Reszta danych jest taka sama jak w przypadku pierwszego narzędzia.

Niewielka liczba części na schemacie pokazanym na ryc. 1, pozwala na zaprojektowanie takiego elektrycznego instrumentu muzycznego w postaci pianina-zabawki. Szkic konstrukcji klawiatury pokazano na ryc. 4. Do klawiszy 3 (białych) o szerokości około 13 mm, wyciętych z tektury elektrycznej lub białej plexi, przykleja się od spodu pasek folii z brązu fosforowego 6 o grubości 0,2 mm. Z pasków tej folii wykonane są także sprężyny 7. Taśma gumowa 5 o grubości 3 - 5 mm służy jako izolacja pomiędzy listwą górną i dolną. Jednocześnie tworzy siłę, która przywraca klucze do ich pierwotnej pozycji. Taśmę od krawędzi należy przykleić do pokrywy górnej 1. Styk pomiędzy dwoma paskami folii odpowiada stykom K1 - K12. Podczas montażu kondensatory C1 - C12 należy podłączyć do sprężyny 7, a nie do styku kluczykowego 6. Pomiędzy sprężyną 7 a struną 8 tworzy się styk K13 wykonany z drutu niklowo-konstantanowego bez izolacji o średnicy 1 mm.

Dzięki tej konstrukcji klucza każdy ze styków K1 - K12 zamyka się wcześniej i otwiera później niż styk K13. Górne paski getinax 4 zapobiegają przesuwaniu się klawiszy w poziomie. Sprężyny 7 przykleja się do listwy dolnej 4, a dla każdej sprężyny należy wykonać rowek pilnikiem. Aby poprawić kontakt sprężyny 7 ze struną 8 oraz sprężyny 7 z listwą 6, należy wykonać na odpowiednich częściach wytłoczki o średnicy 1 mm. Na listwie 6 przyklejonej do klawisza wytłaczanie odbywa się w kierunku równoległym do struny 8, a na sprężynie 7 - prostopadle. W elektrycznym instrumencie muzycznym zmontowanym według schematu na ryc. 2, pod każdym klawiszem należy zainstalować grupę styków do przełączania, a do klawiszy należy przymocować wypychacze.

Projektując konstrukcję korpusu odbiornika kieszonkowego, można zastosować transformator wyjściowy z odbiornika Sokol jako Tpl (rdzeń ШЗ X 6, uzwojenie I zawiera 2 X 450 zwojów drutu PEV-1 0,09, uzwojenie II - 102 zwoje Przewód PEV-1 0, 23). Połowa uzwojenia pierwotnego jest podłączona do obwodu emitera tranzystora 77. Jako cewkę indukcyjną L1 zastosowano ten sam transformator (rys. 1, 2), ale jego uzwojenia są połączone szeregowo, a uzwojenie zawierające 102 zwoje podłączone jest do obwodu emitera (punkty „a”, „b”).

Na ryc. Rycina 5 przedstawia schemat dużego jednogłosowego elektrycznego instrumentu muzycznego, którego zakres rozciąga się od dźwięku „C” pierwszej oktawy do dźwięku „E” drugiej oktawy. Część elektroniczna instrumentu składa się z generatora tonów, generatora wibracji i wzmacniacza niskiej częstotliwości.

Generator tonów to asymetryczny multiwibrator zamontowany na tranzystorach T3, T4 i generujący napięcie piłokształtne. W takim generatorze nie zachodzą procesy przejściowe, gdy zmienia się jego częstotliwość. Częstotliwość generatora tonu zmienia się poprzez zamknięcie styków kluczowych K1 - K17, które zawierają rezystory Rl - R17 o różnych rezystancjach w obwodzie emitera tranzystora T3. Wartości rezystancji tych rezystorów dobierane są empirycznie podczas konfigurowania przyrządu.

Łańcuch rezystorów Rl - R17 nazywa się ustawieniem częstotliwości. Gdy jeden ze styków, np. K1, zostanie zwarty, zwarcie pozostałych styków K2 - KP znajdujących się po jego lewej stronie (zgodnie ze schematem) nie spowoduje zmiany rezystancji w obwodzie emiterowym TZ tranzystor. W tym przypadku częstotliwość oscylatora jest określana jedynie przez rezystancję rezystora Rl i będzie odpowiadać najwyższemu tonowi instrumentu. Ten schemat budowy obwodu ustawiania częstotliwości nazywany jest górnym lub bezpośrednim obwodem wyboru dźwięku.

Ogólna regulacja tonu wszystkich dźwięków odbywa się za pomocą rezystora zmiennego R29. Generator tonów przeznaczony jest do pracy przy napięciu 7,2 V. Nadmierne napięcie jest tłumione przez rezystor zmienny R31. Po zamontowaniu nowych akumulatorów suwak tego rezystora przesuwa się w lewo (zgodnie ze schematem), a w miarę rozładowywania akumulatora w prawo.

Generator wibracji służy do wytwarzania wibrującego dźwięku. Jest on montowany na tranzystorach 77, T2 według podobnego obwodu i generuje oscylacje o częstotliwości 5–7 Hz.

Wzmacniacz niskiej częstotliwości jest montowany zgodnie ze standardowym obwodem za pomocą tranzystora 75. Kondensator C8 służy do zmiany barwy dźwięku. Włącza się go za pomocą przełącznika VZ.

Za pomocą nasadek Gn1, Gn2 narzędzie może być. podłączony do wejścia zewnętrznego wzmacniacza.

W konstrukcji zastosowano tranzystory niskiej mocy i niskiej częstotliwości MP39 - MP42. Transformator wyjściowy z odbiornika Sokol przyjęto jako Tpl. Klawiatura (rys. 6) wykonana jest z tektury elektrycznej o grubości 1 - 1,5 mm i składa się z następujących części: 1 - występ podklawiatury; 2 - biały klawisz; 3 - czarny klucz; 4 - uszczelka (zamsz lub tkanina); 5 - sprężyny kontaktowe; 6 - płyta ze sklejki; 9 3 - gwóźdź; 8 2 - koronka; 7 1 - klawiatura (aksamitna lub materiałowa).

Szczeliny w tekturze na czarne klawisze wykonuje się zaostrzonym nożem wzdłuż metalowej linijki. Płytki 6 z kluczami 2 i 3 oraz pozostałymi częściami skleja się klejem „88” lub „BF-2”. Klawisze są pomalowane na biało i czarno. Aby utrzymać klawisze na tym samym poziomie, do każdego z nich przymocowany jest sznurek, którego napięcie reguluje się zaginając gwóźdź 9 wbijany we wspólną szynę klawiatury. Sprężyny stykowe 5 należy wyregulować tak, aby siła docisku była taka sama dla wszystkich kluczy.

Jedna z opcji projektowania tego elektrycznego instrumentu muzycznego, wykonana przez autora obwodu, Yu Ivankova, pokazano na ryc. 7. Jest to zabawka muzyczna „Fortepian elektroniczny”,

Konfiguracja narzędzia sprowadza się do precyzyjnego doboru rezystancji rezystorów R1 - R17. W takim przypadku generator wibracji należy wyłączyć przełącznikiem B1. Najpierw wybierany jest rezystor R1. Aby to zrobić, włącz rezystor zmienny o wartości 5–10 kOhm, a między jego silnikiem a stykami K1 znajduje się stały rezystor o wartości 1 kOhm. Zmieniając rezystancję zmodyfikowanego rezystora, częstotliwość oscylacji generatora tonu odpowiadająca dźwiękowi „E” drugiej oktawy jest ustawiana przez ucho za pomocą modelowego instrumentu muzycznego (fortepian, akordeon). Zbieżność częstotliwości generatora i instrumentu muzycznego zależy od braku uderzeń. Następnie za pomocą omomierza mierzy się rezystancję tymczasowo połączonego łańcucha rezystorów i zamiast nich podłącza się stały rezystor R1 o tej samej rezystancji do obwodu zadawania częstotliwości. W ten sam sposób wybierz rezystancję rezystora R2 (klawisz „E-flat” drugiej oktawy), a następnie kolejno rezystancję rezystorów R3 - R17 (uwagi: „D”, „D-flat”, „C ”, „B”, „B”) płaskie”, „A”, „A-płaskie”, „G”, „G-płaskie”, „F”, „E”, „E-płaskie”, „D” , „D-płaskie”, „C”).

Po ustawieniu generatora tonów rozpoczyna się regulacja generatora wibracji, która polega na doborze kondensatora C1 tak, aby częstotliwość wynosiła 5 - 7 Hz. Głębokość wibracji wybiera się za pomocą rezystora R23. W przypadku konieczności zwiększenia amplitudy drgań należy zmniejszyć rezystancję rezystora R23 i odwrotnie. Biorąc pod uwagę, że w tym obwodzie amplituda drgań rośnie wraz z wysokością dźwięku, generator wibracji należy wyregulować pod względem amplitudy, naciskając górne klawisze instrumentu (K1 - KZ). Aby ustabilizować częstotliwość generatora tonu, możesz wymienić rezystor zmienny R31 na stały o wartości 510 omów i włączyć między nim diodę Zenera D808 (przy 7,2 V) lub KS168 (6,8 V) (punkt „a”) i plus źródła zasilania.

Narzędzia mogą być zasilane z akumulatora Krona (rys. 1 - 3) lub z dwóch akumulatorów 3336L połączonych szeregowo (rys. 5).

Moskwa, Wydawnictwo DOSAAF ZSRR, 1976 G-80688 z dn. 18/Ш-1976. Nr 2/763з Zak. 766

Schematy najprostszych urządzeń elektronicznych dla początkujących radioamatorów. Proste zabawki elektroniczne i urządzenia, które mogą przydać się w domu. Układy oparte są na tranzystorach i nie zawierają deficytowych elementów. Symulatory głosu ptaków, instrumenty muzyczne, muzyka LED i inne.

Generator trylu słowika

Generator trylu słowika, wykonany na asymetrycznym multiwibratorze, jest montowany zgodnie z obwodem pokazanym na ryc. 1. Obwód oscylacyjny niskiej częstotliwości utworzony przez kapsułę telefoniczną i kondensator SZ jest okresowo wzbudzany impulsami generowanymi przez multiwibrator. W rezultacie powstają sygnały dźwiękowe przypominające tryle słowika. W przeciwieństwie do poprzedniego schematu, dźwięk tego symulatora nie jest kontrolowany i dlatego jest bardziej monotonny. Barwę dźwięku można wybrać zmieniając pojemność kondensatora SZ.

Ryż. 1. Generator-symulator tryli słowikowych, schemat urządzenia.

Elektroniczny naśladowca śpiewu kanarków

Ryż. 2. Schemat elektryczny imitatora śpiewu kanarka.

Elektroniczny naśladowca śpiewu kanarka opisany jest w książce B.S. Iwanow (ryc. 2). Opiera się również na multiwibratorze asymetrycznym. Główną różnicą w stosunku do poprzedniego obwodu jest obwód RC podłączony między podstawami tranzystorów multiwibratora. Jednak ta prosta innowacja pozwala radykalnie zmienić charakter generowanych dźwięków.

Symulator kaczki

Symulator kaczego szarlatana (rys. 3), zaproponowany przez E. Briginevicha, podobnie jak inne układy symulatora, jest realizowany na multiwibratorze asymetrycznym [R 6/88-36]. W jednym ramieniu multiwibratora znajduje się kapsuła telefoniczna BF1, a w drugim połączone szeregowo diody LED HL1 i HL2.

Oba obciążenia działają naprzemiennie: albo słychać dźwięk, albo migają diody LED - oczy „kaczki”. Ton dźwięku wybierany jest przez rezystor R1. Wskazane jest wykonanie wyłącznika urządzenia w oparciu o styk sterowany magnetycznie, który można wykonać samodzielnie.

Następnie zabawka włączy się po przyłożeniu do niej ukrytego magnesu.

Ryż. 3. Schemat symulatora kaczego szarlatana.

Generator hałasu deszczu

Ryż. 4. Schemat ideowy generatora „szumu deszczu” wykorzystującego tranzystory.

Generator „szumu deszczu” opisany w monografii V.V. Matskiewicza (ryc. 4), wytwarza impulsy dźwiękowe, które są naprzemiennie odtwarzane w każdej z kapsuł telefonicznych. Te kliknięcia przypominają trochę krople deszczu spadające na parapet.

Aby kropla opadała losowo, obwód (rys. 4) można ulepszyć, wprowadzając np. kanał tranzystora polowego szeregowo z jednym z rezystorów. Bramką tranzystora polowego będzie antena, a sam tranzystor będzie sterowanym rezystorem zmiennym, którego rezystancja będzie zależała od natężenia pola elektrycznego w pobliżu anteny.

Elektroniczne mocowanie bębna

Bęben elektroniczny – obwód generujący sygnał dźwiękowy o odpowiednim brzmieniu po dotknięciu styku czujnika (rys. 5) [MK 4/82-7]. Robocza częstotliwość generacji mieści się w przedziale 50...400 Hz i jest określona parametrami elementów RC urządzenia. Z takich generatorów można stworzyć prosty elektroniczny instrument muzyczny sterowany dotykiem.

Ryż. 5. Schemat ideowy bębna elektronicznego.

Skrzypce elektroniczne ze sterowaniem dotykowym

Ryż. 6. Obwód skrzypiec elektronicznych z wykorzystaniem tranzystorów.

Elektroniczne „skrzypce” typu sensorowego reprezentowane są przez obwód podany w książce B.S. Iwanow (ryc. 6). Jeśli położysz palec na stykach dotykowych „skrzypc”, generator impulsów wykonany na tranzystorach VT1 i VT2 zostanie włączony. W kapsule telefonicznej będzie słyszalny dźwięk, którego wysokość zależy od oporu elektrycznego obszaru palca przyłożonego do płytek dotykowych.

Jeśli mocniej naciśniesz palec, jego opór zmniejszy się, a wysokość dźwięku odpowiednio wzrośnie. Opór palca zależy również od jego wilgotności. Zmieniając stopień docisku palca do styków, możesz zagrać prostą melodię. Częstotliwość początkową generatora ustawia się potencjometrem R2.

Elektryczny instrument muzyczny

Ryż. 7. Schemat prostego domowego elektrycznego instrumentu muzycznego.

Elektryczny instrument muzyczny oparty na multiwibratorze [V.V. Matskiewicz] wytwarza prostokątne impulsy elektryczne, których częstotliwość zależy od wartości rezystancji Ra - Rn (ryc. 7). Za pomocą takiego generatora można zsyntetyzować skalę dźwięku w obrębie jednej lub dwóch oktaw.

Dźwięk sygnałów prostokątnych bardzo przypomina muzykę organową. W oparciu o to urządzenie można stworzyć pozytywkę lub organy. W tym celu na obwodzie tarczy obracanej za pomocą uchwytu lub silnika elektrycznego stosuje się styki o różnej długości.

Do tych styków przylutowane są wstępnie wybrane rezystory Ra - Rn, które określają częstotliwość impulsów. Długość listwy stykowej określa czas trwania dźwięku danej nuty, gdy przesuwa się wspólny ruchomy styk.

Prosta kolorowa muzyka za pomocą diod LED

Kolorowe i muzyczne urządzenie akompaniamentowe z wielokolorowymi diodami LED, tzw. „flasher”, ozdobi dźwięk muzyczny dodatkowym efektem (ryc. 8).

Wejściowy sygnał audio dzielony jest za pomocą prostych filtrów częstotliwości na trzy kanały, zwane umownie niską częstotliwością (czerwona dioda LED); średniej częstotliwości (zielona dioda LED) i wysokiej częstotliwości (żółta dioda LED).

Składowa wysokiej częstotliwości jest izolowana przez łańcuch C1 i R2. Składowa „średniej częstotliwości” sygnału jest izolowana przez filtr LC typu sekwencyjnego (L1, C2). Jako cewkę filtrującą można zastosować starą uniwersalną głowicę z magnetofonu lub uzwojenie małego transformatora lub cewki indukcyjnej.

W każdym razie podczas konfigurowania urządzenia należy indywidualnie wybrać pojemność kondensatorów C1 - S3. Składowa niskiej częstotliwości sygnału dźwiękowego przechodzi swobodnie przez obwód R4, NW do podstawy tranzystora VT3, który kontroluje świecenie „czerwonej” diody LED. Prądy „wysokiej” częstotliwości są zwierane przez kondensator SZ, ponieważ ma wobec nich wyjątkowo mały opór.

Ryż. 8. Prosta instalacja kolorystyczna i muzyczna z wykorzystaniem tranzystorów i diod LED.

Elektroniczna zabawka LED „zgadnij kolor”.

Maszyna elektroniczna ma za zadanie odgadnąć kolor zapalającej się diody LED (rys. 9) [B.S. Iwanow]. Urządzenie zawiera generator impulsów - multiwibrator na tranzystorach VT1 i VT2, podłączony do wyzwalacza na tranzystorach VT3, VT4. Wyzwalacz, czyli urządzenie o dwóch stabilnych stanach, przełącza się naprzemiennie po każdym z impulsów, które dotrą na jego wejście.

Odpowiednio, wielokolorowe diody LED znajdujące się w każdym z ramion spustowych jako ładunek są podświetlane po kolei. Ponieważ częstotliwość generacji jest dość wysoka, miganie diod LED po włączeniu generatora impulsów (po naciśnięciu przycisku SB1) przechodzi w ciągłe świecenie. Jeśli zwolnisz przycisk SB1, generowanie zostanie zatrzymane. Wyzwalacz jest ustawiony na jeden z dwóch możliwych stanów stabilnych.

Ponieważ częstotliwość przełączania wyzwalacza była dość wysoka, nie można było z góry przewidzieć, w jakim stanie znajdzie się wyzwalacz. Chociaż od każdej reguły są wyjątki. Gracze proszeni są o określenie (przewidywanie), jaki kolor pojawi się po kolejnym uruchomieniu generatora.

Możesz też zgadnąć, jaki kolor zaświeci się po zwolnieniu przycisku. Przy dużym zestawie statystyk prawdopodobieństwo osiągnięcia równowagi, równie prawdopodobne zaświecenie diod LED powinno zbliżać się do wartości 50:50. W przypadku niewielkiej liczby prób ta relacja może nie zostać utrzymana.

Ryż. 9. Schemat ideowy zabawki elektronicznej wykorzystującej diody LED.

Zabawka elektroniczna „kto ma najlepszą reakcję”

Urządzenie elektroniczne umożliwiające porównanie szybkości reakcji dwóch osób [B.S. Iwanow], można zmontować według schematu pokazanego na ryc. 10. Wskaźnik, który zapali się jako pierwszy, to dioda LED tego, kto pierwszy naciśnie przycisk „swój”.

Urządzenie opiera się na wyzwalaczu wykorzystującym tranzystory VT1 i VT2. Aby ponownie sprawdzić szybkość reakcji, należy na chwilę wyłączyć zasilanie urządzenia dodatkowym przyciskiem.

Ryż. 10. Schemat ideowy zabawki „kto ma najlepszą reakcję”.

Domowa galeria zdjęć

Ryż. 11. Schemat ideowy galerii zdjęć.

System oświetlenia S. Gordeeva (ryc. 11) pozwala nie tylko bawić się, ale także trenować [R 6/83-36]. Fotokomórkę (fotorezystor, fotodioda - R3) kierujemy na punkt świetlny lub promień słońca i naciskamy spust (SA1). Kondensator C1 rozładowywany jest poprzez fotokomórkę na wejście generatora impulsów pracującego w trybie czuwania. W kapsule telefonicznej słychać dźwięk.

Jeśli odbiór jest niedokładny, a rezystancja rezystora R3 jest wysoka, wówczas energia wyładowania nie wystarczy do uruchomienia generatora. Do skupiania światła potrzebna jest soczewka.

Literatura: Shustov M.A. Praktyczny projekt obwodów (Księga 1), 2003.

Do wykonania elektronicznego instrumentu muzycznego będziemy potrzebować:

1. Układ NE555 – 1 szt.

2. Rezystory: 6,8 kOhm - 2 szt. 4,7 kOhm - 2 szt., 3,3 kOhm - 2 szt., 2,2 kOhm - 2 szt., 5,6 kOhm - 1 szt. Zastosujemy SMD, oczywiście jest to możliwe w pakiecie DIP, ale płytkę drukowaną wykonałem pod SMD.

3. Kondensatory ceramiczne: 10 (103) nanofaradów – 1 szt., 100 (104) nanofaradów – także 1 szt.

4. Kondensator elektrolityczny 22 pikofarady od 16 V.

5. Głośnik 8 omów.

6. Guziki zwykłe 8 szt.

Teraz przystąpmy do produkcji urządzenia - pobierz płytkę drukowaną. Przede wszystkim lutujemy panel i kondensatory ceramiczne; jeśli nie ma paneli, lutujemy bezpośrednio mikroukład.