ЦВЕТОМУЗЫКАЛЬНАЯ УСТАНОВКАСВОИМИ РУКАМИ

 

 

Автор:

ПавлоградскийАртем Владимирович

Россия,Краснодарский край

г.Армавир

МБУДО ЦНТТ,

МАОУСОШ №4, 5 класс

 

Научныйруководитель:

ШишкинЕвгений Маленович,

МБУДО ЦНТТ

почётныйработник общего образования Российской Федерации, заведующий лабораториейрадиоэлектроники,

педагогдополнительного образования высшей категории

 

 

 

 

ЦВЕТОМУЗЫКАЛЬНАЯУСТАНОВКА СВОИМИ РУКАМИ

 

ПавлоградскийАртем Владимирович

Краснодарскийкрай, г. Армавир, МБУ ДО ЦНТТ,

МАОУСОШ №4», 5 класс

 

Аннотация

Работапосвящена созданию цветомузыкальной установки, в которой в качестве источникацвета и света используются полупроводниковые светодиоды красного, зелёного исинего излучения, доступной для самостоятельной сборки учащимися средней школы.

Цельпроекта:определить возможность создания цветомузыкальной установки учащимися среднейшколы.

Гипотеза: цветомузыкальную установкусредней сложности может собрать по готовым схемам ученик средней школы.

Задачипроекта:систематизировать информацию по выбранной тематике, создать цветомузыкальнуюустановку средней сложности.

Практическаязначимость проектасостоит в том, что нами была определена электрическая схема цветомузыкальнойустановки средней сложности доступной для самостоятельной сборки учащимисясредней школы.

Ключевыеслова:цветомузыка, светодиодный экран, резисторы, усилитель звука, светодиоды,транзисторы, конденсаторы.

 

 

 

 

 

 

 

 

ЦВЕТОМУЗЫКАЛЬНАЯУСТАНОВКА СВОИМИ РУКАМИ

 

ПавлоградскийАртем Владимирович

Краснодарскийкрай, г. Армавир, МБУ ДО ЦНТТ,

МАОУСОШ №4», 5 класс

Введение

ХХвек стал временем интеграции различных областей научного знания и искусства.Одним из проявлений такой интеграции явилась цветомузыка. Одновременноеиспользование зрительных и слуховых ощущений приводит к воздействию на психикуи душевное состояние человека. Исследования влияния цвета и музыки напсихоэмоциональное состояние человека, его настроение, чувства, мысли издоровье активно продолжаются и по сей день. Они направлены на поиск форм,принципов, алгоритмов, подходов, предназначенных для понимания принципасоздания устройств.

Подцветомузыкой принято понимать исполнение музыки с сопровождением цветногоосвещения.  Цветомузыка стала неотъемлемой составляющей в музыкальных проектахи шоу.

Цельпроекта:определить возможность создания цветомузыкальной установки учащимися среднейшколы.

Гипотеза: цветомузыкальную установкусредней сложности может собрать по готовым схемам ученик средней школы.

Задачипроекта:систематизировать информацию по выбранной тематике, создать цветомузыкальнуюустановку средней сложности.

Практическаязначимость проектасостоит в том, что нами была определена электрическая схема цветомузыкальнойустановки средней сложности доступной для самостоятельной сборки учащимисясредней школы.

Ключевыеслова:цветомузыка, светодиодный экран, резисторы, усилитель звука, светодиоды,транзисторы, конденсаторы.

 

 

 

 

 

Основное содержание

1.                 Историческиеосновы и современные представления о цветомузыкальных установках

Вовсе времена люди стремились к прекрасному. Они писали стихи, музыку, картины. Споявлением источников освещения стали добавлять цветовые эффекты к музыкальномусопровождению. Первые цветомузыкальные концерты положили начало новому жанруискусства – цветомузыке, связавшей воедино звук и цвет в их эмоциональномвоздействии на человека.

Цветомузыка(светодинамическая установка, светомузыка) – это электронное устройство, работакоторого основана на синтезе музыки и света для построения световых картин,соответствующих музыкальному сопровождению. Задача цветомузыки – это созданиеположительных эмоций у слушателей.

2.         Рождениеустройства «цветомузыка»

Принято считатьначалом развития светомузыки конец XIX и начало XX века [1]. Изобретатель –профессиональный английский художник, Александр Римингтон (см. рис.1), которыйпредложил сочетать живопись и музыку.

Рис.1. Александр Уоллес Римингтон (1854 – 1918г.г.)

Римингтон изобрел клавишныйинструмент, который излучал разные цвета в гармонии с музыкой — цветовой орган(см. рис.2).

Рис.2 Цветовой орган

В 1895 годусостоялся первый цветомузыкальный концерт. Орган позволял управлять светом ицветом с помощью клавиш. Смешение красок на экране Римингтон получал с помощьютрех основных цветов: красного, зеленого и синего. Римингтон пришел к идеецветомузыки самостоятельно, но позже он знакомится с творчеством А. Н. Скрябина[2] (см. рис. 3), в том числе с его знаменитойсимфонией Прометей, включавшей новаторскую партиюсвета.

Рис.3Скрябин Александр Николаевич (1872 – 1915г.г.)

3.         Цветомузыка вРоссии

Цветомузыка вРоссии была использована великим русским композитором Александром НиколаевичемСкрябиным. Он реализовал «световую симфонию» в своём произведении «Прометей»(1910г.), где впервые в музыкальной практике была введена специальная световаяпартия.

4.         Устройствосовременная цветомузыка

Основойработы цветомузыкальной установки является физический принцип, связанный счастотным преобразованием музыки. Чаще всего источником электрического сигналаявляется микрофон, который преобразует звуковые колебания в электрические. Этотсигнал очень мал, его необходимо усилить и разделить на отдельные каналы дляуправления цветом [3].

Разделяютсигнал электронные фильтры [4], чаще всего натри составляющие, каждая из которых работает только в одном частотномдиапазоне. Источниками цвета являются световые излучатели – лампы накаливанияили светодиоды.

Управляютсясветовые излучатели фильтрами через электронные ключи [5].Чем выше уровень сигнала, тем ярче горят источники света, соответствующие этомуканалу. Таким образом световые картины изменяются в зависимости от характерамузыкальных композиций.  Низкочастотным колебаниям (до 300 Гц) звуковогофрагмента соответствует красный цвет, среднечастотным колебаниям (от 250 до2500 Гц) соответствует жёлтый или зелёный цвет, а высокочастотным колебаниям(более 2500 Гц) соответствует синий цвет. Блок-схема ЦМУ представлена нарисунке 4.

Рис.4. Блок-схема ЦМУ

5.         Световыеизлучатели источников цвета

Вкачестве световых излучателей цвета могут применяться как лампы накаливания,так и современные светодиоды. Каждый из этих источников имеют свои преимуществаи недостатки, поэтому нужно разобраться в их устройстве и работе.

В конце XIXвека Томас Эдисон [6] (см. рис. 5) предложил конструкцию лампы [7] накаливания.

Рис. 5. Томас Эдисон (1847-1931г.г.)

Лампапредставляла собой стеклянный баллон из которого был выкачен воздух. Внутрибаллона находится спираль из тугоплавкого металла. При прохожденииэлектрического тока нить раскаляется и излучает свет. Такая конструкция лампыпочти без изменений дошла до нашего времени. Использование ламп накаливания вЦМУ показало следующие недостатки:

·        низкаянадёжность;

·        невернаяцветопередача, так как цвет свечения лампы накаливания имеет жёлтый оттенок;

·        большиеразмеры.

Безусловнымпреимуществом лампы накаливания следует признать простоту управления яркостьюсвечения – чем больше ток, тем ярче свечение.

            Современным световымизлучателем являются светодиоды. Светодиод представляет собой пластиковыйкорпус с двумя выводами (анод и катод) [8]. В корпусенаходится маленький кристаллик, при прохождении тока через который излучаетсясвет. Цвет свечения светодиода определяется люминофором, находящимсявокруг кристалла. Такая конструкция светодиода без изменений дошла до нашеговремени. Изобрёл светодиоды наш соотечественник — советский физик-изобретатель,Олег Владимирович Лосев [9] (см. рис. 6.).

Рис. 6. Лосев ОлегВладимирович (1903-1942г.г.)

Преимуществосветодиодов:

·        высокийкоэффициент полезного действия;

·        высокаянадёжность;

·        относительномаленькие размеры.

            В тоже время светодиодыобладают существенным недостатком — сложностью управления яркостью свечения.Яркость свечения светодиода имеет слабую зависимость от напряжения приложенномук нему.

6.         Электрическая и монтажная схемы цветомузыкальнойустановки

Нами былаопределена схема ЦМУ средней сложности доступной для самостоятельногоизготовления. Электрическая схема представлена на рисунке 7:

 

Рис.7. Электрическая схема цветомузыкальной установки

 

 

 

 

 

Монтажная схема цветомузыкипредставлена на рисунке 8:

 

Рис.8. Монтажная схема ЦМУ

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

            В ходе выполненияпроекта нами была разработана цветомузыкальная установка и пакет техническойдокументации для её самостоятельного изготовления. ЦМУ успешно прошлатехническое испытание, была представлена в 2022 году на День города Армавира,см. приложение A, рис. 9. Процесс сборки и настройки ЦМУ представлен вприложении B.

Задачипроекта -систематизировать информацию по выбранной тематике, создать цветомузыкальнуюустановку средней сложности — выполнены полностью.

Гипотеза — цветомузыкальнуюустановку средней сложности может собрать по готовым схемам ученик среднейшколы — нашла своё практическое подтверждение.

            Цель проекта -определить возможность создания цветомузыкальной установки учащимися среднейшколы — достигнута.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1.    [Электронный ресурс] https://led—in.ru/history—of—light—music

2.    [Электронный ресурс] https://www.culture.ru/persons/8303/aleksandr-skryabin

3.    [Электронный ресурс] https://www.sdamna5.ru/tsvetomuzyka

4.    Жеребцов И.П. Основыэлектроники 5-е издание, переработанное и дополненное. — Ленинград:Энергоатомиздат, 1989. — 352 с.: ил.-ISBN 5-283-04448-3

5.    [Электронный ресурс] http://electricalschool.info/electronica/1848-jelektronnyjj—kljuch—na—tranzistore.html

6.    [Электронный ресурс] http://1-engineer.ru/tomas-edison-geniy-s-protivorechivoy-reputatsiey

7.    [Электронный ресурс] http://electry.ru/elektrolampyi/lampa-nakalivaniya.html

8.    [Электронный ресурс] https://duray.ru/database/stati/svetodiod-ustroystvo-printsip-raboty-preimushchestva

9.    [Электронный ресурс] https://www.computer-museum.ru/connect/losev.htm

 

 

 

 

 

Приложение A. Рисунки.

Рис. 9. Представление ЦМУ. День города Армавира.

 

Приложение B. Рисунки.

Рис. 10. Фотоотчёт