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テルミン製作記

自作したテルミンの外観

“世界最古の電子楽器”の自作に挑戦

「雑記帳 - 電子工作」の中でご紹介したのですが(2004/10/52004/10/31)、@niftyのサイトで「テルミンをとうとう作ってみた」という特集記事を見かけたことがきっかけで、自分でテルミンを作ってみることにしました。このページでは、パーツ調達、製作、チューニングの様子をご紹介します。

このページの内容:

自分なりの工夫とパーツ調達

作り方はpyaさんのサイトの「テルミンを作ろう!」というページを参考にしました。初心者でも自作に挑戦できるように、工具や部品の調達からハンダ付けの練習、実際製作する際の基板のパターン図(ユニバーサル基板を使用)、チューニングの仕方まで、非常に親切・丁寧に説明されています。

オリジナル作品のとおりに作ることもできますが、完成した後できるだけ手軽に使えるようにしたいと考えて、私なりの工夫を加えてみることにしました。

そのほかの細かい改良として、pyaさんのサイトのBBSで「音量調整ボリュームのところにコンデンサを入れたほうが良い」という趣旨の書き込みを見つけましたので、そのアドバイスに従うことにします。また、電池の消耗を少しでも抑えるため、LEDと直列に入れる抵抗の値を大きくしました(手持ちの1.3KΩを利用して、LEDに流す電流を約5mAに落としました)。テルミンの回路で使っている1.1KΩを使ってもよいと思います。

ほとんどのパーツは通販で購入し、一部のパーツは手持ちのものを使いました。ケースは100円ショップでタッパーを購入することにしました。

通販の購入先(1) ― 千石電商

ここでは、ユニバーサル基板、トランジスタ、バリキャップダイオード、コイル、抵抗、コンデンサ、ボリューム、スイッチなど、ほとんどのパーツを購入しました。抵抗やコンデンサは10本単位で買うことになりますが、単価が安いので余分が出てしまうことは気にしないことにします。

スピーカー(57mm角、8Ω、2W)もこの通販で税込\315で購入できました。このサイズですと0.5W程度の小出力のものが多いですが、音質を考えるとワット数の大きいものを買いたくなります。ちなみに、このページの執筆時点では、残念ながら同じ品物はWeb上のカタログから消えていました(品切れ?)。

パワーアンプIC LM386と、それに必要なコンデンサと抵抗もここで買いましたが、必要な電解コンデンサの種類が多く、10本単位の購入ではかなり無駄が出ます。下記の「秋月電子」でキットを購入できますので、その方がお勧めです。

通販の購入先(2) ― 秋月電子通商
手持ちパーツを使ったのは、ロッドアンテナ、半固定抵抗、LED、つまみ、ネジ・スペーサー類、リード線などです。

ロッドアンテナを通販で購入するとしたら、秋月電子で「ハムバンド・アンテナ」という名称で売られています。必要な接続コネクタも一緒に買う必要がありそうです。あるいは、pyaさんが書いておられるとおり針金などで代用して安く上げる手もあります。
通販での別の購入先としては、インターネットの部品屋さんもあります。抵抗やコンデンサを1本単位で購入できます。ただ、在庫しているパーツは少なめで、注文を受けてからの取り寄せになります。

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製作

ケース内部の基板

1枚の基板上にパワーアンプも同居させ、充電電池も基板上に固定できるようにしたいと思ったので、pyaさんのサイトに載せられているパターンどおりにパーツを取り付けるのではなく、プリントアウトした回路図を見ながら適当にパーツを取り付けていきました。多くの抵抗は立てて取り付けました。トランジスタ1石とその周辺パーツを1まとまりとして段階的に取り付け、配線し、チェックするという具合に、慎重に作業します。

なお、「2つのコイルはなるべく距離を離した方が良いですよ」というpyaさんのアドバイスに従って、発振回路2つは間を開けて配置しました。

写真は完成後に撮ったものですのでケースに入っていますが、実際の製作のときには、まず基板上にテルミンの回路だけを組み込んだ後、パワーアンプ回路を取り付ける前に、テストを行ないました。回路図と見比べて配線漏れなどがないことを確認し、外付けのボリュームなども接続してから、電池をつないでみます。さぁ、うまくいくかな? と思って音量ボリュームを調整したり、チューニング用の調整ボリュームや半固定抵抗を回したりするのですが、さぁ たいへん。音が出てくれません。かすかなホワイトノイズが「サー」と聞こえますので、全く動作していないわけではなさそうです。

さて、困った。まずは一休みして気持ちを落ち着け、再度よく配線をチェックしてみました。すると、何ということでしょう、1箇所、5V電源への配線を忘れていた箇所がありました。電子工作歴うん十年とか自称しておきながら、お恥ずかしい限りです…。そこをつなぎますと、元気よく音が鳴ってくれました。まずは、ひと安心!

続いて、パワーアンプICとその周辺パーツを取り付け、スピーカーに接続して鳴らしてみます。これは、問題なく成功しました。

オリジナルの回路のままでも問題なく音が出ますが、音量調整用のボリュームを回したときに今ひとつスムーズに調整できないようです。

pyaさんのサイトのBBSにtomo-nさんという方から書き込みがあり(2004/10/7)、「テルミンの回路図を見たんですが、最終段のエミッタフォロアの入力とボリュームの間には、コンデンサを入れた方が良いような気がします。直結だと、トランジスタの動作点が定まらず、ボリュームを絞ったときに音が歪むことが予想されます」とのことでした。

このアドバイスに従って、ボリュームの中点から最後のトランジスタのベースへの配線の途中に0.1μFのマイラーコンデンサを入れたところ、スムーズに音量調整できるようになりました。コンデンサの容量に特に根拠はありません。マイラーを使ったのはセラミックより音が良いだろうと思ったからですが、通販でパーツを購入なさって0.1μFのセラミックコンデンサが余っているようでしたら、それを使って問題ないと思います。
電源スイッチを入れてからスピーカーの音が出るまで少し時間がかかります。パワーアンプICから音が出るようになるまで準備時間が必要なようです。イヤホンからの音は、スイッチを入れるとすぐに出ます。
ケース背面

さて次は、ケースの穴あけです。

この写真のように、ケース背面にはロッドアンテナ、イヤホンジャック、充電用ジャックを取り付けました。手持ちのロッドアンテナは左右に倒せるような金具が付いていましたので、金属製のネジ付きスペーサを挟んでケースに取り付けました。また、ジャックにイヤホンを挿すとスピーカーの音が出なくなるように配線しました(テルミン回路の出力とパワーアンプ回路の間にイヤホンジャックを接続)。

完成したテルミンの外観

ケースの上面には、スピーカー、調整ボリューム、音量ボリューム、LED、電源スイッチを付けました。私はトグルスイッチを使ったので、LEDを省略してもよかったかもしれません。pyaさんの作品では電源スイッチにプッシュ式を使っておられたので、LEDを付けないとオン/オフがわかりにくいと思いますが。

スピーカー部分の穴あけがたいへんでしたが、頑張って加工しました。タッパーというのは、柔らかいので、ドリルの刃が結構滑りますね。センターポンチで十分に目印を付けておいたのですが、かなりずれてしまいました。それから、ドリルの刃が磨耗して鈍っていると、ぜんぜん穴が開きません。逆に、新品に近い刃ですと、手元が狂いそうになるほどアッという間に穴が開きます。

充電器で充電している様子

この写真は、充電器で充電している様子です。充電器のLEDは、充電電流が流れているときだけ光るようになっています。充電器の回路は、温度ヒューズやポリスイッチ(一定以上の電流が流れると切れる仕組みになっている、繰り返し利用可能な「ヒューズ」)で保護対策が施してあります。また、電池スナップの部分に高電圧がかからないように、ツェナーダイオードで電圧が制限されています。満充電まで16時間かかります。

ちなみに、私が購入したキットの説明書には「LEDは定格が40mAのものを使用。長時間使うには、並列に 100〜47Ω 1W 程度の抵抗を入れたほうが良いでしょう」と手書きで注釈が付記されていました。そこで、手持ちのパーツの中から 330Ω 1/4W を4本並列にして、LEDと並列につないでいます。この抵抗もキットに入れておいてくれるといいんですけれどねぇ…。LEDには充電電流約30mAがそのまま流れますので、定格ギリギリで破損しやすいということなのでしょう。

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チューニング

pyaさんのサイトに詳しい手順が書かれていますので、それに沿ってチューニングします。最終的には、外付けの調整ボリュームを回したとき「(3)音が低くなった後、一瞬途絶えて今度は高くなっていく」という状態になります。

私の作ったテルミンでは、音が「一瞬途絶える」ポイントがあることはあるのですが、なかなかその位置で固定できません。pyaさんに相談したところ、「音が途切れるポイントで止めるのは確かに難しいです。そのズレを見越して調節する必要があります。わざと音の途切れる手前で止めて、手を離した時に音が途切れるようにするとか。おそらくツマミを回す手もアンテナに反応しているのでしょう。ツマミとアンテナの距離を離してみるのも手ですね。いろいろ試してみてください」とのアドバイスをいただきました。

そのアドバイスに沿ってチャレンジしてみたところ、うまく勘を働かせると、音がとまる箇所が見つかるようになりました。電源を入れてしばらく時間を置き、回路が安定してきてからの方がうまくいくように思います。

おまけ: どんな音なのか聞きたい方は、ここ(.wavファイル)をクリックしてください。
いちおう4オクターブちょっとの「音階もどき」になっていますが、はっきり言って音程が滅茶苦茶ですから、聞いていて決して気持ちの良いものではありません。嫌になったらすぐに止めてくださいね(笑)。

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今後の課題

楽器店などで販売されている「本物のテルミン」には、アンテナが2つ付いています。1つは音程を上下させるアンテナ、もう1つは音量を上下させるアンテナです。音量を調節できるようになると、いっそう楽器らしくなり、練習すればそれなりに演奏できるようになるのではないかと期待できます。

今回作ったテルミンには「音量を上下させるアンテナ」が付いていませんので、今後の課題は、そのアンテナと回路を増設することです。pyaさんが参考になさった自作テルミンを紹介しているサイト「Theremin」には、ボリューム調節用の回路も紹介されていますので(「制作資料」の中の「ver6回路図」の「ボリューム基板」)、それを利用させていただいてチャレンジしようと思っています。もしうまくいったら、またご報告しますね。

最後になりますが、興味深いページを公開してくださり、ご親切にアドバイスまでしてくださったpyaさん、そしてpyaさんが参考になさった「Theremin」サイトに回路図を公開してくださったサイト管理者の方に感謝をお伝えしたいと思います。ありがとうございました。

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参考サイト

本文中で紹介したサイトも含め、テルミン関連のサイトへのリンクをここにまとめておきます。

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(公開: 2004/11/3)

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