Infrarot-Theremin?

[M15064]

Ich habe hier beim Ausschlachten von einem alten Staubsaugroboter "analoge" Infrarot-Abstandssensoren von Sharp gefunden.
Die brauchen 5V und geben eine analoge Spannung zwischen 0 und 2,5V für die Distanz aus.
Das brachte mich auf die Frage, ob man diese Spannung nicht als CV verwenden könnte, um zusammen mit einem VCO und einem VCA sowas ähnliches wie ein Theremin auf Infrarot-Basis zu bauen.

Hat das schon mal jemand probiert?

 

[elektrouwe]

wenn der Messbereich passt, spricht nix dagegen. Ein GP2Y0A21YK mit 10..80cm wäre wohl der optimale Typ. Habe vor vielen Jahren MIDI controller damit gebaut. Da die Teile eine fallende V/cm Kennlinie haben, musst du wohl eine kleine Anpasselektronik machen, um standard modular VCO, VCA anzusteuern - falls es das original Theremin feeling mit kleinem Abstand == niedrige Frequenz und kleine Lautstärke sein soll. Alternativ könnte man natürliche den Sensor an einen Mikrocontroller (Arduino...) hängen, den Messbereich passend linearisieren, und dann die CVs über PWM + Filter ausgeben. Damit wären dann auch noch Trigger/Gate Ausgänge als Dreingabe möglich.

 

[M15064]

wenn der Messbereich passt, spricht nix dagegen

Eigentlich fragte ich, weil ich der Meinung bin bzw. die Befürchtung habe, dass es eben nicht reicht, wenn der Messbereich passt.

Diese Sharp GP2Y0A** Sensoren haben eine Latenz von über 16 ms ... wann man dann noch einen Microcontroller nachschaltet, dann kommt dessen A/D-Wandler-Latenz, Signalverarbeitung und PWM+Lowpass-Verzögerung dazu.
Für ein Instrument, bei dem man die Tonhöhe nach Gehör spielt, könnte das schon deutlich zu viel sein.
Nun sehe ich keine allzugroße Herausforderung darin, einen analogen (=verzögerungsfreien) Inverter/Linearisierer zu bauen, aber auch da bleibt die Frage offen, ob die 16ms nicht zu langsam sind, zumal man auch da einen Tiefpass nachschalten muss, um die Spannungssprünge der zeitdiskreten Werte ein bisschen glatt zu bügeln.

Hinzu kommt, dass die dokumentierte Latenz den Verdacht weckt, dass das gute Teil intern eben nicht analog arbeitet, sondern digital, was die Frage aufwirft, ob die ausgegebene Spannung wirklich kontinuierlich der Entfernung folgt oder ob da Quantisierungsschritte dazwischen sind, die unter ungünstigen Umständen dann nur Steuerspannung für schief klingende Noten ergeben.

Auf Youtube fand ich ein Video (auch eine Lösung mit Microcontroller), aber die konnten es dann auch überhaupt nicht spielen, d.h. das beantwortet letztendlich die Frage auch nicht, ob das so gebaute Teil überhaupt spielbar wäre.

 

[elektrouwe]

wenn ich mich recht erinnere, ist die sample rate sogar fast 40ms, das taugt also nur für "nichtperkusive" Sachen.
An die Sensorauflösung kann ich mich nicht mehr erinnern, die war MIDI-mäßig sowieso nur 7 bit. Das ist natürlich weit weg von der feinen FM, die ein analoges Theremin kann.
Du könntest denn Sensor ja mal "roh" an ein VCO hängen und testen, die rund 2,5 Oktaven würden ja ungefähr passen, und die inverse Kennlinie wäre zunächst auch egal.

 

[M15064]

wenn ich mich recht erinnere, ist die sample rate sogar fast 40ms, das taugt also nur für "nichtperkusive" Sachen.

Ich hab die 16ms aus dem Datenblatt abgelesen, aber nicht gemessen.
Es geht dabei auch weniger um perkussive Sachen sondern mehr darum, dass man ein gutes und sehr spontanes Feedback braucht, wenn man händisch die Noten treffen will.

Wenn man natürlich nach MIDI konvertiert, dann ist das (wie bei einer Quantisierung) nicht so kritisch.

Du könntest denn Sensor ja mal "roh" an ein VCO hängen und testen, die rund 2,5 Oktaven würden ja ungefähr passen, und die inverse Kennlinie wäre zunächst auch egal.

Ich musste mir erstmal Mut antrinken, welchen meiner Moogs ich dafür als Versuchskaninchen "opfere".
Hab dann vorhin mal ein bisschen gelötet, sehr sorgfält geprüft und gemessen und dann probiert.

Fazit: Es lassen sich Quantisierungsschritte in der Entfernungsmessung mit dem Multimeter messen, aber am VCO ist mir davon dann nichts aufgefallen.
Was mehr stört ist die Tatsache, dass die Kennlinie nicht linear ist, d.h. je näher man ran kommt, desto steiler wird sie.
Muss ich morgen mal schauen, ob ich die ein bisschen linearisieren kann.
Was auch schon mal feststeht: Die 15cm Erfassungsbereich von den GP2Y0A51SK aus dem Staubsaugroboter sind zumindest für Pitch viel zu wenig.
Für'n Amplituden-Kanal könnte das aber reichen. Und weil ich genug davon im Robert gefunden hab, könnt ich zwei nebeneinander anordnen und aus der Differenz noch eine "Expression" Steuerspannung generieren.

PS: Ich hab nun noch mit dem Oszi nachgemessen... die 16ms kommen so ungefähr hin, wenn man die Treppchen bei schnellen Änderungen vergleicht.
Ich hab ein 1kOhm/4,7uF RC-Glied nachgeschaltet, dann hört man die Sprünge nicht mehr.

 

[elektrouwe]

schön dass der Moog überlebt hat
Hab jetzt in die Datenblätter geschaut : der 15cm Sensor hat 16ms, der 80cm hat 38ms, daher die Diskrepanz.
D.h es wird nochmal etwas träger, wenn du den größeren Messbereich benötigst.
Betr. Linearisierung: hab die Datenblattwerte mal gefittet. Die Ausgangsspannung ist rund 33/Distanz, also evt. mit LM13700 oder teurem Multiplizierer zu linearisieren.

OT: bin inzwischen wegen linearer Kennlinie zu Ultraschall "konvertiert" : Nehme das RX/TX Sensor Paar aus einem 1€ China modul u. betreibe den Sendepiezo direkt am MikroController(push/pull, also 10V drive). Der Empfängerpiezo wird mit 1 opamp verstärkt und geht dann zum MC. Das funktioniert gut von ca. 2cm ..40cm. Die samplerate ist <5ms; das ist der Grund, weshalb ich das Originalmodul nicht verwende - es lässt sich ca. 200ms Zeit wenn kein Echo kommt (Raumhöhe >3m oder im Freien)

 

[pyrolator]

Ich habe seit vielen Jahren den Buchla Lightning I&II in Gebrauch, der funktioniert ja auch mit Intrarot, der ist äusserst sensibel und reagiert auch auf die feinsten Schläge in Bewegungen und Latenzen spüre ich da auch keine. Es gibt in dem Bereich also Möglichkeiten. Ich habe es auch mal mit einer Nintendo Wii versucht, die war zwar auch sensibel steuerbar aber im musikalischen Kontext für mich nicht gut einzusetzen - es gab da ein Max-Script, was die Wii Signale in MIDI übersetzten.