SUONARE LE ONDE ELETTROMAGNETICHE

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1 Alberto Occelli Università degli Studi di Torino dipartimento di Fisica SUONARE LE ONDE ELETTROMAGNETICHE Quando la fisica incontra la musica

2 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

3 UN PO DI STORIA Il Theremin fu inventato nel 1919 dal fisico e violoncellista sovietico Leon Termen. 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. Sviluppato lo strumento, lo chiamò eterofono.

4 UN PO DI STORIA Grazie 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

5 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)

6 CIRCUITO LC Ue = MAX Up = MAX

7 CIRCUITO LC Um = MAX Ecin = MAX

8 CIRCUITO LC Ue = MAX Up = MAX

9 CIRCUITO LC Um = MAX Ecin = MAX

10 CIRCUITO LC

11 CIRCUITO OSCILLANTE REALE n o m r a o t o M o t a z r o m s o ic

12 CIRCUITO OSCILLANTE REALE TR R O T S I S N A Circuito oscillante «colpitts»

13 IL THEREMIN In 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). =

14 IL THEREMIN 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

15 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)

16 BATTIMENTI Importante caratteristica delle onde: se «mescoliamo» due onde di frequenze simili otteniamo una terza onda. +

17 PROGETTAZIONE MODULO DELL INTONAZIONE: modulazione della frequenza del suono MODULO DEL VOLUME: regolazione dell intensità del suono

18 PROGETTAZIONE: MODULO INTONAZIONE OSCILLATORE FREQUENZA FISSA (~180kHz) MIXER (0-1000Hz) OSCILLATORE FREQUENZA VARIABILE (~ kHz)

19 PROGETTAZIONE: MODULO INTONAZIONE MISCELATORE FILTRO PASSA BASSO

20 PROGETTAZIONE: OSCILLATORE FREQUENZA VARIABILE MODULO INTONAZIONE MISCELATORE FILTRO PASSA BASSO

21 PROGETTAZIONE: MODULO INTONAZIONE OSCILLATORE FREQUENZA FISSA

22 PROGETTAZIONE: MODULO INTONAZIONE MISCELATORE MIXER FILTRO PASSA FILTRO BASSO PASSA BASSO

23 PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME OSCILLATORE FREQUENZA VARIABILE (~380kHz)

24 PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME MIXER (0-1000Hz)

25 PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME MIXER (0-1000Hz)

26 PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME

27 PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME OSCILLATORE FREQUENZA VARIABILE

28 PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME ARDUINO UNO (ATMEGA328)

29 PROGETTAZIONE: MODULO VOLUME LED - FOTORESISTORE

30 SVILUPPO E TEST

31 SVILUPPO E TEST TEST: 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

32 SVILUPPO E TEST

33 SVILUPPO E TEST

34 GRAZIE PER L ATTENZIONE!

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