solo condensador oscilador opción para digital theremin

Question

Intro

Uno de los alumnos me desconcertó con una cuestión de la construcción de un theremin - básico de un instrumento musical que tiene un tono manipulados por el movimiento de la mano alrededor de la vertical de la antena.

Debido a los detalles de nuestro curso (y las habilidades de nuestros alumnos) me propuso la creación de una solución digital, como este:

• tenemos un oscilador con una antena conectada a uno de sus condensadores
• las oscilaciones son alimentados a la entrada del contador de arduino, lo que genera el sonido de las programadas en la forma de onda, con la frecuencia en función de los valores del contador

Ahora bien, la parte con arduino funciona ahora. También hemos probado ultrasónico sensor de distancia (en lugar de la antena+oscilador), pero no es muy práctico.

Oscilador - lo que estoy tratando de

Pero, ¿qué oscilador a utilizar? La cosa más simple que he enseñado a mis alumnos es el 555 basado en el generador, por lo tanto me he intentado conectar uno con un muy pequeño condensador de primera como esta:

Aquí C = 5pF R1 = 400k R2 = 1k, la salida de 3 va directamente a arduino entrada del contador.

Esta obras, dando la frecuencia de alrededor de 200 kHz (disminución de alrededor de un 3% cuando la mano es de aproximadamente 1 cm de la antena). Debe ser mayor (a juzgar por R1*C, aunque también hay capacitancia de la antena) y yo quiero que sea mayor (por conteo más preciso) - sin embargo, yo no podía aumentar por el cambio de R1. Con 100k es sólo alrededor de 250 kHz. Con 21k es sólo ligeramente superior y aparentemente deja de reaccionar a ondeando alrededor de la antena.

Esto es desconcertante. Creo que estoy haciendo algo mal, o no puede conseguir más frecuencia debido a algunas limitaciones del chip (probablemente puede trabajar mejor en mayor VCC).

La pregunta

Así que estoy en busca de asesoría para mejorar este diseño, o la sugerencia de algunos transistor basado en el oscilador. La más conocida, es una cosa simétrica multivibrator, pero yo preferiría algo con una frecuencia dependiendo de un único condensador (en LC o RC de instalación).

Answer 1

Creo que su mejor apuesta es la buena vieja oscilador colpitts - nada termina en la saturación (a diferencia de un oscilador de onda cuadrada) y con una moderada transistores, es capaz de varias decenas de MHz: -

En un poco más avanzada versión de la que se utiliza en la capacitancia de la sonda de medición de circuitos buscando piezas de metal giratorio pasado el extremo de la sonda y, sin duda, va a detectar diminutas fracciones de un pico faradio cambio.

Conecte la antena (también conocido como sonda) en la parte superior de la L1 o incluso hacer dos placas planas (uno de 0V) donde se puede agitar la mano y cambiar la frecuencia. Para hacerlo más sensible a habd movimiento, los dos 1n0 de los condensadores debe ser hecho menor en valor y aumento de la L1.

Se produce una onda sinusoidal, pero esto puede ser cambiado a una onda cuadrada utilizando un comparador rápido como un MAX999. El oscilador básico también correr a 3V (casi) en las líneas de alimentación.

Answer 2

Puesto que usted ha tratado de Theremin enfoques distintos de los osciladores, es decir, de ultrasonidos, tal vez usted podría tratar de un reflexivo del acoplador óptico de enfoque: Esto tiene la ventaja de que los estudiantes más jóvenes pueden captar el reflejo de la luz mucho más fácil que la capacitancia, la oscilación, la frecuencia. Conectadas a un microcontrolador, es posible aislar la luz reflejada de la luz ambiente. Un convertidor analógico-a-digital converter en el interior del microcontrolador medidas de corriente a través de un fototransistor. El microcontrolador también ordena que el diodo emisor de luz infrarroja para activar "ON" o "OFF". Una secuencia de medición va de esta manera:
(1) Encienda el diodo emisor de luz
(2) Medida de la foto-transistor corriente "I1"
(3) apague el diodo emisor de luz
(4) la Medida de la foto-transistor corriente de nuevo "I2"
(5) el reflejo de la luz = I1 - I2
Desde esta secuencia toma muy poco tiempo (fácilmente debajo de 100 microsegundos), muchas de las mediciones de la luz reflejada puede ser acumulados para dar de alta resolución. En un banco de prueba, la luz reflejada resultado se negó a ir a cero, debido a que la luz LED se reflejaba en el techo de tejas a ocho pies de distancia. Muchos microcontroladores de bajo costo de incluir la a-D converter :

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab} R2 puede ser de un tamaño para dar cabida a un fototransistor de la sensibilidad, y para dar cabida a la luz ambiente. Los valores más altos aumentan la sensibilidad. En el ejemplo de esquema, el A-a-D resultado será numéricamente más pequeño para obtener más luz, por lo que el cálculo sería modificado a (I2 - I1).

Answer 3

Gracias a Marcus-Müller - he resuelto el problema por el cambio a opamps. Más precisamente, a la comparador. Con el típico LM358 yo no era capaz de hacer más de 200 kHz, pero luego me tomó de basic LM2903 comparadores de la tienda más cercana - y el resultado es genial. Tengo 700kHz a la vez y es más que suficiente para este proyecto.

Lo siento por los que no he de tener éxito con Colpitz oscilador todavía. Todavía espero que voy a probar para comparar los resultados. Pero parecía poco más complicado para ajustarlo a modo de trabajo...