有了高精度测距仪，你可以使用红外线制作乐器。
几个月前，我改装了一台老式卡西欧电子合成器，让它可以发出奇异的新声音。同时，我搭建了一个接口，可以插上Arduino Mega单片机来控制键盘。这是我计划的一部分，在电子系统协助下解决我一直以来不会演奏任何乐器的问题。
最初，我对Mega简单地进行编程，让其发出其中存储的旋律。去年3月份，我在汉诺威消费电子、信息及通信博览会（CeBIT）见过TeraRanger方面的一些人。这款传感器实际上是欧洲核子研究组织（CERN）核研究中心的一个副产品，其用精确、廉价的轻量级方法来确定地下无人机调查所需的距离范围。TeraRanger One测量反射红外脉冲的飞行时间；它的刷新率为1千赫，能够以5毫米的分辨率在室内确定远达14米的距离。
我意识到，以这样的测量范围和分辨率，我可以制作一个具备两种不同演奏方式的乐器。我将第一种模式称为“空中特雷门琴”，是一种可以单手演奏的乐器。我将第二种模式称为“空中大长琴”。
将TeraRanger One的输出信号接到Mega很简单。可以通过配置传感器，将测量范围（以毫米计）编码为2字节。我把TeraRanger One的发送和接收线路连接到Mega奏出的两个数字管脚上，使用SoftwareSerial Library处理通信问题。
我的最大问题是不能毁掉Mega。我最近从一家美国销售本土品牌Arduino的零售店买了一批Mega。我之前使用过这些主板，感觉不错。但当我测试这个项目时，Mega罢工了。于是，我换掉了它，但后来电路板也怠工了。我认为作为外部电源的通用插头出了问题。
通常，通过USB连接器提供的5伏电压足够运行基于Arduino的项目，但TeraRanger One的电压需要10～20伏，其中以12伏电压为最佳。对于Mega，当其依靠外部电源运行时，输入电压的推荐范围为7～12伏，耐受电压为6～20伏。所以我在攒下的旧插头中翻找，终于找到了输出电压为12伏的插头，通过Mega的Vin引脚将外部电源供给TeraRanger One。但当我用第3台Mega检查Vin电压时，我发现同时负载Mega和TeraRanger时电压略微超过了14伏。我设置的负载不足，无法使插头的电压下降到额定值。
因此，我从攒下的旧插头中找到9伏的插头。TeraRanger One能够承受这一电压，Mega也运行良好。我能确定是偏高的电压（即使仍然在规定范围内）引起了电路板崩溃吗？不能,但现在我打算接受这个解释。
将测距传感器的结果映射到卡西欧的键盘上也很简单：我把手放在传感器上方，确实可以产生与离传感器距离相对应的音符。但发出的音听上去有点烦人。即使我会弹钢琴，在没有视觉参考点的情况下，让手掌离开TeraRanger的可感应范围，然后再将手置于正确的距离，制造出想要的音符，也是极具挑战性的。这在“空中大长琴”模式下将更加困难。
我意识到自己并不局限于卡西欧的传统音阶和半音排列，这便是解决办法。这个灵感来自Animoog iPad应用程序，其可以支持多种不同屏幕上的键盘和音阶排列，我将TeraRanger的结果投映到音阶C、D#、E、F、F#、G#、A、B上。结果显示，即便我在传感器的感知范围内将手从一个音符移动到另一个音符，声音仍然更加悦耳了。
单音符的旋律有时听起来仍然有点单薄，因此我编写了一个查找表，可以查找每个音符的主要和弦，并增加了一个开关，让Mega可以自动奏出这些和弦。我还增加了一个电位器来调整Mege决定音符的距离范围。然后我把TeraRanger安装在一个带铰链盖的木盒里，可以让我把朝上的传感器翻转到朝外，从“空中特雷门琴”切换到“空中大长琴”模式。
作者：Stephen Cass
