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 Elektronik

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Das Easy-Theremin mit Verstärker Theremin-Bausatz Ich sehe, was Du hörst http://netzspannung.org/learning/iswdh Was ist ein Theremin? Glossar Das Theremin ist…
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Das Easy-Theremin mit Verstärker Theremin-Bausatz Ich sehe, was Du hörst http://netzspannung.org/learning/iswdh Was ist ein Theremin? Glossar Das Theremin ist das erste elektronische Musikinstrument der Welt. Erfunden wurde es 1919 von Lew Theremin, einem russi- schen Physiker, der auch Cello spielte. Er ging in die USA, wurde jedoch vom russi- schen Geheimdienst KGB entführt und ge- zwungen, Spionagegeräte zu entwickeln. So wurde er unglücklicherweise zum Erfinder der Abhörwanze. Das kleine Bild zeigt Lew Theremin beim Musizieren auf einem seiner Theremi- ne. Es besteht aus einer Reihe elektronischer Bauelemente, die in ei- Im Fall des Theremins gibt es zwei Schwingkreise: einmal sendet ner Schaltung verbunden sind. der lokale Oszillator die Trägerwelle aus, die im Mixer mit den Schwingungen, die von der Antenne her kommen interferrieren; Die Hauptteile eines Theremins sind: d.h. die modulierten (veränderten) Schwingungen durch die Ände- rung der Schwingungen im Feld der Antenne werden mit der Trä- 1. die Stromzufuhr und die -umwandlung, damit im Stromkreis der gerwelle addiert. Diese Modulationen erfolgen, sobald ein Körper in 'richtige' Strom fließt, das elektromagnetische Schwingungsfeld gerät. 2. der variabler Oszillator, der Schwingungen aussendet, deren Stär- ke und Frequenz durch zwei Regler (sog. Potentiometer) verändert Ein Verstärker (englisch: amplifier) tut genau das, was sein Name werden können, schon nahelegt, er verstärkt Signale. Physikalisch gesehen 3. der lokale Oszillator, der mit der Antenne verbunden ist, um die verändert ein Verstärker die Amplitude eines Signals. Für größere ebenfalls ein elektromagnetisches Schwingungsfeld besteht und Lautstärke (englisch: volume) muß ein Signal durch einen solchen 4. dem Mixer oder Filter, wo die Schwingungen des lokalen Oszilla- verstärkt werden. Die Lautstärke ist dabei die Amplitude einer tors mit denen des variablen gemischt und dann an den Verstärker Schallwelle, doch auch bei Audio-Signalen spricht man von Laut- weitergeleitet werden, wo sie verstärkt und somit am Lautsprecher stärke, obwohl es sich um die Signal-Amlitude handelt. Ein Ver- hörbar werden. stärker kann ein Signal auch abschwächen, sogar ganz unterdrü- cken! Die einzelnen Begriffe werden in einem Glossar erklärt, den ihr weiter hinten im Heft findet. Quellen: http://home.att.net/~theremin1/ http://www-server.kgw.tu-berlin.de/w4/sic/audio/amp1.htm http://www.archmatic.com/glossar/ Glossar Die Module Eine Schwingung ist eine regelmäßig wiederkehrende Bewegung um einen Ruhepunkt (Mittelpunkt dieser Bewegung) mit der soge- nannten Amplitude, als maximale Auslenkung vom Ruhepunkt, und der Frequenz als Angabe, wie oft sich dieser Vorgang in einer Se- kunde wiederholt. Die Frequenz wird in Hertz (Hz) als Anzahl der Schwingvorgänge pro Sekunde gemessen. Schwingungen interfer- rieren, d. h. addiert man zu einer Schwingung eine andere, so er- gibt das eine neue Schwingung, aber mit einer anderen Schwin- gungsform. Die Schwingungs-Form bestimmt den Klang, die Amplitude steht für die Lautstärke und die Frequenz gibt die Ton- höhe an. Die Bewegung einer Schwingung ist hierbei nicht auf mechanische Bewegung begrenzt, es gibt auch magnetische, optische und elekt- rische Schwingungen. (Analoge) Audio-Signale sind z.B. immer e- lektrische Schwingungen. Da sich Schwingungen in der Natur als Wellen mit gleicher mathe- matischer Kurvenform ausbreiten, sagt man zu der Form einer Man kann die Schwingungen des variablen Oszillators auch als Schwingung auch Wellenform. Auch wenn sich die Begriffe unter- Trägerwelle oder -schwingung bezeichnen, auf die die Schwin- scheiden werden sie im Alltag gerne vermischt. In Synthesizern gung, die von der Antenne kommt, sitzt. Diese Schwingung ist haben wir es nur mit Schwingungen zu tun, die erst nach dem nicht, wie die des variablen Oszillator gleichbleibend, sondern Wiedergabeverstärker (Stereoanlage, PA etc ) durch die Schwin- verändert sich, sobald man sich der Antenne nähert. Denn diese gung der Lautsprechermembrane in eine Schallwelle umgesetzt Antenne ist umgeben von einem Feld aus Schwingungen. Sobald wird. Diese Welle erreicht unser Ohr und erzeugt dort wieder eine eine Hand in dieses Feld gelangt, verändern sich die Schwingun- Luftmolekül-Schwingung, die unsere im Ohr befindlichen Tasthär- gen. Diese Schwingungen werden dann im Mixer zusammenge- chen abtasten und an das Gehirn weiterleiten. fügt, den ohne die konstante Schwingung aus dem lokalen Oszil- lator wäre die schnelle Abfolge der verschiedenen, sich dauernd verändernden Antennenschwingungen nicht richtig hörbar. (siehe Glossar) Glossar Der klassische Transistor ist ein Bauelement aus drei unter- Die Trägerwelle ist also wie ein Pferd, schiedlich leitfähigen Halbleiterschichten mit entsprechenden An- schlüssen. Mit Transistoren können schwache Signale verstärkt o- der Schaltfunktionen ausgelöst werden. Als einzelnes Bauelement das im Stall (lokale Oszillator) wartet, ist er immer seltener anzutreffen, dagegen ist er wesentlicher Be- standteil integrierter Schaltungen. bis ein Reiter (das Signal von der Antenne), In einem Prozessor sind durch die extrem kompakte Bauweise viele Schaltkreise enthalten, dies wird als integrierter Schaltkreis bezeichnet - auch "IC" (Integrated Circuit). Eine integ- rierte Schaltung ist eine Anordnung aus elektronischen Kompo- in der Poststation (dem Mixer) aufsitzt nenten, die bereits durch das Herstellungsverfahren zu einer nach- träglich nicht mehr trennbaren Einheit verbunden sind. Der erreich- bare Integrationsgrad , also die Anzahl der Komponenten pro IC, lag zum Zeitpunkt der Erfindung im Jahr 1960 bei etwa 5 bis 10, und zum Marktplatz galoppiert (dem Verstär- und wuchs seitdem alle vier Jahre um etwa das Vierfache bis der- ker), wo das Signal oder die 'Nachricht' über zeit auf Werte von mehreren 100 Millionen. ein großes Megaphon (dem Lautsprecher) verkündet wird. Koaxialkabel sind elektrische Leitungen mit speziellem physikali- schem Aufbau. Dabei verlaufen zwei Leiter ineinander, die beide Und da das ganze unvorstellbar schnell ge- voneinander elektrisch isoliert sind (Antennenkabel sind so aufge- schieht, sind andauernd Pferde und Reiter baut). unterwegs, die ihr Essen und das Hafer vor dem Saloon (der Stromzufuhr) bekommen. Das wichtigste Element der Klangerzeugung ist der Oszillator, der Baustein oder die Funktionsgruppe, in der eine Schwingung erst einmal erzeugt wird. Sein Name leitet sich von Oszillieren (= perio- dische Bewegung) ab. Im Oszillator entsteht die Schwingungsform, sprich das Ausgangsmaterial des Klanges. Bisweilen sagt man auch Generator oder Schwingungs-Generator, besonders dann, wenn mehrere Schwingungen gleichzeitig erzeugt werden können. Glossar Die Platine ist eine Kunststoffplatte, die mit elektronischen Bautei- len bestückt ist und deren Leitungen und Schaltkreise mit Hilfe ei- nes speziellen Verfahrens aufgedruckt wurden. Widerstände sind Baulelemente, die -wie der Name schon sagt- dem Strom Widerstand entgegensetzen und so die Stromspannung verringern oder Kondensatoren aufladen können. Ein Widerstand hat die Eigenschaft, den Strom in einer Schaltung zu begrenzen. Bei einem konstanten Strom fällt an einem kleinen Widerstand, eine kleine Spannung ab., an einemgroßen Wider- stand, eine große Spannung ab. Bei einer konstanten Spannung fließt durch einen kleinen Widerstand ein großer Strom und durch einen großen Widerstand ein kleiner Strom. Potentiometer sind regelbare Widerstände. Mit einem Drehknopf oder Schraubenzieher läßt sich der elektrische Wider- standswert verändern. Kondensatoren sind Bauelemente zur Speicherung elektri- scher Ladung. Im Prinzip besteht ein Kondensator aus zwei gege- nüberliegenden Metallfolien, die durch einen isolierenden Zwi- schenraum (das Dielektrikum, sprich: Di-Elektrikum) voneinander getrennt sind. Je größer die Flächen und je kleiner der Zwischen- raum, desto mehr Speichervermögen hat der Kondensator. Die Art des Dielektrikums hat großen Einfluß auf die Kapazität. Man unter- scheidet zwischen Folienkondensatoren mit Kunststoffolie oder Papier als Dielektrikum, Keramikkondensatoren auf Basis von Ke- ramikscheiben oder -Vielschichtstrukturen und Elektrolytkonden- satoren, bei denen eine leitfähige Salzlösung (Elektrolyt) eine Me- tallfläche sowie Dielektrikum bildet. Elektrolytkondensatoren dienen aufgrund der hohen erreichbaren Kapazitäten häufig zur Pufferung von Versorgungs- spannungen. Die Bauelemente Die Bauanleitung Generell gilt: Die schwierigen und kleinen Bauelemente zuerst festlöten. Später, wenn andere, evt. größere Bauelemente festge- lötet werden wird es auf der Platine eng! 5. Lötpunkte für IC 4069 setzen 6. IC-Fassung (14 polig) festlöten, dabei auf die Markierung achten (Kerbe muß nach links zeigen!) 7. Lötpunkte für IC 4046 setzen 8. IC-Fassung (16 polig) festlöten, auch hier auf die Markierung ach- ten! 9. alle Widerstände der Reihe (R1-R6) nach festlöten: dazu die Drähte im 90º-Winkel nach unten biegen, mit der Zange auf 3-4mm kürzen, Lötpunkte setzen, Widerstand mit der Pinzette (Achtung! Die Bauelemente werden stark erhitzt!) an die Lötpunkte aufsetzen und festlöten. R4 und R5 sind Potentiometer, haben drei 'Beine' und werden ebenso wie die anderen Elemente festgelötet 10. Jetzt werden die Kondensatoren (C1-C4) angebracht. Bei C4 handelt es sich um einen Elko, beim dem - und + richtig liegen müssen; bei Elkos erkennt man den - Pol an einen dicken Steifen auf der Seite, außerdem ist dere Draht etwas kürzer 11. Batterieschuh an den 9-Volt-Anschluß löten (rot = +, schwarz = -) 12. Koaxialkabel des Verstärkers festlöten (auch hier auf + und - ach- ten!) 13. Antenne löten (wie die Antenne aussieht ist Eurer Phantasie über- lassen…) 14. die IC's sehr vorsichtig in diejeweiligen Fassungen stecken (wieder auf die Markierung achten!) 15. 9-Volt-Block-Batterie am Batterieschuh feststecken (und bei Nicht- gebrauch abmachen) Theremine brauchen in der Regel etwa 4 Minuten 'Aufwärmzeit' in der man nicht an ihnen rumspielen sollte, damit sie sich auf die Raumtemperatur und -feuchtgkeit einstellen können. Anschließend können Empfindlichkeit und Lautstärke an den Drehpotentiometern eingestellt werden; benutzt hierzu einfach einen kleinen Schrau- bendreher, den ihr in den Schlitz oben auf dem Potentiometer ein- setzen und dann drehen könnt.
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