Arduino-Projekt: Digitales Theremin
Wer die Serie „The Big Bang Theory“ schaut, kennt vielleicht die Szene, in der Sheldon, ausgeschlossen aus dem App-Entwicklungsteam seiner Freunde, ein altes Theremin herausholt und sehr zum Missfallen der Anwesenden darauf zu spielen beginnt. Ich habe mich an die digitale Umsetzung eines Theremins mittels eines Mikrocontrollers gewagt und … es ist noch nerviger geworden.
Das Theremin ist ein eher unbekanntes Musikinstrument, welches berührunglos gespielt wird. Über zwei Antennen misst es kleinste Störungen in einem elektrischen Feld und wandelt diese in hörbare Töne um. Indem man typischerweise die beiden Hände durch dieses Feld bewegt, kann man so Tonhöhe und Lautstärke beeinflussen. Während es kinderleicht ist, irgendwelche Töne aus dem Theremin herauszubekommen, ist es demgegenüber äußerst schwierig das Musikinstrument präzise zu spielen, da man nicht sehen oder fühlen kann, welchen Ton man spielt, und schon leichte Veränderungen der Arm- oder Oberkörperhaltung das Feld ebenfalls beeinflussen können. Man muss also sehr viel Erfahrung und Gefühl mitbringen, damit es sich am Ende nicht wie Katzengejammer anhört.
Bei der digitalen Version des Theremins benutze ich für die Veränderung der Handlage einen Ultraschallsensor, der permanent den Abstand zur Hand misst. Der Arduino rechnet den Abstand dann in eine Tonhöhe um. Je näher man mit der Hand am Ultraschallsensor ist, um so höher wird der Ton. Die Veränderung der Lautstärke entfällt, da sich diese beim passiven Buzzer sowieso nicht ändern lässt. Herausgekommen ist ein Musikinstrument, das wie die Videospielmusik der 80er auf Drogen klingt.
Der aktive „Spielbereich“ des digitalen Theremins ist übrigens auf ca. 50 cm eingestellt. Der verwendete Ultraschallsensor kann aber Entfernungen von bis zu 4 m messen. Wer mag, kann also die Formel entsprechend anpassen. Dann muss man allerdings mit vollem Körpereinsatz spielen, da die Hand nicht mehr genügend Reflektionsfläche bietet. Als Partygag sicherlich sehr zu empfehlen.
Teileliste
- Ultraschallsensor HC-SR04
- Passiver Buzzer
- Jumperkabel (8×)
Steckbrett-Aufbau
Der Aufbau ist simpel. Der Ultraschallsensor wird über Pin 1 und Pin 4 mit der Betriebsspannung versorgt, die beiden Datenleitungen in der Mitte können direkt mit dem Arduino verbunden werden. Der Minuspol des Buzzer wird entsprechend auf Masse gelegt, der Pluspol mit einem PWM-fähigen Ausgang des Arduinos verbunden.
Sketch
Für den Sketch wird die Ultraschall-SR-04-Bibliothek von Mr Robot benötigt.