有了高精度測距儀，你可以使用紅外線制作樂器。
幾個月前，我改裝了一臺老式卡西歐電子合成器，讓它可以發出奇異的新聲音。同時，我搭建了一個接口，可以插上Arduino Mega單片機來控制鍵盤。這是我計劃的一部分，在電子系統協助下解決我一直以來不會演奏任何樂器的問題。
最初，我對Mega簡單地進行編程，讓其發出其中存儲的旋律。去年3月份，我在漢諾威消費電子、信息及通信博覽會（CeBIT）見過TeraRanger方面的一些人。這款傳感器實際上是歐洲核子研究組織（CERN）核研究中心的一個副產品，其用精確、廉價的輕量級方法來確定地下無人機調查所需的距離范圍。TeraRanger One測量反射紅外脈沖的飛行時間；它的刷新率為1千赫，能夠以5毫米的分辨率在室內確定遠達14米的距離。
我意識到，以這樣的測量范圍和分辨率，我可以制作一個具備兩種不同演奏方式的樂器。我將第一種模式稱為“空中特雷門琴”，是一種可以單手演奏的樂器。我將第二種模式稱為“空中大長琴”。
將TeraRanger One的輸出信號接到Mega很簡單。可以通過配置傳感器，將測量范圍（以毫米計）編碼為2字節。我把TeraRanger One的發送和接收線路連接到Mega奏出的兩個數字管腳上，使用SoftwareSerial Library處理通信問題。
我的最大問題是不能毀掉Mega。我最近從一家美國銷售本土品牌Arduino的零售店買了一批Mega。我之前使用過這些主板，感覺不錯。但當我測試這個項目時，Mega罷工了。于是，我換掉了它，但后來電路板也怠工了。我認為作為外部電源的通用插頭出了問題。
通常，通過USB連接器提供的5伏電壓足夠運行基于Arduino的項目，但TeraRanger One的電壓需要10～20伏，其中以12伏電壓為最佳。對于Mega，當其依靠外部電源運行時，輸入電壓的推薦范圍為7～12伏，耐受電壓為6～20伏。所以我在攢下的舊插頭中翻找，終于找到了輸出電壓為12伏的插頭，通過Mega的Vin引腳將外部電源供給TeraRanger One。但當我用第3臺Mega檢查Vin電壓時，我發現同時負載Mega和TeraRanger時電壓略微超過了14伏。我設置的負載不足，無法使插頭的電壓下降到額定值。
因此，我從攢下的舊插頭中找到9伏的插頭。TeraRanger One能夠承受這一電壓，Mega也運行良好。我能確定是偏高的電壓（即使仍然在規定范圍內）引起了電路板崩潰嗎？不能,但現在我打算接受這個解釋。
將測距傳感器的結果映射到卡西歐的鍵盤上也很簡單：我把手放在傳感器上方，確實可以產生與離傳感器距離相對應的音符。但發出的音聽上去有點煩人。即使我會彈鋼琴，在沒有視覺參考點的情況下，讓手掌離開TeraRanger的可感應范圍，然后再將手置于正確的距離，制造出想要的音符，也是極具挑戰性的。這在“空中大長琴”模式下將更加困難。
我意識到自己并不局限于卡西歐的傳統音階和半音排列，這便是解決辦法。這個靈感來自Animoog iPad應用程序，其可以支持多種不同屏幕上的鍵盤和音階排列，我將TeraRanger的結果投映到音階C、D#、E、F、F#、G#、A、B上。結果顯示，即便我在傳感器的感知范圍內將手從一個音符移動到另一個音符，聲音仍然更加悅耳了。
單音符的旋律有時聽起來仍然有點單薄，因此我編寫了一個查找表，可以查找每個音符的主要和弦，并增加了一個開關，讓Mega可以自動奏出這些和弦。我還增加了一個電位器來調整Mege決定音符的距離范圍。然后我把TeraRanger安裝在一個帶鉸鏈蓋的木盒里，可以讓我把朝上的傳感器翻轉到朝外，從“空中特雷門琴”切換到“空中大長琴”模式。
作者：Stephen Cass
