Master's Thesis

Musical Effects Controlled Touchlessly by Body Movement

Final Thesis 6.5 MB Appendix 1.21 MB

Author of thesis: Bc. Jiří Blažek

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. David Kubánek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jan Dvořák, Ph.D.

Abstract:

This work focuses on the design and simulation of musical effects controlled touchlessly by body movements, with a particular emphasis on the theremin, delay, and tremolo effects. The theremin is designed based on the heterodyne principle and incorporates oscillators, a mixer, and a frequency-to-voltage converter, enabling its use as both a musical instrument and a control element.
The paper describes the individual components of the circuit and their subsequent simulation in the LTspice program. The delay effect utilizes the PT2399 delay processor and is connected to the tremolo effect, which includes a relaxation oscillator and a voltage-controlled amplifier. The results of simulations and measurements confirms the functionality of the proposed circuits and their applicability for practical use.
Additionally, the work provides an overview of the historical development of touchless-controlled effects and instruments, illustrating technological advancements in this field.

Keywords:

Theremin, Touchless control, effect delay, effect tremolo, PT2399, Relaxation oscillator, VCA, THAT2180

Date of defence

11.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Otázky: Jaké zdroje elektromagnetického rušení považujete za nejkritičtější pro správnou funkci navrženého thereminu a jaká konstrukční opatření byste doporučil pro zvýšení jeho odolnosti vůči rušení v reálném provozu? Jaký vliv by mohlo mít provozování thereminu na ostatní zařízení, např. v rámci dalších aparatur (případně na jejich bezdrátovou komunikace a rušení) na pódiu? Jakým způsobem by mohlo řízení multiefektu pomocí thereminu vypadat v praxi? Student obhájil diplomovou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Audio Engineering (MPC-AUD)

Specialization

Audio Production and Recording (AUDM-ZVUK)

Composition of Committee

prof. Mgr. Pavel Rajmic, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Sysel, Ph.D. (místopředseda)
Ing. MgA. Jana Jelínková (člen)
Ing. Petr Honzík, Ph.D. (člen)
Ing. David Leitgeb (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. David Kubánek, Ph.D.

Student se ve své práci zabýval hudebním nástrojem theremin a jeho použitím k bezdotykovému řízení multiefektu složeného z kaskády efektů delay a tremolo. Student byl během semestru aktivní, podrobně se seznámil s teorií, navrhl koncepci zařízení a obvodová schémata včetně parametrů a typů součástek. Funkci zařízení ověřil počítačovou simulací a následně jej zkonstruoval a odměřil parametry. Zadání práce bylo splněno a zařízení pracovalo převážně podle předpokladů. Prezentační úroveň technické zprávy je většinou v pořádku, pouze některé pasáže jsou příliš podrobné a práce je tak zbytečně dlouhá. Formálně je práce na dobré úrovni, jen občas se vyskytují graficky nekvalitní obrázky či příliš krátké odstavce. Chybí hypertextové odkazy na obrázky, rovnice, kapitoly apod. Student vhodně čerpal z literatury. Výstup práce je prakticky využitelný jako hudební nástroj a efekt řízený pohybem ruky. Nevýhodou může být nevhodná citlivost bezdotykového řízení některých parametrů. Points proposed by supervisor: 93

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jan Dvořák, Ph.D.

Diplomová práce pana Blažka se zabývá návrhem, simulací, konstrukcí a testováním bezdotykově ovládaného hudebního systému tvořeného thereminem a multiefektem obsahujícím efekty delay a tremolo. Cílem práce bylo tedy vytvořit zařízení umožňující nejen samostatné použití thereminu a multiefektu, ale také jejich vzájemné propojení, kdy theremin slouží jako bezdotykový ovládací prvek parametrů efektů. V rámci praktické části práce student provedl návrh jednotlivých funkčních bloků thereminu a multiefektu včetně podrobného rozboru jejich činnosti. Kladně hodnotím rozsah provedených měření a porovnání výsledků simulací s reálnými měřeními, včetně identifikace rozdílů mezi teoretickými a experimentálními výsledky.
K práci mám však několik připomínek. Přestože autor uvádí, že během testování nebyl pozorován významný vliv elektromagnetického rušení okolního prostředí na funkci thereminu, testování bylo provedeno pouze v laboratorních podmínkách a není podrobněji analyzována odolnost zařízení vůči různým zdrojům elektromagnetického rušení, které se mohou vyskytovat v reálném provozu. Vzhledem k principu funkce thereminu založenému na změnách kapacity v okolí antény by podrobnější analýza vlivu okolních zařízení a elektromagnetického byla vhodná.
Další připomínka se týká testování propojení thereminu a multiefektu. Autor sice ověřil funkčnost externího ovládání parametrů efektů, nicméně hlubší analýza chování celého propojeného systému nebyla provedena. Sám autor uvádí určité nedostatky v rozsahu a plynulosti externího ovládání parametrů pomocí thereminu. Dále mohl student ve své práci používat více odborné literatury a vyhnout se zdrojům jako je wikipedia. V neposlední řadě v práci není zmínka o rozsahu využití nástroje generativní AI.
Přes uvedené připomínky student splnil stanovené cíle práce. Práce je po odborné i formální stránce na dobré úrovni a výsledkem je funkční návrh bezdotykově ovládaného hudebního efektu. Práci doporučuji k obhajobě. Navrhuji hodnocení B/ 85 bodů Topics for thesis defence:
  1. Jaké zdroje elektromagnetického rušení považujete za nejkritičtější pro správnou funkci navrženého thereminu a jaká konstrukční opatření byste doporučil pro zvýšení jeho odolnosti vůči rušení v reálném provozu?
  2. Jaký vliv by mohlo mít provozování thereminu na ostatní zařízení, např. v rámci dalších aparatur (případně na jejich bezdrátovou komunikace a rušení) na pódiu?
Points proposed by reviewer: 85

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová