Zelf een Theremin Bouwen: Een Stapsgewijze Handleiding voor Beginners

Heb je je ooit afgevraagd hoe die onheilspellende geluidseffecten in sciencefictionfilms tot stand komen? Ontdek de zelfgemaakte theremin, een fascinerend elektronisch instrument dat je bedient zonder enige fysieke contact. In plaats daarvan gebruikt het de menselijke lichaam als condensator en radiofrequentie-oscillatoren om frequenties te manipuleren en klanken op verschillende tonen te produceren.

Deze instrumenten helpen sciencefiction-geluidseffecten in films te creëren. Je kunt ze commercieel kopen, maar je kunt er ook zelf een bouwen als de behoefte er is. Het is echter niet zo makkelijk om er een te maken. In dit artikel laten we je stap voor stap zien hoe je een theremin vanaf nul bouwt, zodat je de kunst van het stemmen van theremins onder de knie krijgt.

1. Hoe werkt de schakeling?

De werkt met een set hoge-frequentie oscillators, waarvan de één op een constante frequentie werkt en de andere op een variabele frequentie. We realiseren de variabele frequentie door het lichaam van de operator, ook wel de menselijke lichaamscapaciteit genoemd. Deze twee frequenties worden gecombineerd in een schakeling die de gebalanceerde modulator heet.

De gebalanceerde modulator dempt deze signalen en produceert een samengestelde transmissie bestaande uit de som en het verschil van de twee frequenties. Stel dat de ene oscillator 107 kHz is en de andere 106 kHz, dan is de output 213 kHz en 1 kHz.

Omdat de hoogste geluidsgolven die mensen kunnen horen ongeveer 20 kHz zijn, horen we alleen de 1 kHz verschilfrequentie.

2. Basiscomponenten van een Theremin

Een eenvoudige thereminschakeling bestaat uit:

• Toonhoogte-referentie-oscillator
• Toonhoogte-controle-oscillator
• Mixer
• Volume-controle-oscillator
• Volume-resonante schakeling en spanningsgereguleerde versterker
• Audioversterker
• Voeding

(Blokdiagram van een theremin)

3. Hoe bouw je een zelfgemaakte theremin

Benodigdheden:

• Metalen behuizing
• Monopoolantenne
• Lusantenne
• Variabele oscillators
• Potentiometers
• Vaste oscillator
• Mixer
• Volume-resonante schakeling
• Spanningsgereguleerde versterker
• Audioversterker
• Luidspreker
• AC-voeding

Schakelingsschema

Een schakelingsschema helpt ons de theremin in kaart te brengen en de componenten systematisch te rangschikken.

(Een schakelingsschema)

Te volgen stappen

Gebruik een metalen doos die groot genoeg is om de componenten van het instrument te bevatten. Maak het deksel met scharnieren vast voor gemak bij onderhoud en reparaties. De doos moet metaal zijn om de oscillators te schermen tegen zelfstandige frequentiewijzigingen.

Stap 1: De antennes installeren

• De monopoolantenne komt bovenaan, en een soortgelijke wordt verticaal bevestigd.
• De antenne dient voor toonhoogtecontrole.
• Bevestig de lusantenne aan de zijkant van de doos voor volumecontrole.

Stap 2: De componenten verbinden

i.) De toonhoogtecontrole aansluiten

We moeten een schakeling creëren tussen de variabele oscillator en de referentie-oscillator om de toonhoogte te regelen. Beide eenheden vereisen afstemming op een lage frequentie; ik raad 172 kHz gecombineerd met een 10k audio-potentiometer aan. Het signaal voedt via de antennekabel in de mixer. Het inbedden van potentiometers in de schakeling zorgt voor een lineaire toonhoogteverandering; anders kunnen de minste handbewegingen de hoek beïnvloeden.

ii.) De variabele oscillator met de toonhoogte-antenne verbinden

Draad de antenne in de schakeling om de frequentie van de variabele oscillator te kunnen veranderen. In mensen taal: we sturen het signaal via de antenne in de schakeling voor handmatige manipulatie.

iii.) De variabele oscillator met de volume-antenne verbinden

Deze zou idealiter in een frequentiebereik van ongeveer 440 kHz moeten werken. De volume-antenne helpt het signaal met de hand te manipuleren. Het installeren van een 10k trim-potentiometer helpt bij de correcte afstemming van de theremin. Juiste afstemming zorgt ervoor dat het volume varieert wanneer we onze hand dichterbij of verder van de antenne bewegen.

(Signaal-achtergronddiagram)

Stap 3: Elke oscillator-output in de mixer voeden

De mixer helpt de twee licht verschillende radiofrequenties van de oscillators te manipuleren en levert een output van twee distincte frequenties. We hebben een laagdoorlaatfilter nodig met twee 0,0047 µF condensators en een 1k weerstand om de audio-output naar een hoorbaar bereik te brengen. De reden is dat frequenties tot 20 kHz moeilijk waarneembaar zijn voor mensen, want dat is de ondergrens van ons gehoorbereik.

Vervolgens routeer je de mixer-output en de volume-resonante schakeling naar een versterker om het geluid te versterken en het volume van de theremin te regelen.

De luidspreker installeren

Ten slotte koppel je de spanningsgereguleerde versterker aan de audioversterker en dan de luidspreker. De luidspreker versterkt de frequentie terwijl je de elektromagnetische velden manipuleert die door de theremin worden gecreëerd.

Kalibratie en testen

De laatste stap na het monteren van de componenten is testen en afstemmen. Controleer nogmaals of alles op de juiste plaats zit. Voed de theremin bij voorkeur met een bron van 9V tot 12V. Het is makkelijker een voedingskabel met ingebouwde omvormer te kopen dan er zelf een te bouwen. Zo heb je een eenvoudige theremin gebouwd.

Let op:

Deze spanningen zijn hoog genoeg om letsel te veroorzaken, dus volg alle veiligheidsmaatregelen.

De schakeling troubleshooten

Als de theremin niet werkt, probeer dan de antenne korter te maken voor betere efficiëntie. De theremin moet stil zijn tot de operator met de hand bij de antenne beweegt. Andere variabelen die de prestaties beïnvloeden:

1. Antennelengte
2. Luchtvochtigheid
3. De grootte van het instrument
4. De kleding van de operator
5. De weerstand van de schoenzolen van de operator tot de aarde

Voor efficiënte werking, koppel de theremin aan een oscilloscoop en stem het af op een geschikt frequentiebereik. Laat de theremin ook even rusten voordat je ermee begint, zodat het kan stabiliseren. Herkalibratie kan nodig zijn naarmate omgevingsomstandigheden veranderen.

Samenvatting

Met dit project kun je je vrienden verrassen met een geweldig muziekinstrument, en heb je slechts een paar essentiële componenten nodig. Deze stappen garanderen dat je een volwaardige theremin kunt bouwen zonder de rommel van verwarrende en ingewikkelde instructies. Je weet nu hoe je een basale thereminschakeling maakt met een paar antennes, oscillators, een mixer en meer. Heb je vragen over elektronische productie? Neem dan contact met ons op.