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‘SUONARE’ LE ONDE ELETTROMAGNETICHE
Quando la fisica incontra la musica
Alberto OccelliUniversità degli Studi di Torino – dipartimento di Fisica
IL THEREMIN
Strumento musicale basato su onde elettromagnetiche
Modulazione del campo elettromagnetico prodotto da un’antenna con la mano dell’esecutore, per il controllo del volume e dell’intonazione
UN PO’ DI STORIAIl Theremin fu inventato nel 1919 dal fisico e violoncellista sovietico Leon Termen.
Sviluppato lo strumento, lo chiamò eterofono.
L’illuminazione gli giunse mentre eseguiva esperimenti per la misura della densità di gas nel vuoto, e si accorse che lo strumento di misurazione emetteva un fischio che variava al variare della posizione delle mani.
UN PO’ DI STORIAGrazie all’interessamento di Lenin, Leon portò lo strumento in turnèe per tutta Europa (soprattutto a Parigi), come mezzo di propaganda soietico, e, successivamente, in America.
In tempi più recenti questo strumento è stato utilizzato per la musica rock-pop o per colonne sonore di film di fantascienza
IL THEREMIN - ELETTROTECNICA
Questo strumento si basa sui circuiti oscillanti
Un circuito oscillante a sua volta si basa su due componenti fondamentali: CONDENSATORE (C) e INDUTTORE (L)
CIRCUITO LC
Ue = MAXUp = MAX
CIRCUITO LC
Um = MAX Ecin = MAX
CIRCUITO LC
Ue = MAXUp = MAX
CIRCUITO LC
Um = MAX Ecin = MAX
CIRCUITO LC
CIRCUITO OSCILLANTE REALE
Moto armonico smorzato
CIRCUITO OSCILLANTE REALE
TRANSISTOR
Circuito oscillante «colpitts»
IL THEREMINIn un theremin, ci sono dei circuiti oscillanti simili a quelli appena visti, nei quali un condensatore (C) è formato dall’antenna e dalla mano dell’esecutore. Variando la capacità, varia la frequenza di oscillazione (e quindi del suono prodotto).
=
La capacità di un condensatore dipende da:•TIPOLOGIA DEL MEZZO•AREA DELLE ARMATURE•DISTANZA TRA LE ARMATURE
Nel nostro caso, i primi due rimangono costanti: la variazione di capacità si ha esclusivamente
IL THEREMIN
PROBLEMA
Da un circuito oscillante colpitts, è possibile generare solo onde dell’ordine di grandezza dei 100~200kHz, che non sono udibili dall’uomo (essendo superiori a 20kHz)
BATTIMENTIImportante caratteristica delle onde: se «mescoliamo» due onde di frequenze simili otteniamo una terza onda.
+
PROGETTAZIONE
MODULO DEL VOLUME: regolazione dell’intensità del suono
MODULO DELL’INTONAZIONE: modulazione della frequenza del suono
PROGETTAZIONE: MODULO INTONAZIONE
OSCILLATORE FREQUENZA FISSA (~180kHz)
OSCILLATORE FREQUENZA VARIABILE
(~179-180kHz)
MIXER (0-1000Hz)
MISCELATORE
FILTRO PASSA BASSO
PROGETTAZIONE: MODULO INTONAZIONE
MISCELATORE
FILTRO PASSA BASSO
PROGETTAZIONE: MODULO INTONAZIONE
OSCILLATORE FREQUENZA VARIABILE
PROGETTAZIONE: MODULO INTONAZIONE
OSCILLATORE FREQUENZA FISSA
MISCELATORE
FILTRO PASSA BASSO
PROGETTAZIONE: MODULO INTONAZIONE
MIXER
FILTRO PASSA BASSO
OSCILLATORE FREQUENZA VARIABILE (~380kHz)
PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME
PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME
MIXER (0-1000Hz)
MIXER (0-1000Hz)
PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME
PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME
PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME
OSCILLATORE FREQUENZA VARIABILE
PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME
ARDUINO UNO (ATMEGA328)
PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME
LED - FOTORESISTORE
SVILUPPO E TEST
SVILUPPO E TESTTEST:•Oscillatori per l’intonazione•Onda in uscita dal mixer ()•Oscillatore del volume•Arduino:– Scrittura sketch– Verifica dei valori di
frequenza in entrata tramite monitor seriale
– Test del controllo luminosità del led tramite la mano sinistra
SVILUPPO E TEST
SVILUPPO E TEST
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
!
