Theremin - kontaktloses Musikinstrument

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Theremin
einsatzbereit
Einzelteile
Innenansicht
  • Schwierigkeit
    mittel
  • Kosten
    50 €
  • Dauer
    Unter 1 Tag
  • Wertung

Zu Weihnachten habe ich einen Theremin-Bausatz geschenkt bekommen. Voller Begeisterung habe ich diesen dann natürlich sofort aufgebaut. Mir war dieses Instrument bisher nicht bekannt. Man hat es zwar in einigen Serien und Filmen schon gehört, aber ich dachte dabei nicht an solch ein Instrument.

Aufgrund der Zeichenbegrenzung musste ich die Vorgeschichte, Spielweise und Funktionsweise in 3 Arbeitsschritte aufteilen. Wen dies nicht interessiert, der möge bei Arbeitsschritt 4 beginnen. Ich finde es jedoch sehr interessant und erwähnenswert.

Der Bau des Theremins ist sehr spannend und anspruchsvoll, da die Lötarbeiten sehr präzise ausgeführt werden müssen (alles ist sehr filigran). Man benötigt nur den Bausatz (Preisangaben sind UVP des Herstellers) und eine Lötstation.

Aber seht selbst...

Du brauchst

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Werkzeuge
  • Lötstation
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Materialliste
  • Theremin-Bausatz

Los geht's - Schritt für Schritt

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Vorgeschichte zum Theremin

Das Theremin ist ein 1920 erfundenes elektronisches Musikinstrument. Es ist das einzige verbreitete Musikinstrument, das berührungslos gespielt wird und dabei direkt Töne erzeugt. Sein Name geht auf den Erfinder, den Russen Lew Termen, zurück, der sich in den USA Leon Theremin nannte.

Beim Theremin beeinflusst die elektrische Kapazität des menschlichen Körpers ein elektromagnetisches Feld. Dabei steuert die Position der Hände gegenüber zwei Elektroden („Antennen“) die Stärke der Veränderung. Die sich ändernde Schwingung des Feldes wird verstärkt und als Ton über einen Lautsprecher ausgegeben. Obwohl das Theremin in vielerlei Hinsicht eine Pionierrolle im Instrumentenbau einnahm, blieb sein Gebrauch auf musikalische Nischen beschränkt. Dabei kam es in so verschiedenen Bereichen wie neuer Musik, Science-Fiction-Filmen und experimenteller Pop-Musik zum Einsatz. Erst seit den 1990er Jahren hat es sich etwas popularisiert.

Eine besondere Rolle in der Musikgeschichte nahm das Theremin durch den Instrumentenbauer Robert Moog ein. Dieser baute in seiner Jugend Theremine und nutzte die dort gewonnenen Erfahrungen zur Entwicklung der ersten Synthesizer.

Quelle: Wikipedia

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Spielweise

Das Theremin wird durch den Abstand beider Hände zu zwei Antennen berührungsfrei gespielt, wobei eine Hand die Tonhöhe, die andere die Lautstärke verändert. Rechtshänder beeinflussen dabei normalerweise mit der rechten Hand die Tonhöhe und mit der linken die Lautstärke. Bei einem Standardtheremin hat der Spieler keine optische oder haptische Rückmeldung über seine Spielweise und muss allein auf sein Gehör vertrauen. Der Einflussbereich auf die Tonhöhe beträgt etwa 40 bis 50 Zentimeter um die Antenne herum, was bedeutet, dass auch der Arm und der Körper des Spielers den Ton beeinflussen können.

Der Erfinder Lew Termen legte darauf Wert, dass das Instrument eine unendlich feine Variation der erzeugten Töne erlaubt, ohne dass der Interpret durch mechanische Einschränkungen behindert wäre. Das bedeutet für Termen eine feinere Variation in Tonhöhe und Lautstärke, als sie mit vielen mechanischen Instrumenten möglich war, aber zum Beispiel auch die Fähigkeit, einen Ton beliebig lange halten zu können. Darüber hinaus ist der Ton des Theremins über einen weiten Frequenzbereich kontinuierlich veränderbar, ohne dass ein Saitenwechsel (wie z. B. bei der Violine) oder ein Wechsel der Anzahl stehender Wellen (wie bei der Posaune) erforderlich ist.

Durch das Funktionsprinzip ist eine kontinuierliche Veränderung der Tonhöhe (Glissando) möglich. Das Theremin ist daher nicht auf Tonleitern beschränkt und eignet sich auch sehr gut, um Vibrati zu erzeugen. Das Spielen einzelner, klar unterscheidbarer Töne gestaltet sich jedoch schwierig. Zudem muss der gesamte Rest des Körpers still gehalten werden. Die Klangfarbe kann über Knöpfe verändert werden. Da das Theremin nur akustische Rückmeldungen gibt, sich die genauen Positionen zur Tonerzeugung über die Zeit verändern und es physikalisch eigentlich nicht möglich ist, einzelne Töne zu spielen, stellte sich das Theremin über die Jahre als Instrument heraus, das relativ einfach zu erlernen, jedoch nur sehr schwierig auf hohem Niveau zu meistern ist.

Quelle: Wikipedia

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Funktionsweise

Theremine arbeiten nach dem Prinzip eines kapazitiven Abstandssensors. Die Hand des Spielers, der durch seine eigene Masse als Erdung fungiert, verändert über die jeweilige Elektrode („Antenne“) einen LC-Schwingkreis eines Oszillators: Er beeinflusst sowohl die Frequenz als auch die Güte des Schwingkreises, indem er den kapazitiven Anteil des Schwingkreises und dessen Dämpfung beeinflusst.

Bereits in den ersten Geräten wurde der Schwingkreis aus einer Spule und einem parallelgeschalteten Kondensator gebildet. Da die über die Antennen möglichen Kapazitätsänderungen sehr gering sind – sie liegen im Picofarad-Bereich – muss die Grundfrequenz des Schwingkreises deutlich oberhalb des hörbaren Bereichs liegen, um eine nennenswerte Frequenzänderung zu erzeugen. In den ersten Exemplaren wurde 500 kHz gewählt, ein Bereich für die Grundfrequenz von 100 kHz bis 1 MHz ist typisch. Sie liegt damit weit außerhalb dessen, was der Mensch akustisch wahrnehmen kann. Um diese hochfrequenten Frequenzänderungen hörbar zu machen, mischt man das Signal des an der Antenne angeschlossenen Oszillator-Schwingkreises mit dem Ausgangssignal eines weiteren Oszillators fester Frequenz. Die Mischung erzeugt Summen- und Differenzfrequenzen; bei dem hörbaren Ton handelt es sich um die Differenzfrequenz aus variablem und festfrequentem Schwingkreis. Der nachgeschaltete Verstärker verstärkt die Differenzfrequenz und macht sie über einen Lautsprecher hörbar.

Um die Lautstärke steuern zu können, wird die Frequenz eines dritten Oszillators in eine Spannung gewandelt. Je näher der Spieler der Antenne kommt, desto niedriger wird die Frequenz des Oszillators und die als Steuergröße für die Lautstärke dienende Spannung.

In der Originalversion war das Theremin mit Röhrenoszillatoren ausgestattet, dabei wurde eine Tetrode genutzt, um die Differenzfrequenz zu erzeugen. Moderne Theremine arbeiten vielfach mit kleineren und weniger durch die Umwelt beeinflussbaren Transistoroszillatoren. Nach Termen entwickelte vor allem Robert Moog das Instrument weiter, auch in Varianten als Bausatz. Bauanleitungen erschienen in Zeitschriften und Elektronikbüchern.

Termens originales Theremin spielte fast reine Sinustöne. Später ergänzte es Termen durch Seitenbandfrequenzen, die eine reichere Klangfarbe erlauben, indem er mehrere Oszillatorpaare parallel schaltete. Termens originales Instrument spielte in einem Tonbereich von etwa fünf Oktaven. Es war in der Lage, Schwingungen zwischen 0 und 2000 Hertz zu erzeugen, es kann jedoch angenommen werden, dass Frequenzen nur bis herab zu 60 Hz vom Lautsprecher wiedergegeben werden können.

Neuere experimentelle Theremine seit den 1980er Jahren sind in der Lage, Bewegung drei- und nicht nur zweidimensional zu verarbeiten. Seit den 1990ern gibt es auch Theremine, die an Computer angeschlossen werden können, was ihre musikalischen Ausdrucksmöglichkeiten verstärkt.

Quelle: Wikipedia


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Lötarbeiten Teil 1

Einzelteile
Lötstation
Platine und Trimmkondensator
Trimmkondensator verlötet
saubere Lötstellen wichtig
Antenne verbauen
Rückseite Platine
Spulen
Spulen verlötet
Seitenansicht der Spulen

Der Bausatz besteht aus folgenden Teilen
- Leiterplatine
- 2 Spulen
- Trimmkondensator
- Lautsprecher
- Batterieclip für 9V Blockbatterie (nicht im Bausatz enthalten)
- Potentiometer
- Antenne
- Litze
- Gummidurchführung
- Schrauben, Muttern etc

Zunächst wird der 3-polige Trimmkondensator auf die Rückseite der Platine gelötet. Wichtig hierbei sind saubere Lötstellen.
Jetzt kann die Antenne auf die Platine geschraubt werden.

Die beiden Spulen werden nun aufgelötet. Eine davon im 90° Winkel umbiegen. Dies ist notwendig, um die Funktion des Theremin bei tiefen Tönen zu gewährleisten.

Erklärung zum Bausatz:
Beim klassischen Theremin sind 2 Antennen verbaut. Eine für die Tonhöhe und eine für die Lautstärke. Beim Franzis-Bausatz wird nur eine Antenne verbaut. Die Regulierung der Lautstärke erfolgt über ein Potentiometer.

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Lötarbeiten Teil 2

Lautsprecher anlöten
Lautsprecher anlöten
Poti verlöten
Batteriepole anlöten
Poti fertig verlötet

Jetzt kann der Lautsprecher angelötet werden. Hierbei auf die Polarität achten! Anschließend wird der Potentiometer laut Schaltplan verlötet.

Am Minuspol der Batterie wird zusätzlich ein Massekabel gelegt, das dann zu einer Schraube am Gehäuse führt. Dies ist wichtig für die Erdung!

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Zusammenbau und Fazit

fertig verbaut
Frontansicht
Frontansicht
Antenne nach oben ausziehen

Nachdem alles ordentlich verdrahtet ist, kann die Elektronik jetzt in die Pappschachtel verbaut werden, die als Gehäuse dient.

Für den Betrieb des Theremin zieht man die Antenne auf die maximale Länge aus und dreht sie am Knickgelenk nach oben. Über den Drehknopf am Potentiometer schaltet man das Gerät ein und reguliert die Lautstärke. Bei den klassischen Thereminen erfolgt die Lautstärkeregelung über eine zweite Antenne.

Um nun Töne zu erzeugen, muss man das Instrument zunächst abgleichen, da die Oszillatoren durch Abstand zum Körper, zu Möbelstücken, durch die Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit beeinflusst werden. Hierzu verdreht man die Stellschraube des Trimmkondensators minimal, bis der hörbare Ton immer tiefer wird und dann kurz verstummt. Jetzt ist das Theremin einsatzbereit.

Während das Theremin abgeglichen und gespielt wird, muss der Massekontakt mit einem Finger (Daumen) berührt werden.Der Abstand der Spiel-Hand zur Antenne erzeugt nun unterschiedliche hohe Töne.


Fazit

Allein der Bau des Theremin hat mir wahnsinnig Spaß gemacht und das Ergebnis ist für den Preis absolut überzeugend. Professionelle Geräte kosten ein Vielfaches...

Wie bei jedem Instrument, benötigt man auch einiges an Übung, bis man erkennbare Melodien erzeugen kann.Ein schönes Video zur Funktionsweise des Intrumentes findet man auf youtube:

Ein tolles Geschenk für Technik-/ und Musikfans!!



PS: Die Pappschachtel werde ich wohl noch durch eine schöne Holzbox ersetzen und einen stärkeren Lautsprecher verbauen...


Rechtlicher Hinweis

Bosch übernimmt keine Gewähr für die Vollständigkeit und Richtigkeit der hinterlegten Anleitungen. Bosch weist außerdem darauf hin, dass die Verwendung dieser Anleitungen auf eigenes Risiko erfolgt. Bitte treffen Sie zu Ihrer Sicherheit alle notwendigen Vorkehrungen.


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