Analoge Instrumente zu bauen wird schon dann kompliziert, wenn es mehr als eine einfache Trommel oder Rassel sein soll – digitale Instrumente hingegen kann man einfach mit ein paar günstigen und überall erhältlichen Bauteilen herstellen. Das macht sie sowohl für Elektronik-Profis, die mal etwas Neues ausprobieren wollen, als auch für Einsteiger interessant. Wir haben zum Nachbau einen einfachen Zigarrenkisten-Synthesizer ausgewählt.
von Elke Schick
Die Elektronik-Musik-Bastelszene ist groß und vielfältig, sie umfasst die im letzten Heft beschriebenen Programmierer, die Software für die Erzeugung von Musik erstellen, die Bit-Banger, die mit Spielekonsolen Musik machen und die Hardware-Bastler, die aus ein paar ICs, Potis und Kondensatoren Synthesizer, Gitarren, Ukulelen, Drumkits und alle erdenklichen Instrumente bauen. In diesem Bereich der Makerszene gibt es viele Projekte, die gut für Einsteiger geeignet sind.
Wenn es um DIY-Musik geht, gehören „Handmade Electronic Music – The Art of Hardware Hacking“ von Nicolas Collins zum Kanon der Szene, ebenso wie die „Circuit Snippets“ von Tim Escobedo, eine Sammlung von verschiedenen kleinen Geräusch-erzeugenden Schaltkreisen. Auch das von uns bereits in der Ausgabe 02/2015 vorgestellte Buch „Snip, Burn, Solder, Shred“ enthält einige klassische Anleitungen für elektronische Musikinstrumente. Gemeinsam haben die Bastelanleitungen meist, dass sie mit wenig auskommen: Sowohl die verwendeten Bauteile als auch die notwendigen Werkzeuge sind günstig und einfach erhältlich.
Eine dieser Anleitungen wollen wir hier vorstellen: Ein einfacher Selbstbau-Synthesizer, der in eine alte Zigarrenkiste eingebaut wird. Unser Instrument ist sowohl für Elektronik-Neulinge wie auch für Musik-Einsteiger ganz ausgezeichnet geeignet, weil weder für den Nachbau noch für die Bedienung Vorkenntnisse erforderlich sind. Schaltet man den Synthie ein, so erzeugt er drei unterschiedliche hohe Töne, die man mit Potenziometern einzeln lauter und leiser und gemeinsam höher und tiefer stellen kann.
Die Töne erzeugen zwei ICs, ein Schmitt-Trigger-Schaltkreis und ein Binärzähler. Ursprünglich ist keiner dieser integrierten Schaltkreise (Integrated Circuits = ICs) für die Klangerzeugung gedacht. Beide schalten aber, und dessen bedienen wir uns hier, durch die in ihnen automatisierten Abläufe ihre Ein- und Ausgänge in bestimmten Frequenzen ein und aus. Wenn man die ICs wie im hier gezeigten Beispiel beschaltet, generieren sie Schwingungen, die man mit einem Lautsprecher in Töne umwandeln kann.
Das Schaltdiagramm des CD 4093 zeigt, dass sich der IC aus vier Schmitt-Triggern zusammensetzt. Je drei Pins gehören zu einem Schmitt-Trigger, die beiden Pins an der flachen Seite sind die Eingänge und der an der gebogenen Seite der Ausgang.Schaltung Zigarrenkisten-Synthesizer
Der Schmitt-Trigger ist eigentlich eine elektronische Komparator-Schaltung: Er vergleicht die an zwei Eingängen anliegenden Spannungen und zeigt am Ausgang an, welche der beiden Spannungen höher ist. Überschreitet die Eingangsspannung an einem der Eingänge eine bestimmte Schwelle, die so genannte Schaltschwelle, so wechselt die Ausgangsspannung den Zustand. In unserem Synthesizer verwenden wir einen IC, der aus 4 NAND Schmitt-Triggern aufgebaut ist – und das N von NAND ist in unserem Fall die entscheidende Komponente. Der Begriff „AND“ bedeutet, dass an beiden Eingängen der gleiche Zustand 1 anliegen muss, um den Ausgang auf 1 zu schalten. Das „N“ zeigt, dass es sich um einen invertierenden Schalter handelt: Der Ausgang hat immer den Eingängen genau entgegengesetzten Zustand. Liegt also an beiden Eingängen eine Spannung an und sie haben den Zustand 1 oder high, so schaltet der Ausgang auf 0 (oder low), sobald eine der Eingangsspannungen einen bestimmten Schwellwert übersteigt.
