Magische Klänge – Das Theremin zum Selberbauen
Als ich den neuen Franzis-Adventskalender von Martin Müller im Internet
entdeckt habe, war ich sofort neugierig. Wie hat er das gemacht!? Man
weiß ja, wie kniffelig diese Aufgabe ist. Ursprünglich wurden zwei
Oszillatoren zur Überlagerung gebracht, von denen einer durch die
Handkapazität verstimmt werden konnte. Alles musste extrem stabil sein,
und der Abgleich war nicht einfach.
Was mich auch sofort angesprochen hat, war der schöne Aufbau mit
geschnittenem Sperrholz und das ganze Äußere des Kalenders. Da sieht
man sich schon unter dem Weihnachtsbaum musizieren. Bis dahin ist ja
noch etwas Zeit zum Üben.
Heute kam der Postbote mit einem Paket, und darin war der Kalender. Ich
war ganz gespannt und habe mir gleich das Handbuch genommen und die
Versuche angeschaut. Alles auf Englisch, seltsam, aber egal, ich wollte
es wissen. Erst als der 24.Dezember schon gelesen war, habe ich
bemerkt, da geht es noch weiter. Ach so, jetzt habe ich es kapiert.
Hätte ich das Handbuch umgedreht, hätte ich auch alles auf Deutsch
lesen können. Aber das Prinzip der Schaltung hatte ich schon
verstanden. Es gibt da ein übersichtliches Prinzip-Schaltbild und eine
gute Erklärung des Autors.
Also der verstimmbare LC-Oszillator ist mit einem CD4060 aufgebaut und
arbeitet bei ca. 980 kHz. Das Signal wird dann bis auf ca. 120 Hz
heruntergeteilt und an einen Mikrocontroller gegeben. Dort wird mit
einem Counter die Impulslänge gemessen. Das ergibt eine hohe Auflösung,
weil der Controller eine hohe Taktgeschwindigkeit verwendet. Wenn nun
jemand seine Hand nähert, wird die Oszillatorfrequenz geringer und die
Pulslänge größer. Der Unterschied wird ausgewertet und daraus mit einem
DDS-Generator das Tonsignal gebildet. Der entscheidende Unterschied zum
originalen Theremin ist, dass der Abgleich nur einen Tastendruck
erfordert. Der Controller misst dann die aktuelle Impulslänge und merkt
sie sich als Referenz. Genial! Jetzt bin ich natürlich gespannt, wie
präzise das am Ende funktioniert.
Der Kalender beginnt mit einfachen Versuchen und steigert sich dann.
Das ist sinnvoll, weil man dabei viel lernen kann und mögliche
Schwierigkeiten nach und nach besiegt. Wer dagegen nur das Endergebnis
aufbaut, geht das Risiko ein, dass er bei einem kleinen Fehler nicht
mehr weiter kommt. Kann mir ja nicht passieren, denkt jeder, aber es
passiert doch. Ich habe das immer gepredigt: Erstens jeden Tag nur ein
Versuch, und zweitens erst am 1. Dezember anfangen! Aber jetzt treibt
mich meine Ungeduld, genau gegen diese beiden Regeln zu verstoßen.
Falls es trotzdem gut geht, hat es vielleicht den Vorteil, dass ich
eine fundierte Empfehlung aussprechen kann.
Also habe ich alle Türchen des Kalenders geöffnet und die letzte
Schaltung so ordentlich wie möglich aufgebaut, erstmal nur auf dem
Breadboard und ganz ohne die Holzteile. Batterie und Lautsprecher
wurden noch nicht angeschlossen. Stattdessen habe ich mein
Labornetzteil verwendet und die Funktion mit dem Oszilloskop angesehen.
Beim ersten Test gab es einen Fehler, die Spannung am Netzteil brach
ein. Eine genaue Kontrolle zeigte, dass die stabilisierten 5 V
kurzgeschlossen waren. Mit einer Batterie wäre der Spannungsregler heiß
geworden, hätte es aber dank seiner internen Schutzschaltung überlebt.
Aber das Netzteil hatte ich zuerst auf eine Strombegrenzung von 10 mA
eingestellt, da blieb alles cool. Nachdem der Fehler korrigiert war,
musste ich den Strom auf 20 mA hochdrehen. Dann lief das Gerät mit 7 V
und 13 mA.
Alles funktioniert wie gewünscht. Wenn ich den Taster drücke, geht die
LED an und nach einer Sekunde wieder aus. Wenn ich dann mit dem Finger
nahe an die Spule gehe, geht die LED an und wird umso heller, je näher
ich komme. Am Ausgang sehe ich einen sauberen Sinus, dessen Frequenz
ich beeinflussen kann. Alles wirkt sehr stabil! Dann kann ich also
alles komplett mit Lautsprecher und Holzaufbau montieren.
Der Test im fertig aufgebauten Zustand zeigt: Ein perfekt
funktionierendes Theremin! Jetzt muss ich nur noch üben. Für
Weihnachten.
