Судячи з публікацій і формами в Інтернеті, питання адаптерізаціі таких поширених музичних інструментів, як гітари, цікавлять багатьох радіоаматорів. І хоча сучасна промисловість пропонує для цієї мети дуже широкий асортимент розроблених професіоналами звукознімачів, радіоаматори продовжують експериментувати і створювати свої оригінальні конструкції, нерідко використовуючи в новій якості деталі самих повсякденних речей.
Сьогодні ми пропонуємо увазі читачів опис звукознімача для гітари, виготовленого на основі п'єзоелементів ... від газових запальничок.
Виготовлення пропонованого пьезозвукоснімателей складається з трьох основних етапів:
- першого і самого трудомісткого - вилучення із запальничок і доведення п'єзоелементів для їх використання в гітарі;
- виготовлення підставки, на якій кріпляться струни і п'єзоелементи;
- правильної установки і кріплення підставки на верхній деці гітари.
Отже, починаємо перший етап. Витягуємо містить п'єзоелементи вузол (назвемо його для стислості модулем) з запальнички і розбираємо його. Весь ударний механізм разом з цвяшком 6 (рис. 1) видаляємо, залишаємо тільки корпус 2 з п'єзоелементами. Їх в модулі два: верхній 3 і нижній 1. Між ними знаходиться мідна токовиводящая пластина 7. На верхній частині елемента 3 закріплена мала наковаленкою 5, а нижній кінець елемента 1 втоплений в масивну нижню ковадло 8. При спрацьовуванні ударного механізму (ударі по верхній наковаленкою ) п'єзоелементи деформуються і виробляють високу напругу. П'єзоелементи включені паралельно. У момент удару верхня наковаленкою 5 через ударний механізм, пружину і гвоздик взаємодіє з нижньої ковадлом 8 і коромислом, що включає газ в запальничці. Висновком високої напруги є мідна пластина 7, в яку впресовано «високовольтний» (умовно назвемо його так) алюмінієвий дріт. Місце з'єднання герметизоване клеєм. Для роботи в якості звукознімача гітари необхідно з'єднати верхню і нижню ковадла одну з іншого і з загальним проводом, а об'єднані «високовольтні» висновки п'єзоелементів всіх струн - з входом підсилювача ЗЧ.
Мал. 1
Але спочатку необхідно видалити алюмінієві «високовольтні» дроти і підпаяти замість них мідні. Для цього лобзиком спочатку робимо пропили по штрих лініях 1-4, як показано на рис. 2 (перпендикулярно стінці А до торкання з нею), а потім - по лінії 5 (до зустрічі з пропилом 1). Все, що підрізали, акуратно видаляємо. Мідний висновок пластини 7 знаходиться між пропилами 1 і 2. Залишки алюмінієвого проводу акуратно видаляємо з нього голкою. Потім обробляємо надфілем стінку А і облужіваем мідний висновок, що не перегріваючи його.
Мал. 2
Далі лобзиком обрізаємо пластмасовий корпус модуля трохи вище наковаленки 5 і акуратно обпилює його надфілем до рівня верхнього торця цієї деталі (див. Рис. 1, лінія 6). Після цього підганяємо верхню наковаленкою під струну, роблячи в ній кінчиком круглого надфіля напівкруглу виїмку радіусом 0,6 мм на глибину 0,6 мм (діаметр самої товстої нейлонової струни - 1,13 мм, а металевої - 0,91 мм, отже, вони лежатимуть в такий виїмці надійно). Для перших трьох (нижніх) струн виїмку можна зробити менше - радіусом 0,3 мм на глибину 0,3 мм. Одночасно пропилюємо і протилежні стінки пластмасового корпусу модуля. Але їх слід додатково доопрацювати тим же інструментом: виїмку в задній стінці А додатково поглибити на 2 мм, не розширені її (струна буде йти до місця свого кріплення через цей паз, і його бічні стінки будуть додатково охороняти її від зіскакування з наковаленки), а в передній стінці Б розточити по всій півкола на 0,2 ... 0,3 мм, щоб при максимальних коливаннях струна не торкалася стінки (інакше будуть спотворення звуку).
Внутрішню порожнину корпусу (де раніше розташовувалися пружина і гвоздик 6) заливаємо епоксидним клеєм 4 (див. Рис. 1) до рівня лінії 7. Отвір знизу, де раніше знаходився гвоздик 6, зовні тимчасово заліпимо пластиліном. Клей потрібен для того, щоб уникнути поломки пьезоелемента в процесі експлуатації, так як на нього буде діяти не тільки сила тиску струни, але і поперечна сила. При заливці треба звернути увагу на те, щоб клей не потрапив на поверхню корпусу, прилеглу до наковаленкою, так як інакше погіршиться передача коливань струни через неї на п'єзоелемент.
Що стосується нижньої ковадла, то, з одного боку, вона повинна бути масивною, щоб при коливаннях струни вироблялося більше напруження, але з іншого - чим масивніше кожен модуль і вся підставка в цілому, тим гірше будуть передаватися коливання струн верхньої деки гітари, і вона перестане звучати як акустична. Значить, зменшивши масу нижньої ковадла, треба жорстко закріпити її в підставці (наприклад, крапелькою суперклею).
Гітарних справ майстри рекомендують висоту струн над декою в зоні підставки в межах 9 ... 15 мм. Висота доопрацьованого, як описано вище, модуля з п'єзоелементами - 14,5 мм, нижній ковадла (від заснування до пластмасового корпусу) - 6,4 мм, а товщина підставки з органічного скла в авторському варіанті - 5 мм. Значить, висоту ковадла можна зменшити до 5 мм, одночасно знизивши і її масу. Висота струн в цьому випадку складе приблизно 13 мм, т. Е. В межах норми. Сточувати ковадло треба на абразивному бруску або колі вручну, часто зупиняючись, щоб не допустити навіть ледь помітного її нагрівання (інакше нижній п'єзоелемент модуля може відірватися від ковадла). Це сама рутинна робота, до того ж, якщо в розпорядженні будуть тільки модулі від використаних запальничок (від тривалої експлуатації в їх п'єзоелементах можуть з'явитися тріщини, значно знижують вихідну напругу), треба підготувати не менше десятка модулів (потім з них треба буде відібрати самі працездатні , про що буде сказано нижче).
Якщо будуть застосовуватися тільки металеві струни, то для завершення роботи з модулями до них треба припаяти по два висновки. Для висновків я використовував смужки розмірами 0,7 ... 0,8 × 10 мм з луджених міді товщиною 0,1 мм. Одну таку смужку припаюємо малопотужним паяльником до залуження раніше мідному пелюстці в середній частині модуля, другу - до верхньої частини нижньої ковадла, під першим висновком (рис. 3). Попередньо на місці пайки в ковадлі робимо пропив глибиною 1 мм, залужівает це місце і упаюємо висновок. Роботу слід виконувати гострим жалом потужного паяльника, причому швидко. Щоб не допустити нагріву нижньої ковадла, її і верхню наковаленкою перед пайкою слід несильно стиснути в ручних лещатах.
Мал. 3
Верхня наковаленкою буде з'єднуватися із загальним проводом через струну. Якщо передбачається використовувати синтетичні струни, то нижні три не мають металевої навивки, тому в модулі необхідно додати ще одну деталь - контакт 9 (рис. 4), що з'єднує наковаленкою 5 із загальним проводом. Його вирізаємо з тієї ж луджених фольги і згинаємо по штриховий лінії. Перед заливанням епоксидного клею контакт 9 зігнутої частиною вставляємо між верхньою наковаленкой і задньою стінкою корпусу модуля. Вузьку частину контакту загинаємо через пропил в задній стінці, а широку - на наковаленкою, вигнувши в формі жолобка (в подальшому він буде притиснутий до наковаленкою струною). Після цього заливаємо клей. Щоб уникнути спотворення звуку жолобок контакту не повинен виступати за межі наковаленки. Всі гострі кромки притупляється, щоб вони не різали струни.
Мал. 4
Доопрацьовані модулі, як уже говорилося, необхідно протестувати. Для цього рекомендую виготовити просте пристосування на основі дошки перетином приблизно 60 × 15 і довжиною близько 700 мм (рис. 5). В її правом (по малюнку) краю свердлимо три отвори діаметром 7 мм, а перпендикулярно їм - три отвори діаметром 12 мм. З гітари тимчасово знімаємо кілки і вставляємо їх в семімілліметровие отвори. Біля лівого (робочого) отвори діаметром 12 мм забиваємо в дошку П-образну скобу 3, зігнуту з дроту діаметром 3 мм, а зліва, в 50 мм від кінця дошки 2, свердлимо отвір діаметром 5,6 мм, в яке будемо вставляти модулі для тестування. У торець дошки забиваємо цвях 1. На ньому будемо закріплювати один кінець випробувальної струни, а другий через наковаленкою перевіряється модуля і скобу 3 піде на кілочок. Випробувальну сталеву струну діаметром 0,3 мм я витягнув з військово-польового дроти, розбивши його відрізок довжиною 700 мм (ця струна пізніше знадобиться для виготовлення притискних пружин).
Мал. 5
Тестування модулів зводиться до установки нижньої ковадла у відповідний отвір дошки 2, натягу струни і оцінці рівня сигналу, який формується п'єзомодуль. Для порівнянності результатів струну щоразу необхідно натягувати приблизно однаково (досить точно це можна встановити по її звучанням на слух). Струну і висновок від нижньої ковадла об'єднуємо в один (загальний) провід, а інший з'єднуємо з середнім ( «високовольтним») висновком і входом підсилювача для підключення пьезозвукоснімателей. Модулі відбираємо за однаковим рівнем звучання. Можна використовувати для тестування і НЧ-осцилограф, відбір в цьому випадку ведуть за рівнем вихідної напруги (його розмаху приблизно 0,1 В).
Другий етап - виготовлення підставки. Намагатися використовувати «рідну» дерев'яну я не пробував, так як вона в моїй гітарі була відсутня. На схожою я визначив її приблизні розміри (170 × 30 мм) і відстань між струнами - 11 мм. Це для гітари з мензурой (про мензури пізніше) 610 мм. У гітари з мензурой 620 мм відстань між струнами на підставці одно 11,5 мм. Так що розмітку отворів для п'єзомодуль робите виходячи з розмірів на вашій гітарі.
У мене під рукою виявилася прямокутна пластина з загорнутими краями з листового органічного скла товщиною 5 мм. Оскільки натягнуті струни прагнуть перекинути підставку і створюють сумарне зусилля в 70 кг (таке значення наводиться на багатьох сайтах в ітернет для металевих струн, першоджерело невідомий), ширину її прийняв рівній 35 мм. Виходячи з цих умов, виконав креслення підставки в натуральну величину (рис. 6, деталь 10). Через сумніви в надійності клейового з'єднання і, головне, збереження можливості легкої заміни п'єзомодуль вирішив кріпити підставку чотирма гвинтами (в точках 1-4) з широкими гайками з внутрішньої сторони верхньої деки корпусу гітари. Однак спочатку на місці отворів під ці гвинти просвердлив отвори свердлом діаметром 1 мм, а доведення до потрібного розміру залишив до установки підставки на місце.
Мал. 6
Розмітку підставки 10 робив гострої чертилкой, розмістивши заготовку прямо на кресленні. Випиляв підставку лобзиком. Шість наскрізних отворів під струни просвердлив діаметром 2 мм, а потім із зовнішнього боку рассверлени до діаметра 4 мм на глибину 2 мм. Перед свердлінням отворів під модулі з п'єзоелементами необхідно уточнити, яке свердло для цього буде потрібно: його діаметр треба підібрати таким (пробним свердлінням в тому ж матеріалі), щоб ковадла модулів входили в отвори з невеликим зусиллям або вільно, але без люфту (у мене виявилися модулі з ковадлами діаметрами 5,4 і 5,7 мм). З нижнього боку підставки 10 їх закріплюємо крапельками клею.
Потім з органічного скла тієї ж товщини, що і підставка 10, виготовляємо упор 13 і стійку 12, приклеюємо їх до підставки, після чого крапелькою клею приклеюємо до упору модулі. Далі з луджених мідної фольги вирізаємо шину 21 і екран 17, згинаємо останній по штриховий лінії під прямим кутом, приклеюємо до підставки 10 поруч з модулями 12 (розкривом до них) і припаюємо до нього все нижні виводи (від ковадла) п'єзомодуль, обрізаючи надмірно довгі . Потім з пропара- фіненной паперу за розмірами екрану вирізаємо прокладку 19, згинає її по тій же лінії і вкладаємо в розворот екрану 17, накривши таким чином місця пайок висновків модулів. У розворот прокладки вкладаємо шину 21 і припаюємо до неї середні висновки всіх модулів, після чого накриваємо її верхньою стороною прокладки 19 і притискаємо верхній стороною екрану 17. Вийшов такий собі «листковий пиріг», «начинка» і оболонка якого об'єднують пезоелементи модулів в єдине ціле. Зверху до екрану 17 (навпроти кожного модуля) припаюємо по пружині 15, виготовленої з тієї ж сталевий жилки військово-польового кабелю (навивати рівно три витка на свердло діаметром 1,4 мм, після вивільнення кінця залишалося приблизно 2,75 витка - рівно стільки, скільки потрібно). На одному кінці пружини формував невеликий (діаметром приблизно 2 мм) гачок для захоплення струни знизу, на іншому - трикутничок, щоб міцніше тримала пайка. Призначення пружин - з'єднувати із загальним проводом всі струни, а через них - верхні наковаленки всіх модулів. Вид на підставку з встановленими на місце п'єзомодуль 14, упором 13, стійкою 12, екраном 17 і пружинами 15 показаний на рис. 7.
Мал. 7
Декоративну П-образну кришку 11 виготовив з нержавіючої сталі товщиною 0,5 мм. Для кріплення її до підставки 10 використовував три гвинта М 1,5 × 4, в одній з бічних стінок закріпив вихідне гніздо звукознімача під роз'єм міні-джек 3,5 мм моно (рис. 8). Після полірування на кришку хімічним способом або за допомогою бормашини можна нанести бажаний декоративний малюнок. Роз'єм обгорнутий смужкою фольги, яка припаяна до його висновку, сполученого з гайкою кріплення. До цієї ж точки припаяна і обплетення короткого (довжиною 25 мм) відрізка екранованого проводу, що йде від екрану 17 і шини 21. Головки гвинтів кріплення кришки слід зробити максимально тонкими.
Мал. 8
Щоб правильно закріпити підставку з пьезозвукоснімателей на верхній деці, необхідно визначитися з мензурой вашого інструменту. Мензура акустичної гітари - це відстань між двома крайніми точками опори, на яких вільно коливається струна (рис. 9): з одного боку краєм верхнього поріжка 2 (або нульового ладу), з іншого - вершинкой нижнього поріжка (кісточки) 7. Мензура повинна бути витримана дуже точно, так як саме по ній розраховане положення ладів на грифі 1 (при відхиленні мензури в ту чи іншу сторону гітара не буде «будувати»). Таким чином, перш ніж редагувати наявну дерев'яну підставку 8 з кісточкою 7, знову виготовленої по рис. 6, необхідно точної (сталевий) лінійкою виміряти мензуру вашої гітари. Є загальне правило: вершинка 12-го ладу (3) ділить мензуру рівно навпіл.
Мал. 9
Тому, якщо підставка вашої гітари з якої-небудь причини відсутня, необхідно точно виміряти на накладці 4 відстань від нульового ладу до середини 12-го і його значення помножити на два. Вершинкой нижнього поріжка для кожної струни в новій підставці буде лівий (по рис. 9) край верхньої наковаленки п'єзомодуль 6. Більш докладно про пристрій гітари, її частин і найважливіших розмірах можна прочитати в Інтернеті (наприклад, на сайті [1]).
Знаючи мензуру, приступаємо до кріплення підставки з звукоснимателем. Для її тимчасового кріплення виготовимо чотири шпильки з відрізків сталевого дроту діаметром 1 мм, гостро заточені їх для надійної фіксації на деці. Спочатку орієнтуємо підставку так, щоб верхня і нижня струни знаходилися на однаковій відстані від кінця грифа (вірніше, від країв верхнього поріжка 2). Потім виставляємо мензуру гітари по першій (нижньої) струні з допуском в бік збільшення на 0,5 мм. Мензуру верхньої струни можна виставити з допуском (в ту ж сторону) 1,5 ... 2 мм. У високоякісних гітарах з металевими струнами допуск може досягати +3,5 мм. Це робиться для компенсації ладу гітари. Затиснута на ладу струна не тільки зменшується в довжині, що збільшує частоту коливань, але ще і натягується, додатково збільшуючи їх частоту. Про компенсацію ладу гітари можна докладно прочитати в Інтернеті (наприклад, в [2]). З огляду на компенсацію ладу на кожній струні, можна розташувати відповідним чином і п'єзомодуль під кожною струною, що тільки поліпшить лад.
Ще раз уточнивши положення закріпленої чотирма шпильками підставки, переходимо до її остаточного кріплення: виймаючи шпильки по одній, свердлимо одночасно в підставці і верхньої деки отвір діаметром 3 мм і закріплюємо підставку гвинтом М3х20 з гайкою. Для перенесення гайок на внутрішню сторону верхньої деки використовував вказівний палець, до подушечці якого прикріплював їх двостороннім скотчем.
Для попереднього посилення сигналу звукознімача використовував однокаскадний підсилювач на польовому транзисторі, схема якого показана на рис. 10 [3]. Перероблена гітара звучить добре як в акустичному, так і в електроакустичних варіанті.
Мал. 10
ЛІТЕРАТУРА
- Частини гітари. - URL: http://mastergitar.com/chasti-gitary (06.01.2016).
- Налаштування гітари. - URL: http://mastergitar.com/tuning (06.01.2016).
- Попередній гітарний підсилювач. - URL: http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=84545 (06.01.2016).
Автор: Н. ПОПОВ, д. Левін Вологодської обл.
Джерело: Радіо №4 / 2016
