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7.1 Theremin a Luce

Il theremin è uno strumento musicale elettronico che non richiede contatto fisico. In base alla posizione della mano del musicista, produce diverse tonalità.

La sua sezione di controllo è solitamente composta da due antenne metalliche che rilevano la posizione delle mani del thereminista, una controllando gli oscillatori e l’altra il volume. I segnali elettrici del theremin vengono amplificati e inviati a un altoparlante.

Non possiamo riprodurre lo stesso strumento tramite Pico W, ma possiamo usare un fotoresistore e un cicalino passivo per ottenere un effetto simile.

• Theremin - Wikipedia

Componenti Necessari

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome	ELEMENTI IN QUESTO KIT	LINK
Kepler Kit	450+	Kepler Ultimate Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

SN	COMPONENTE	QUANTITÀ	LINK
1	Introduzione al Pico W	1	ACQUISTA
2	Cavo Micro USB	1
3	Breadboard	1	ACQUISTA
4	Cavi Jumper	Diversi	ACQUISTA
5	LED	1	ACQUISTA
6	Transistor	1(S8050)	ACQUISTA
7	Resistenza	3(1KΩ, 220Ω, 10KΩ)	ACQUISTA
8	Cicalino Cicalino	1
9	Fotoresistore	1	ACQUISTA

Schema Elettrico

Prima di iniziare il progetto, muovi la mano su e giù sopra il fotoresistore per calibrare l’intervallo di intensità luminosa. Il LED collegato al GP16 viene utilizzato per indicare il tempo di debug: si accende per indicare l’inizio del debug e si spegne per indicarne la fine.

Quando GP15 emette un livello alto, il transistor S8050 (NPN) conduce e il cicalino passivo inizia a suonare.

Quando la luce è più intensa, il valore di GP28 è più piccolo; viceversa, è più grande quando la luce è più debole. Programmando il valore del fotoresistore per influenzare la frequenza del cicalino passivo, è possibile simulare un dispositivo fotosensibile.

Collegamenti

Codice

Nota

• Apri il file 7.1_light_theremin.py nel percorso kepler-kit-main/micropython o copia questo codice in Thonny, poi clicca su «Esegui Script Corrente» o semplicemente premi F5 per eseguirlo.

• Non dimenticare di selezionare l’interprete «MicroPython (Raspberry Pi Pico)» nell’angolo in basso a destra.

• Per tutorial dettagliati, fai riferimento a Aprire ed Eseguire Codice Direttamente.

import machine
import utime

# Initialize LED, photoresistor, and buzzer
led = machine.Pin(16, machine.Pin.OUT)  # LED on pin 16
photoresistor = machine.ADC(28)  # Photoresistor on ADC pin 28
buzzer = machine.PWM(machine.Pin(15))  # Buzzer on pin 15 with PWM

# Variables to store the highest and lowest light readings for calibration
light_low = 65535
light_high = 0

# Function to map one range of values to another
def interval_mapping(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

# Function to play a tone on the buzzer at a specified frequency for a set duration
def tone(pin, frequency, duration):
    pin.freq(frequency)  # Set buzzer frequency
    pin.duty_u16(30000)  # Set duty cycle to around 50%
    utime.sleep_ms(duration)  # Play the tone for the specified duration
    pin.duty_u16(0)  # Turn off the tone by setting duty cycle to 0

# Calibrate the photoresistor by finding the highest and lowest light values over 5 seconds
timer_init_start = utime.ticks_ms()  # Get the current time (start time)
led.value(1)  # Turn on LED to indicate calibration is in progress
while utime.ticks_diff(utime.ticks_ms(), timer_init_start) < 5000:  # Run calibration for 5 seconds
    light_value = photoresistor.read_u16()  # Read the light value from the photoresistor
    if light_value > light_high:  # Track the maximum light value
        light_high = light_value
    if light_value < light_low:  # Track the minimum light value
        light_low = light_value
led.value(0)  # Turn off the LED after calibration

# Main loop to read light levels and play corresponding tones
while True:
    light_value = photoresistor.read_u16()  # Read the current light value from the photoresistor
    pitch = int(interval_mapping(light_value, light_low, light_high, 50, 6000))  # Map light value to a pitch range
    if pitch > 50:  # Only play tones if the pitch is above a minimum threshold
        tone(buzzer, pitch, 20)  # Play the corresponding pitch for 20ms
    utime.sleep_ms(10)  # Small delay between readings

Non appena il programma viene eseguito, il LED si accenderà e avrai cinque secondi per calibrare l’intervallo di rilevamento del fotoresistore.

Questo è dovuto ai diversi ambienti luminosi in cui potremmo trovarci quando lo utilizziamo (ad esempio, diverse intensità luminose a mezzogiorno e al crepuscolo), nonché all’altezza della nostra mano sopra il fotoresistore. È necessario impostare l’altezza massima e minima della tua mano dal fotoresistore, che è anche l’altezza alla quale suonerai lo strumento.

Dopo cinque secondi, il LED si spegnerà e potrai muovere le mani sopra il fotoresistore e suonare.