Un instrument de musique à partir d’ un détecteur de mouvement.

Ah tiens, encore un montage à base des ces modules chinois à 3 sous, détourné par un bricoleur fou?


Euh, non, pas tout à fait.

En fait l’ idée n’ est pas vraiment nouvelle, et ne fait appel ni à un microcontrôleur super rapide, ni à un ciruit intégré à 48 pattes, pas plus à des transistors de course, GaAsFET, PHEMT, ou autre joyeuseté.
En fait on va fêter cette année le centenaire de la découverte de cet instrument si particulier et insolite, qu’ on joue sans jamais le toucher et qui produit des sons si étrange, qu’ ils font tout de suite penser à un film d’ épouvante ou sur une invasion d’ extra terrestres à grosse tête .
Quelqu’ un a une idée?
Oui, là bas dans le fond?
Le Theremin ! C’ est ça, bravo, le monsieur dans le fond gagne un lot de résistances assorties d’ une valeur de 3 Euros ! On l’ applaudit !

Pour ceux qui ne connaissent pas, c’ est le « woo-woo » dans le thème de « Mars Attacks », dans « Humming » et quelques autre titres de Portishead , « good vibrations », des Bee Gees, etc…
Oui, mais, c’ est un site radioamateur, ici, pourquoi il nous parle de musique, barbapou ? (oui, j’ ai entendu le surnom que vous m’ avez donné, bande de garnements !)
Tout simplement parce que cet instrument utilise des ondes électromagnétiques et des circuits haute fréquence pour produire le son si
particulier du thérémin, et son fonctionnement somme toute assez simple
fait appel à des techniques qui nous sont très familières à nous radioamateurs.
Le Theremin tient son nom de son inventeur, Lev Termen, un scientifique russe qui s’ est intéressé très tôt à l’ électromagnétisme et à la radio.
En 1920, on lui demande de travailler sur un projet de détecteur de présence basé sur le changement de la fréquence de résonnance d’ un circuit accordé, à distance, par l’ effet capacitif induit par un objet ou une personne entrant dans le champs électrique émis par le détecteur.
Un moyen que Termen avait trouvé pour la détection de ce changement de fréquence, était de mélanger le signal de cet oscillateur variable avec un oscillateur fixe de fréquence très voisine afin d’ obtenir un signal basse fréquence ( une fréquence audible, i.e < 20 KHz environ) utilisable tel que comme avertisseur sonore, ou redressé pour obtenir un tension de commande pour une alarme ou une action.
Constatant que la fréquence audible obtenue était (à peu près) proportionnelle
à la distance séparant l’ oscillateur de l’ objet ( ou de la personne ) détectée, il eût l’ idée de créer un instrument inédit ou le musicien joue de son instrument sans jamais le toucher et utilise son corps entier pour obtenir la justesse de ton et le contrôle continu de la nuance de piano à forte.
Pour ce deuxième contrôle, Termen a redoublé d’ ingéniosité et conçu une commande de volume gràce à un circuit connu de tout bon radioamateur, spécialement des plus agés: l’ ondemètre à absorption .
Le principe est le suivant :
Un oscillateur dont la fréquence est fixe est couplé inductivement à un circuit résonnant parallèle accordé sur la même fréquence.
Quand les deux circuits sont bien accordés, le transfert d’ énergie de l’ oscillateur au circuit couplé est maximum, et du coup, le courant dans le transistor ( ou la loubarde ) de l’ oscillateur est maximum.
Mais si on vient à approcher la main du circuit accordé, on le désacorde, moins d’ énergie est tranférée au circuit accordé, et le courant dans l’ oscillateur diminue.
Il suffit alors de transformer ce courant en une tension, qui servira à faire varier le gain de l’ ampli BF qui pilote la sortie vers des haut parleurs.
Pour ceux qui seraient intéressés, une page sur le fameux grid-dip /dip-mètre/ondemètre à absorption sur le site de f5zv :


https://f5zv.pagesperso-orange.fr/RADIO/RM/RM26/RM26G/RM26g01.HTM

« Ouiii, mais ces trucs, ça fonctionne avec des tubes, c’ est un peu obsolète, non? Et puis la haute tension, c’ est dangereux! « 
Obsolète, pas vraiment, il suffit de voir l’ engouement d’ une catégorie de
musiciens  » electro » pour les amplis à tubes, pour leurs caractéristiques particulières, liées en fait à leur imperfections en termes de linéarité, IMD etc…
Tout en se rappelant que dans ce cas précis, l’ impédance très grande des lampes en entrée et leur fonctionnement similaire au moderne transistor à effet de champ ( FET pour Field Effet Transistor ) en font un composant de choix pour des oscillateurs HF.
Cependant, il est aisé d’ adapter le circuit d’ un theremin pour utiliser uniquement des transistors, donc des tensions basses ( sécurité) et des alimentations simples ( 12 v typiquement ).
Un exemple :

le reste de l’ article à l’ adresse ci-dessous:

http:// http://www.thereminworld.com/pics/articles/epemag/PAGE2.JPG

C’ est le circuit que j’ ai monté et que le membres du club ont pu voir brièvement l’ autre samedi.
C’ est une version simplfiée de l’ instrument original, sans contrôle de volume.
Je ne vous cache pas que cette simplification enlève un grande partie du plaisir de jeu de l’ instrument, et empêche toute nuance, en forçant à jouer « legato » (*) .
Mais, voilà, essayez déjà ça, si ça fonctionne, vous aurez toujours la possibilité ou de modifier le circuit ou d’ en monter un autre plus complexe.
Rien de très sorcier pour qui a l’ habitude des montages HF, bien que quelques précautions , s’ imposent
On est dans des fréquences plutôt élevées, vers 1.5 MHz, tout est relatif, ce n’ est pas du 10 GHz, mais il faudra disposer les éléments pour avoir les connexions les plus courtes possibles, tout en évitant les couplages intempestifs.
Il est recommandé d’ utiliser des transistors semblable pour tr1 et tr2, afin d’ avoir des caractéristiques similaires, notamment la dérive Ic(t°).
Les BF195 étant difficiles à trouver, il faudra faire des essais avec des transistors semblables avec de préférence une Ft élevée ( >30 MHz).
Eventuellement, tr3 pourrait être remplacé par un FET double porte, genre bf960/988, cf300… Mais il faudra sans doute modifier d’ autres choses ( r9/10, c10/11, virer r11, etc..)
On pourrait mettre un sbl-1 à la place, faire un deuxième changement de fréquence, mettre une boite 6 rapports, un pot d’ échappement Bidalot, mais bon…
L’ ampli BF est un lm386, tout simple … si ça n’ accroche pas ( ça arrive souvent avec ce truc diabolique )La encore on peut remplacer par un ampli maison, à transistors, à tube, à klystron reflex, et j’ en passe, mais l’ avantage du lm386, c’ est qu’ il sort direct à basse impédance, on lui adjoint n’ importe quelle gamelle, et ça cause ! Si vous vous sentez créatif, allez y, mais, comme on dit :  » You’re on your own ! » ( en allemand : Demmerden Sie Sich !)
Si vous avez le pot, ça marchera quasi du premier coup, il faudra quand même régler le  » battement nul » entre les deux oscillateurs pour que le theremin soit silencieux et ensuite approcher la main et voir comment se comporte
l’ objet  » IRL « .
Et si ça veut pas, il faudra sans doute un oscilloscope et un peu d’ astuce pour repèrer ce qui cloche et adapter en conséquence.
Le principe de base de ce circuit repose sur la variation d’ un couplage  » parasite », donc les caractéristiques finales de l’ appareil dépendront directement de la dispostion des composants, de leur choix, et également de la  » mise en boîte ».A ce sujet, je conseille une boite à cigare ou autres matériaux non conducteurs pour la boite, pour préserver la sensibilté à l’ environnement , et du même coup la facilité ( très relative) du jeu.
Je suis bien sur à disposition pour aider les gens du club qui souhaiteraient se lancer dans une réalisation, je pense pouvoir fournir pas mal de composants tels que les capas de petites valeurs ( <100 pF) et ajustables, des transistors à tester pour remplacer les bf195, il doit trainer quelques lm 386 dans une boite au club, comme dit la pub, « y’a plus qu’ à  » .

Et pour les puristes, les « roots », les durs à cuire et les trompe-la-mort, voici
un circuit complet, pitch et volume, à tubes.

https://www.theremin.us/126/126revised.html

Les tubes sont des 12au7, tubes assez communs et facile à trouver bien qu’ un peu chers ( la faute aux audiophiles crédules qui paient des fortunes pour
des tubes sensés magnifier le son, lui donner un caractère extraordinaire et patin et couffin…).On fera avantageusement suivre ce montage d’ un petit ampli de  » puissance » doté d’ une EL84 ou similaire ( pl84, pl82, ou toute autre pentode capable de sortir quelques watts) pour un fonctionnement autonome .

J’ attire quand même votre attention, cherzauditeurs, sur le fait que l’ utilisation de tubes nécessite généralement des tensions élevées, suffisamment pour transformer votre instrument en une chaise électrique très performante, qui vous tuera avant que vous ne vous en rendiez compte si vous faites une erreur de manip, et c’ est plus vite arrivé que vous ne pouvez l’ imaginer.
Il ne se passe pas une année sans qu’ on apprenne qu’ un radioamateur s’ est tué en bricolant un ampli. Le schéma ci-dessus est prévu pour utiliser une tension plaque relativement basse, de l’ ordre de 50 volts, mais méfiez vous quand même, et faites attention à la section d’ alimentation, le primaire est en 240 V AC, débranchez toujours le cordon avant toute manip sur le circuit !!

Danger

Une video d’une réalisation du theremin à tubes :https://www.youtube.com/watch?v=eTQZTVML9sE

Il y a un peu de reverb par dessus. On voit l’ action du volume par la main gauche.

Un autre exemple à tubes ( EF95, ECF80) : http://www.elektronik-labor.de/HF/Theremin4.html

Mais LA page à lire, c’ est celle ci :https://www.theremin.us/

A suivre …

(*)Alacrem, ille portavit assumpti Julio.

Ou encore : Caesarem legato alacrem eorum…

Une pensée sur “Un instrument de musique à partir d’ un détecteur de mouvement.

  • 18/07/2020 à 19:14
    Permalink

    Super, merci Antoine Barbapou ! (je ne savais pas, mais je retiens)

    Ci dessous le lien d’une vidéo que j’adore et qui illustre parfaitement les possibilités de l’instrument.

    https://www.youtube.com/watch?v=ajM4vYCZMZk

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