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Beginnen Sie in der Wissenschaft. Laserharfe - was ist das? Wie ist das Interaktive beim Spielen der Laserharfe?

Laser-Harfe- Hightech-Musikinstrument. Viele erinnern sich vielleicht an die Laserharfe in den Aufführungen des weltberühmten Jean Michel Jarre. Durch den Einsatz dieser Harfe in seinen Performances machte Jean Michel die Lichtshow noch futuristischer. Als Teil dieser Show spielte er einige Tracks auf einer Laserharfe, verdeckte die Laserstrahlen und zwang sie dadurch, Töne daraus zu extrahieren.
Viele Jahre sind vergangen, aber die Laserharfe ist immer noch das ungewöhnlichste und geheimnisvollste Musikinstrument. Und dank des technologischen Fortschritts hat fast jeder Einwohner die Möglichkeit, eine Laserharfe zur Miete zu bestellen.

Sie sind Musiker oder DJ?
Verleihen Sie Ihrer Darbietung etwas Einzigartigkeit und Magie. Schließlich wird es jetzt immer schwieriger, den anspruchsvollen Betrachter zu überraschen.

Sie sind der Organisator der Veranstaltung.
Fügen Sie Ihrer Veranstaltung Interaktivität hinzu. Die Vermietung der Laserharfe macht Ihre Veranstaltung außergewöhnlich. Laden Sie Ihre Gäste ein, das ungewöhnlichste Instrument zu spielen.

Eine Laserharfe ist ein Hardware-Software-Komplex, der aus einem Laser besteht, der grün oder farbig sein kann. Spezielle Sensorik, mit der Laserstrahlen zu klingen beginnen. Nebelgenerator zur günstigen Wahrnehmung von Laserstrahlen.

In einigen Fällen können Sie, um der Veranstaltung den Umfang zu verleihen und den visuellen Effekt zu verstärken, zwei weitere Laserprojektoren installieren, die übrigens beispielsweise ein Firmenlogo zeichnen können.

Einsatzmöglichkeiten der Laserharfe:

Musikalische Gestaltung Veranstaltungen
Treffen mit Gästen
Unterstützung für Stufennummern
Bühnenlicht- und Musikshow
Vereinsfeier

Laser New Tec bietet eine Laserharfe an. Diese spezialisierte Midi-Schnittstelle ermöglicht es Ihnen, den Laserprojektor als ungewöhnlich zu verwenden Musikinstrument. Du kannst ein Performer werden Musikalische Werke auf einer beeindruckend großen virtuellen Lichtharfe, die Laserstrahlen anstelle von Saiten verwendet. Indem Sie verhindern, dass die Strahlen der Laserharfe den Sensor erreichen, senden Sie ein MIDI-Signal vom Controller an die Soundkarte, den Synthesizer oder den Sampler des Computers, der für die Wiedergabe des gewünschten Sounds verantwortlich ist.

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Die Hauptmerkmale der vorgeschlagenen Laserharfen

Die von uns angebotenen Laserharfen zeichnen sich aus durch:

Vielseitigkeit.

Der unbestreitbare Vorteil der Ausrüstung ist ihre Vielseitigkeit und Benutzerfreundlichkeit. Es kann verwendet werden, um jede Art von Audio- oder Videoinformationen, jeden visuellen Inhalt, Ton oder Musik, Spezialeffekte oder Pyrotechnik auszulösen. In Kombination mit Pangolin QuickShow, Beyond oder Live PRO Software kann der Laser Harp Controller verwendet werden, um ausgewählte Lasereffekte und Shows abzuspielen. Sie können die Geräte bei einer Vielzahl von Veranstaltungen (von der Präsentation bis zum Städteurlaub) nutzen.

Funktionalität.

Sie können zwischen 8, 9, 10 oder 12 Laserstrahlen wählen, je nachdem, wie viele Töne die gespielte Melodie erfordert. Lässt sich an jeden Laserprojektor mit einem standardmäßigen ILDA-Eingang anschließen. Sie können eine Lasermaschine mit der erforderlichen Leistung anschließen

Zuverlässigkeit.

Jeder Laser Harp Controller wird von erfahrenen Fachleuten hergestellt, konfiguriert und vielfach getestet. Die vorgeschlagenen Modelle bewältigen alle Aufgaben.

Beachten Sie! Jede Laserharfe kann von Ihnen nicht nur gekauft, sondern auch gemietet werden. Wir liefern hochwertiges Equipment namhafter Hersteller zu günstigsten Konditionen. Das Unternehmen hat auch ein flexibles Rabattsystem entwickelt. Dadurch können Sie auch mit einem begrenzten Budget moderne Lösungen nutzen.

Kontaktiere uns! Unsere Experten beantworten alle Ihre Fragen und helfen Ihnen bei der Auswahl.

Die Laserharfe ist ein elektronisches Musikinstrument, das aus mehreren Laserstrahlen besteht, die blockiert werden müssen, ähnlich dem Zupfen der Saiten einer herkömmlichen Harfe. Es ist berühmt für seine Verwendung in den Konzerten von Jean Michel Jarre.

Die Laserharfe, die ihren Namen von ihrer Ähnlichkeit mit einer normalen Harfe erhielt, wurde erstmals 1981 von JMJ bei Konzerten in China verwendet. Das chinesische Publikum war erstaunt und erfreut über dieses Instrument. Die Saiten in dieser Harfe sind Laserstrahlen. Der Prototyp der Laserharfe wurde 1979 von dem Franzosen Bernard Szajner entwickelt. Als das Instrument 1981 erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt wurde, befand es sich noch in der Entwicklung. Seitdem hat die Laserharfe viele Veränderungen erfahren.

Der an Musik interessierte französische Ingenieur Philippe Guerre veränderte das Instrument und seine Software radikal. Seine Laserharfe bestand aus einem Laser und einem rotierenden Spiegel, der Strahlen in verschiedene Richtungen reflektierte. Lichtschranken ermittelten genau, wo sich ein Hindernis im Weg des Laserstrahls befand.

Eine Laserharfe mit ähnlichem Design wurde von Jarre beim Houston-Konzert und den nachfolgenden Aufführungen verwendet. Der intellektuelle Teil des Instruments ist ein Mikrocomputer, der das von Guerre entwickelte Laserharp-Programm verwendet. Jeder Strahl kann spielen verschiedene Notizen wenn Jarre die leichten "Saiten" berührt. Wenn Jarre seine Hände nach oben oder unten bewegt, ändert sich der Ton der Note. Sobald Jarre seine Hand vom Balken nimmt, hört die Note auf zu spielen.

Die von Jean-Michel in Paris verwendete Laserharfe war eine vier Meter hohe und zweieinhalb Meter breite Aluminiumkonstruktion mit zwölf transparenten Kunstglasröhren für zwölf Laserstrahlen.

Jean-Michel wurde oft dafür kritisiert, dass er beim Spielen der Laserharfe in Konzerten riesige ungeschickte Handschuhe trug. Das gehört aber nicht zur Kulisse, wie manche meinen, sondern zur Sicherheit. Handschuhe bestehen aus einem speziellen Material und schützen den Darsteller vor Laserstrahlen. Andernfalls würden die Hände des Darstellers einfach ausbrennen. Außerdem besonders Sonnenbrille Augen vor Laserstrahlung schützen.

Auch Laserharfen werden von Jen Levin hergestellt.

Die Architektin Jen Lewin hat ein ungewöhnliches Hobby – sie stellt Laserharfen her. Was ist das? Dies sind sowohl Musikinstrumente als auch Kunstinstallationen. Ihr Hauptelement sind Laserstrahlen, für die sie "verantwortlich" sind Sound-Effekt. Erstaunlich, nicht wahr?

Eigentlich ist alles einfach und klar. Aber das sind die Besonderheiten. zeitgenössische Kunst: Der Autor muss sicherlich alles erklären, achten Sie darauf, seine Erklärungen mit vagen und mysteriösen Konzepten zu würzen. Und nennen Sie das Ganze natürlich ein Konzept.

Das Konzept der Laserharfen, wie es von Jen interpretiert wird: „Die Verwendung von Licht anstelle von echten Saiten verändert unsere Wahrnehmung von Raum und Materie.

Was physisch nicht existiert (virtuelle Saite) wirkt, als ob es da wäre. „Direkt Poesie!“.

Nachdem Jen diese - oder eine andere - "verdrehte" Formulierung oder sogar ganz ohne sie übernommen hatte, begann sie 1997 mit Laserharfen und schaffte es seitdem, 8 davon herzustellen. So ist das Hobby.
Sie argumentiert, dass alle Harfen anders sind: Einige sind in Form eleganter Holzskulpturen hergestellt, andere sind nicht so elegant, aber wasser- und wetterfest.
Jen Levine baute eine dieser Harfen mit einem Stipendium der Black Rock Art Foundation, stellte sie letztes Jahr beim Burning Man Festival der Öffentlichkeit vor und zeigt ihr Instrument jetzt beim Wired NextFest. Daher musste die Harfe, so der Künstler, nicht nur vor Wind, Regen und Schmutz geschützt werden, sondern auch vor „physischen Einwirkungen von Besuchern“.

Um die Fähigkeiten der Harfe besser zu demonstrieren und die Aufmerksamkeit des Publikums zu gewinnen, beschloss Jen, daraus ein Composite zu machen. Die Installation besteht aus drei Harfen, die beliebig angeordnet werden können (jede wird von einer unabhängigen Stromquelle gespeist). Übrigens hat Jen ihre Kreationen an allen Ausstellungstagen neu arrangiert. Das heißt, jeden Morgen stellte sich heraus, dass die Installation wie neu war.
Morgens wie nachmittags gibt es jedoch nichts Besonderes zu sehen - gewöhnliche Stahlrahmen. Aber in dieser Nacht geschah etwas Magisches. Vertikale Strahlen, die am Boden beginnen und in einer Höhe von bis zu drei Metern abrupt "abschneiden". Freifläche, sozusagen auf freiem Feld, ist ein wahrhaft bezaubernder Anblick. Aber die Besucher haben die musikalische Komponente der Strukturen nicht vergessen. Und das aus gutem Grund - sie stellte sich auch als äußerst ungewöhnlich heraus.
Schließlich sind Saiten Strahlen, die nicht nur „gezogen“, sondern auch durchgelassen werden können. Sie können sogar ein ganzes Lied spielen - durch verschiedene Harfen laufen (oder passieren, je nach musikalischen Vorlieben): natürlich, wenn die Konfiguration dies zulässt.
Schätzungen zufolge reichen die Strahlenschnüre für fünf Oktaven: Sie können darstellen (inwieweit das richtige Wort!) etwas sehr Symphonisches, zumal auch mehrere Personen gleichzeitig spielen können. Aber die Laserharfe wurde nicht dafür gemacht, als gewöhnliche benutzt zu werden. Deshalb beschloss Jen, einige "Chips" hinzuzufügen, von denen die Komponisten, die Teile für Harfen komponierten, nie zu träumen gewagt hätten.

Beispielsweise kann das Kreuzen mit einem Strahl zwei Dutzend verschiedene abgetastete Klänge ergeben, deren Amplitude außerdem je nach Bewegungsgeschwindigkeit variiert: je schneller, desto lauter. Jen sagt, dass man auf diese Weise eine Vielzahl von Melodien spielen kann – meist meditativ und atmosphärisch.
Jens Website hat Laserharfenvideos von 2001 und 2004 – jede Menge zum Ansehen und Anhören.
Zum Abschluss der Geschichte über das Konzept der Laserharfen erinnert sich Jen plötzlich daran, dass ihre Installation „mit Lasern einer Klasse ausgestattet ist, die als sicher für den Einsatz in anerkannt sind direkte Auswirkung". Nach einer so interessanten Erklärung des Konzepts klingen die Worte über die Geräteklasse wie eine Banalität.
Aber Jen kann man verstehen: Schließlich sind diese Harfen vielleicht eine der wenigen interaktiven Skulpturen, für die Platz ist Musikindustrie- und nicht einmal virtuell.

So hat die Laserharfe auch ihren Vertrieb in Russland erhalten.

Russische Musiker entschieden sich, den westlichen Erfahrungen nicht zu folgen und versuchten, eine Laserharfe von Grund auf neu zu bauen. Als Ergebnis die Designer kreativer Verein Deftaudio aus Nischni Nowgorod Es stellte sich auch als Körperlaserharfe heraus, aber aus acht Strahlen. Wie die Entwickler dem Korrespondenten von Infox.ru mitteilten, verwendet das Design der Harfe von Nischni Nowgorod einen Industrielaser mit einer Leistung von bis zu 100 mW sowie acht Reflektoren und die gleiche Anzahl von Sensoren, die auf einem Rahmen etwa zwei und zwei montiert sind einen halben Meter hoch.

Ein einzelner Laser wird auf die gleiche Weise wie beim Guerra-Instrument kopiert, aber jeder resultierende Strahl wird von einem einzelnen Sensor empfangen. Die Position der Hand in der Höhe relativ zum Strahl nach innen inländische Entwicklung kann durch einen Infrarotsensor gesteuert werden, der am Arm angebracht ist.

Wie ihre Gegenstücke ist die Defaudio-Harfe mit Synthesizer-Geräten verbunden, mit denen Sie ihren Klang nach Belieben des Interpreten modellieren können.

Die Leistung der Laserharfe von Nischni Nowgorod ist gering, und es ist nicht erforderlich, Asbesthandschuhe dafür zu verwenden. Daher sieht es am besten in kleinen abgedunkelten Räumen aus, in denen eine Rauchmaschine arbeitet. Dies ermöglicht den Einsatz in Clubs und Konzertsälen.

Und so klingt das Instrument im Video.

Der Text der Arbeit wird ohne Bilder und Formeln platziert.
Vollversion Die Arbeit ist auf der Registerkarte "Arbeitsdateien" im PDF-Format verfügbar

Einführung

Moderne digitale Technologien haben buchstäblich alles verändert – von unserem Alltag bis zur Kunst in all ihren Erscheinungsformen. Holzrahmen, Saiten, Bogen klingen- die erste Assoziation, die bei der Erwähnung des Wortes Harfe entsteht. Aber was ist, wenn Sie sich vorstellen, nicht einer der ältesten zu sein? Zupfinstrumente, und ein Tool, das funktioniert moderne Technologien und macht Musik, wenn du deine Hand in der Luft bewegst? Alles erscheint unverständlich und faszinierend. Die Idee, ein solches Tool zu erstellen, hat uns bewegt Lichtvorführung Französischer Komponist Jean-Michel Jarre. Es sollte gesagt werden, dass elektronische Musikinstrumente in den späten 70er Jahren des 20. Jahrhunderts auftauchten, wie elektronische Gitarren, Synthesizer, Schlagzeug. Die ersten Technologien zur Verwendung eines Laserstrahls zur Herstellung von Musikinstrumenten tauchten im letzten Jahrzehnt auf. Leider haben sie bis heute noch keine weite Verbreitung gefunden. Die Gründe dafür sind die hohen Kosten dieses Geräts und die fehlende russische Produktion.

Studiengegenstand: Der Prozess des Entwerfens und Erstellens elektronischer Musikinstrumente;

Studiengegenstand: Einsatz eines Lasers als technologische Grundlage für den Betrieb elektronischer Musikinstrumente;

Der Zweck des Projekts: Schaffung eines Musikinstruments - einer Harfe, deren Prinzip auf der Verwendung von Laserstrahltechnologie basiert;

Forschungsschwerpunkte:

Informationsquellen zum Forschungsthema studieren und zusammenfassen;

Analysieren Sie den Markt für solche Geräte;

Entwicklung eines Prototyps und einer Spezifikation von elektronischen Komponenten für Laserharfen;

Modellieren und entwerfen Sie dieses Gerät;

Das Gerät zusammenzubauen, zu vervollständigen, zu programmieren und zu testen;

Führen Sie eine Machbarkeitsstudie des Projekts durch und entwickeln Sie Empfehlungen für seine Anwendung.

Forschungsmethoden: Studium und Systematisierung von Informationen, Design, Computermodellierung, Codierung (Programmierung), Testen

Historischer Aspekt des Projekts

Die Harfe ist eines der ältesten Musikinstrumente der Menschheit (Abb. 1). Es stammt von der Zwiebel ab gespannte Saite, die beim Abfeuern melodiös klang. Später wurde der Klang der Bogensehne als Signal verwendet. Der Mann, der zuerst drei oder vier Bogensehnen auf einen Bogen zog, die aufgrund ihrer ungleichen Länge Geräusche machten verschiedene Höhen, und wurde der Schöpfer der ersten Harfe. Auch in den ägyptischen Fresken des 15. Jahrhunderts v. Chr. ähneln Harfen noch einem Bogen. Und diese Harfen sind nicht die ältesten: Archäologen fanden die älteste Harfe bei Ausgrabungen der sumerischen Stadt Ur in Mesopotamien - sie wurde vor viereinhalbtausend Jahren, im 26. Jahrhundert v. Chr., hergestellt.

In der Antike, im Orient, in Griechenland und Rom blieb die Harfe eines der verbreitetsten und beliebtesten Instrumente. Es wurde oft verwendet, um Gesang oder das Spielen anderer Instrumente zu begleiten. Die Harfe erschien früh und in mittelalterliches Europa: Hier besondere Kunst Das Spielen darauf war berühmt für Irland, wo Volkssänger- Barden - sangen ihre Sagen zu ihrer Begleitung.

Im 20. Jahrhundert wurde mit dem Aufkommen der Digitaltechnik die Laserharfe erfunden. Die Laserharfe wurde erstmals 1981 bei JMJs chinesischem Konzert eingesetzt und hinterließ großen Eindruck auf das Publikum. Komplexer - eine zweifarbige Laserharfe - wurde 2008 von Maurizio Carelli erfunden und hergestellt. Ein italienischer Software- und Elektronikingenieur hat eine tragbare zweifarbige Laserharfe namens KromaLASER KL-250 entwickelt. Es basierte auf schwachen (nur 80-100 mW) Laserstrahlen, da es nur ein Prototyp der derzeit existierenden Laserharfe war. Danach entwickelte Carelli die letzte und leistungsstärkere Version der Laserharfe namens "KromaLASER KL-450". charakteristisches Merkmal Dieses Instrument war eine konfigurierte volle Oktave mit grünen Balken für alle diatonischen Noten und roten Balken für alle chromatischen Noten. In der zweiten Hälfte des Jahres 2010 entwickelte Maurizio Carelli auch ein unabhängiges Vollfarblasergerät Tageslicht ein eigenständiges Modell mit einem 1-W-Laser namens "KromaLASER KL-PRO" sowie eine andere Version der Laserharfe, die ILDA-Laserscanner steuern kann und mit Blau / Cyan-Farbe den ersten Mehrfarben-Lasercontroller implementiert: " KL-Control" (KL-Kontrol), dessen Prototyp "KL-ILDA" war.

Im Rahmen unserer Studie wurde eine Analyse des Marktes für Musikinstrumente dieser Art durchgeführt, in deren Ergebnis festgestellt wurde, dass vorhandene Werkzeuge kann nach der Technologie des Funktionierens klassifiziert werden:

rahmenlos,

rahmen,

nach Umfang:

Kabinett,

Konzert.

Eine rahmenlose (offene) Laserharfe ist normalerweise ein nicht eingeschlossener Laser-"Fächer", der von einem Laserprojektor des einen oder anderen Designs ausgeht. Deshalb wird es „offen“ genannt, weil es weder von den Seiten noch von oben durch nichts geschlossen ist. Im Innenbereich reichen die Beams einfach bis zur Decke, während sie in offenen Bereichen frei in den Himmel ragen können. (Abb. 2)

Die ersten lasergerahmten (geschlossenen) Harfen waren einfarbig - normalerweise mit grünen Balken. Das liegt an der Besonderheit des menschlichen Sehens: Bei gleicher Leistung des Laserprojektors ist das grüne Licht des Lasers für uns viel besser sichtbar als das rote. Aber dann tauchten zweifarbige und mehrfarbige Laserharfen auf. (Abb. 3)

Das Funktionsprinzip von Laserharfen

Der Betrieb einer Laserharfe basiert aus physikalischer Sicht auf dem Phänomen des photoelektrischen Effekts - d.h. die Fähigkeit einer Substanz, unter Lichteinfluss einen Elektronenstrom auszusenden - der photovoltaische Effekt (Abb. 4). Es wurde erstmals 1839 von dem französischen Physiker Antoine Henri Becquerel beobachtet. 1888 schuf Alexander Stoletov die weltweit erste photoelektrische Zelle, und 1905 erklärte Albert Einstein das Phänomen des photoelektrischen Effekts in seiner Arbeit, für die er ausgezeichnet wurde Nobelpreis 1921 in Physik.

Das Funktionsprinzip offener Laserharfen ist ziemlich kompliziert, und die Hauptrolle spielen hier spezielle Sensoren, die sich unten zu Füßen des Darstellers befinden. Diese Sensoren registrieren Lichtblitze von den Händen des Interpreten: Wenn der Musiker mit seiner Handfläche den einen oder anderen Strahl abdeckt, blitzt seine Handfläche mit hellem Licht auf. Nach dem Funktionsprinzip dieser Sensoren wird eine offene Laserharfe in Hardware und Software-Hardware unterteilt.

Im ersten Fall werden Signale von lichtempfindlichen Elementen von Geräten verarbeitet, die auf Mikrocontrollern basieren, im zweiten fungieren in der Regel Hochgeschwindigkeits-Videokameras (ab 60 Bildern pro Sekunde und mehr) als Sensoren, deren Bild verarbeitet wird spezielle Programme auf Computern in Echtzeit (Abb. 5).

Im Rahmen unseres Projekts haben wir uns für die Frame-Version der Technologie entschieden. Die Harfe ist in diesem Fall eine geschlossene Struktur, bei der vertikale Laserstrahlen auf Fotozellen fallen, wie in Lasersignalanlagen oder U-Bahn-Drehkreuzen. Fotozellen wiederum erzeugen je nach Helligkeit des Lichtstroms elektrische Signale einer bestimmten Stärke, die dann in Töne umgewandelt werden (Abb. 6).

Wirtschaftliche Begründung für die Relevanz des Vorhabens

Im Rahmen diese Studie Wir haben den Musikinstrumentenmarkt analysiert, um die Kosten moderner Laserharfen herauszufinden. Basierend auf den Ergebnissen der Analyse wurden die folgenden Daten erhalten:

Der Mindestpreis für eine geschlossene Harfe beträgt auf der chinesischen Website (Aliexpress) 270 US-Dollar (18.500 Rubel).

Der höchste Preis für ein Werkzeug beträgt 490.000 Rubel.

Nachdem wir den Markt für solche Musikgeräte analysiert haben, kommen wir zu dem Schluss, dass Laserharfen in Musikinstrumentengeschäften sehr selten sind und in Russland überhaupt nicht vorhanden sind. Nachfolgend finden Sie die Details der verschiedenen Modelle von Laserharfen (Tabelle 1):

Tabelle 1

Eigenschaften von Laserharfen

Harfenfotografie	Preis, Hersteller	Name und Eigenschaften
	150.000 Rubel, China	Alte Laserharfe. - Laser: Halbleiter, 100, 150, 200 mW; - Saiten: Anzahl der Lasersaiten Ihrer Wahl; - Abmessungen: Box ~ 30x40x45 mm, Rahmen ~ 120x90 mm, Gewicht ~ 7 kg; Leistung: U=3V, A=5A, versorgt mit 220V; Schnittstelle: USB (virtuelles Midi) Anschlüsse: USB.
	700000 Rbl., China	Klassische Laserharfe (Computergerät). Ausrüstung: Computer; Soundkarte; Spezialisierte Software; Leistungsstarker Laser; Midi, ILDA und andere Schaltungen; Oktavpedal.
	550.000 Rubel, China	Hi-Tech-Laserharfe, Ausstattung: Computer; Soundkarte; Spezialisierte Software; Leistungsstarker Laser; Spiegel; zusammenklappbares Design; Midi, ILDA und andere Schaltungen

Die geschlossene Harfe ist im Vergleich zum offenen Typ relativ klein. Das Ursprungsland beider Arten ist China. Es gibt keine Analoga dieses in Russland hergestellten Geräts. Das Fehlen solcher Geräte in unserem Land und die hohen Kosten im Ausland bestimmen die Relevanz unserer Arbeit.

Geschlossenes Laserharfen-Design

Für die funktionale Organisation des Geräts benötigten wir den folgenden Satz elektronischer Komponenten:

Arduino UNO-Mikrocontroller - der Controller basiert auf ATmega328. Die Plattform verfügt über 14 digitale Ein-/Ausgänge, 6 analoge Eingänge, einen 16-MHz-Quarzoszillator, einen USB-Anschluss, einen Stromanschluss, einen ICSP-Anschluss und eine Reset-Taste. Um zu funktionieren, müssen Sie die Plattform über ein USB-Kabel an einen Computer anschließen oder die Stromversorgung über einen AC / DC-Adapter oder eine Batterie zuführen. (Abb. 7)

Halbleiterlaser sind Laser mit einem verstärkenden Medium auf Halbleiterbasis, bei denen die Erzeugung in der Regel durch stimulierte Emission von Photonen während Interband-Elektronenübergängen unter Bedingungen hoher Ladungsträgerkonzentration im Leitungsband erfolgt (Abb. 8).

Widerstände und Fotowiderstände. Das Hauptfunktionselement in unserem Gerät ist ein Fotowiderstand - ein Sensor, dessen elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit von der Intensität des darauf fallenden Lichts ändert. Je intensiver das Licht, desto größer der Elektronenfluss und desto geringer der Widerstand des Elements (Abb. 9 und 10).

Summer (piezoelektrisches Element) - ein Signalgerät, elektromechanisch, elektronisch oder piezoelektrisch. (Abb. 11)

Stromversorgung für das Labor. (Abb. 12)

Von den Fotozellen wird ein elektrisches Signal abgenommen und einem piezoelektrischen Element zugeführt, das einen Ton erzeugt.

Was das Design des zukünftigen Geräts anbelangt, nachdem alle Optionen berücksichtigt wurden, angefangen von klassischen Stil vor High-Tech entschieden wir uns, unsere eigenen zu entwickeln. Die Form des Harfenrahmens wird dem bekannten Blech der Firma SIBUR ähneln. Unter Verwendung der Fähigkeiten der 3D-Modellierungsumgebung Fusion 360 haben wir ein Modell des Rahmens des zukünftigen Musikinstruments entwickelt, das als Ergebnis des Projekts erstellt wird (Abb. 15).

Aufgrund der Größe der Harfe haben wir uns entschieden, sie nicht auf einem 3D-Drucker zu drucken, sondern eine Lasermaschine zum Schneiden von Sperrholz zu verwenden. Dazu haben wir das Sliser-Programm für Fusion 360 verwendet (Abb. 16).

Programmierung der Laserharfe

Dieses System wird von einem programmierbaren Mikrocontroller gesteuert. Arduino UNO haben wir die IDE als Programmierumgebung gewählt. Die IDE ist das einzige Programm, in dem die gesamte Entwicklung stattfindet. Es enthält viele Funktionen zum Erstellen, Ändern, Kompilieren, Bereitstellen und Debuggen von Software. Ein Fragment des Steuerprogramms ist unten dargestellt.

Was ist die erste Assoziation bei der Erwähnung des Wortes Harfe? Holzrahmen, Streicher, ihr Sound. Aber was, wenn wir uns einen dunklen Raum vorstellen, Rauch, Laser und elektronische Musik? Alles erscheint unverständlich und faszinierend.

Jetzt erscheinen mehrere Laserstrahlen um den Rahmen gewickelt. Aber wenn Sie über diesen Gedanken hinausgehen, können Sie sich eine Harfe mit unbegrenztem Rahmen und nur einem Laserstrahl vorstellen.

Was ist eine Illusion?

Diese Idee wurde von einer Lichtshow des französischen Komponisten Jean-Michel Jarre inspiriert. Diese Show hat mich so begeistert, dass ich sie zu Hause wiederholen wollte.

Die Laserharfe kam erstmals bei einem Konzert in China zum Einsatz. Der Prototyp der Laserharfe wurde 1979 von dem Franzosen Bernard Scheiner entwickelt. Als das Instrument 1981 erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt wurde, befand es sich noch in der Entwicklung. Seitdem hat die Harfe viele Veränderungen erfahren.

Der französische Ingenieur Philippe Guerre nahm radikale Änderungen am Instrument und seiner Software vor. Seine Laserharfe bestand aus einem Laser und einem rotierenden Spiegel, der Strahlen in verschiedene Richtungen reflektierte. Lichtschranken ermittelten genau, wo sich ein Hindernis im Weg des Laserstrahls befand.

Eine Laserharfe ähnlichen Designs wurde auch von Jarre verwendet. Der intellektuelle Teil des Instruments ist ein Mikrocomputer, der das von Guerre entwickelte Laserharp-Programm verwendet. Jeder Balken kann verschiedene Noten spielen, wenn Jarre die "leichten" Saiten berührt. Wenn er seine Hände auf und ab bewegt, ändert sich der Ton der Note. Sobald Jarre seine Hand vom Balken nimmt, hört die Note auf zu spielen.

An dieser Moment Die Idee geht sogar bis zu einer farbigen Harfe, die zugegebenermaßen beeindruckend aussieht. Leute, wenn ihr noch viel mehr interessante Dinge sehen wollt, rate ich euch, Greig Stewart zu googeln. Der Typ macht wirklich interessante Sachen.

Begründung der Schaltungselemente

Wie Sie dem Titel des Artikels entnehmen können, verwendet das Projekt einen Arduino Uno. Außerdem benötigt:
– ein Sensor zum Ablesen der Intensität der reflektierten Saite. Ein gewöhnlicher Fotowiderstand kann, was kann er sonst tun;
- ein Element zum Einrichten des Systems (komfortable Regulierung der Beleuchtungsschwelle). Das erste, was mir in den Sinn kommt, ist ein Potentiometer;
- ein Motor mit Spiegel zur Parallelisierung der Saiten. Nun, hier müssen Sie bereits nachdenken und das Problem vernünftig angehen, denn von dieser Wahl hängt viel ab;
- ein Laser, der die notwendige Funktionalität der Harfensaiten bereitstellt;
– MIDI-Signalprozessor, der Saitenfrequenzen akzeptiert.

Wenn wir über den letzten Punkt sprechen, dann gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder alles physisch oder virtuell umzusetzen. Ich entschied mich für die zweite Option.

Die Anwendung Hairless-midiserial wurde ausgewählt, um die Signale zu konvertieren, und loopMIDI, um einen virtuellen MIDI-Port zu erstellen. Als nächstes wird das Signal an FL Studio übertragen, das das Signal für das ausgewählte Musikinstrument empfängt.

Nun zum Motor. Wenn Sie nicht die geringste Ahnung haben, wohin Sie sich in diesem Thema bewegen sollen, wie ich im Prinzip früher, und in diesem Thema herumstöbern möchten, dann gibt es einen ausgezeichneten Artikel von Ridiko Leonid Ivanovich „Schrittmotoren“. Dies ist das Beste, was Sie im Internet finden können.

Konkret suchen diese Frage Es war verlockend, den Nema 17-Motor in dem Projekt zu verwenden. Wer würde nicht gerne damit herumspielen? Glauben Sie mir, zu verstehen, wie solche „Kinder“ für einen unvorbereiteten Zuschauer funktionieren, kann mehr als einen Abend dauern. So war es zumindest bei mir. Es wurde jedoch ein unipolarer PM55L-048-Motor plus ein ULN2003-Treiber gewählt. Wie man es anschließt, wie diese Kombination funktioniert, ist leicht zu finden, daher werde ich nicht alles zehnmal wiederholen. Aber! Versuchen Sie nicht, dieses Design auf einem 28BYJ-48-Motor zu betreiben. Du wirst es nie schaffen gewünschte Geschwindigkeit. Und das Problem liegt nicht in Ihren Händen, sondern darin, dass es für diesen Zweck einfach nicht geeignet ist.

Ich werde nur zum vollständigen Verständnis des oben Gesagten sagen, dass auf dem Steckbrett alles so aussah:

Vielleicht hat jemand bemerkt, dass sich in den Schaltkreisen ein Transistor befindet, der nicht erwähnt wurde. Nun, es wurde eingeführt, weil man den Laser ein- und ausschaltet.

Montage

Wenn wir das Prinzip der Arbeit in Zeitlupe betrachten, sieht das alles so aus:

der Schrittmotor dreht sich um den entsprechenden Winkelwert, in diesem Moment schaltet sich der Laser für den Bruchteil einer Sekunde ein und der Fotowiderstand wird abgefragt. Wenn der Wert des Fotowiderstands größer als die Saitenansprechschwelle ist, können wir davon ausgehen, dass die Saite unterbrochen ist, und wir wissen durch die Position des Motors, um welche Saite es sich handelt. Es bleibt, das Signal zur Klangverarbeitung an den virtuellen Midi-Port zu senden. Wenn der Fotowiderstandswert den Schwellwert nicht überschritten hat, gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder ist die Saite nicht gerissen oder der Schwellwert ist zu hoch. Um den Schwellwert zu ändern, können Sie den Potentiometerknopf drehen, und bei der nächsten Abfrage des Fotowiderstands wird sein Wert bereits mit einem anderen Schwellwert verglichen.

Dann schaltet der Laser ab und der Motor bewegt sich wieder einen Schritt weiter. Der Laser schaltet sich wieder ein, es findet eine Abstimmung statt, eine Entscheidung wird getroffen, der Laser wird ausgeschaltet und der Motor dreht sich. Wenn der Motor einen Schritt weniger macht als die Anzahl der Saiten, die programmgesteuert eingestellt werden kann, beginnen die Schritte bei Rückseite mit hoher Geschwindigkeit, ohne den Laser einzuschalten. Optisch werden wir dies nicht bemerken, und es scheint uns immer noch, dass wir mehrere Saiten gleichzeitig sehen.

Ach ja, der Laser. Unsere chinesischen Freunde sind großartig im Marketing. Schließlich ist es praktisch, nicht die tatsächliche Laserleistung selbst zu schreiben, aber so etwas wie die maximale Ausgangsleistung überschreitet diese und jene Zahl nicht. Als Ergebnis Verkäufer, nicht wirklich lesen gegebene Tatsache, behaupten Sie selbstbewusst, dass Sie einen ausgezeichneten leistungsstarken Laser haben werden. Es macht Spaß zuzusehen.

Da nichts mehr oder weniger Mächtiges nicht gefunden werden konnte, wurde das, was verfügbar war, verschwendet. Und es gibt wirklich irgendwo um die 5 mW, die nicht einmal ein Streichholz anzünden können. Infolgedessen ist das Ergebnis nicht ganz das, was wir wollten. Allerdings wollte ich die Installation irgendwie nicht für ein paar W hinnehmen, wenn es natürlich möglich ist, sie einfach zu kaufen. Schön, aber irgendwie gefährlich.

Ja, ja, wenn Sie sich das Foto oben ansehen, denken Sie vielleicht darüber nach, die Platine zu ätzen. Es scheint bereits das zweite Projekt zu sein. Nun, ich werde sagen, dass ich darüber nachgedacht habe, mich aber noch nicht für dieses Kunststück entschieden habe.

Als nächstes können Sie sehen, in was für einer schönen Verpackung alles verpackt war. Um sich nicht die Mühe zu machen, an welcher Stelle ein kleiner Fotowiderstand platziert werden soll, und damit er immer funktioniert, können Sie eine Kaskade von Elementen erstellen. Das System funktioniert aber auch mit einer Fotozelle, die bequem in der Nähe des Spiegels angebracht ist. Alles hängt nur von der Schwelle ab, die ausgewählt wird. Nebenbei bemerkt, der Laser leuchtet besser von etwas Weißem. Ich habe weiße Handschuhe verwendet. Ergänzt das Gesamtbild.

Und natürlich das Endergebnis:
Auf dem Foto sind die Strahlen dank des Luftbefeuchters deutlich zu erkennen (im Video ist das Geräusch der sowjetischen Einheit zu hören): Je mehr Partikel in der Luft sind, desto besser ist der Laser sichtbar. Leider vermittelt das Video nicht die volle Wirkung. Und tagsüber sind die Strahlen überhaupt nicht sichtbar.