Condensatori, resistenze, voltaggi, valvole: il DiY elettronico può confondere il musicista. Facciamo un po’ di luce!

Alimentare i pedali

 

Mamma mia che casino pure questa cosa. Ed io che volevo solo usare due tre pedali invece di uno

sborato multieffetto digitale…

Bene, questo è il mio pensiero ancora oggi che sono alla mia quarta/quinta/millesima pedaliera. Ancora

oggi che ho ridotto le mie necessità ad una alimentazione per 7 pedali, di cui un accordatore ed il

ricevitore del mio g30 wifi (di quanto la trasmissione wifi rovini il suono ne parleremo più avanti), sono quì

a grattarmi la testa ed a lottare con rumori strani e cose inspiegabili.

Partiamo da un assioma, l'alimentazione dei pedali è una scienza tutt'altro che esatta!

Ci sono pedali che sono in grado di generare rumori a seconda della posizione in cui si trovano in

pedaliera, altri che semplicemente non vogliono avere nessuno vicino..

Intanto vi do un concetto base: ogni pedale alimentato con un certo voltaggio consuma una certa

corrente, che si misura in ampere.

Prima di comprare l'alimentatore dei vostri sogni dovete capire 3 cose fondamentali:

1) che voltaggi vi servono

2) quanta corrente vi serve

3) quante e quali uscite vi servono

Il punto 1 è abbastanza semplice, molti, quasi tutti i pedali sono alimentati a 9v, ma potreste anche avere

pedali che supportano 12 o 18 volt, oppure altri che suonano meglio con 8v.

Semplicemente stilate una lista dei vs pedali e verificate quali voltaggi vi servono, se state leggendo

questa guida allora avete ancora molto da esplorare prima di provare uno stesso pedale a voltaggi

diversi, quindi se un pedale può essere alimentato a 9/12/18 scegliete sempre 9 per ora.

Punto 2

Sul librrtto di istruzioni dei pedali o facendo una ricerca su internet scrivendo: nome del pedale current

draw

Troverete un numerino seguito da mA.

Fate una bella tabellina, sommate tutto in mA es:

Xxx xxx 50ma

Xxx xxx 80ma

Xxx xxx 250ma

Xxx xxx 310ma

Xxx xxx 310ma

Totale: 1000mA= 1A

Vi servirà un alimentatore in grado di fornire tutta quella corrente, il consiglio dei pro è un alimentatore

che abbia capacità doppia rispetto a quella necessaria

Quindi consumo 1000mA=1A serve alimentatore in grado di erogare almeno

2000mA=2A

Punto 3

Sul punto 3 ci sono alcuni aspetti da curare,

esistono degli alimentatori così detti daisy chain o non isolati che non fanno altro che avere un unica

fonte di corrente da cui vengono ricavate n uscite in parallelo tra loro, funzionano molto bene, possono

però generarsi dei problemi di rumore se nelle varie uscite sono collegati pedali che hanno richieste di

corrente molto diverse, cosa che capita spesso se nel rig abbiamo pedali analogici e pedali digitali che

hanno una richiesta di corrente molto più alta e possono introdurre un rumore intermittente nel circuito di

corrente che a volte può rientrare anche nel segnale.

Per evitare questo è meglio avere um alimentatore dotato di uscite isolate.

Come riconoscerli:

Il modo più semplice è questo:

Su quelli daisy chain solitamente viene dichiarato un numero univoco di corrente per tutte le uscite, a

volte il totale a volte diviso es: 10 uscite 9v max 2A o 10 uscite 9v max 200mA cad

Su quelli isolati solitamente viene riportato il valore di tensione (volt) e corrente (mA) per ogni uscita e

quelli isolati hanno solitamente un certo numero di porte con un valore ridotto di corrente e poi altre con

valori più alti.

Io vi consiglio vivamente un alimentatore anche con poche uscite ma isolato e che le uscite supportino

alti valori di corrente.

Ad es: 6 uscite di cui 2 da 500mA e 4 da 250mA

Totale max sarà cmq 2000mA o 2A che di si voglia ma avremo delle uscite isolate per i pedali digitali

oppure per quei pedali che consumano un sacco dicorrente.

Ricordate che se avete 6 uscite non significa che potete alimentare solo 6 pedali ma potete prendere dei

cavi daisy chain (o farveli da soli) per collegare in parallelo più uscite, l’importante è che la somma dei mA

che collegate assieme non superi la capacità massima di quella porta.

Ad esempio se avete 3 pedali le cui correnti sommate danno un valore di 250mA potete usare un cavo

daisy chain da 3 uscite in parallelo su una porta da 250, se invece la somma da 300 bisogna usare una

porta da 500 mA.

Spero di essere stato chiaro, se avete dubbi osate chiedere e se sarò in grado oserò tentare una

risposta.

Tants birra a tutti

Frank

laccatura nitro

I Potenziometri (questi sconosciuti)

Quelle strane manopoline sui nostri strumenti, praticamente inutili per chi suona metal o simili, usate spesso molto poco e a volte per nulla o male.

Iniziamo a capire cos’è un potenziometro

anatomia di un potenziometro

anatomia di un potenziometro

Un potenziometro è un componente che è in grado di opporre una resistenza variabile al passaggio di un segnale. Insomma è come la spina della birra: più la tiri verso di te meno tempo ci metterai a riempire il boccale vuoto!

Ci sono dei vincoli però:

  • il valore della resistenza variabile
  • la risposta della resistenza (lineare o logaritmica)

Il valore rappresenta la resistenza massima che quel potenziometro sarà in grado di opporre al segnale: ad esempio un potenziometro da 250kohm sará in grado di variare tra 0 e 250kohm.

I valori comunemente usati sulle chitarre sono:

  • 250 kohm su p.up single coil (standard strato e tele)
  • 500 kohm su p.up humbucker
  • 25   kohm circuiti attivi (standard p.up emg)
  • 300 kohm gibson les paul

valori usati ma non così popolari:

  • 1 mohm o 1000 kohm: p.up passivi dall’elevata uscita
  • 400 kohm: usati su alcune Les Paul per avere una via di mezzo tra i 300 ed i 500

Niente paura, al solito dipendetutto dalle vostre sante manine con cui reggete l’amato boccale di birra!

Eddie Van Halen ad esempio sulle sue Wolfgang dotate di p.up belli potenti usa dei potenziometri da 250 kohm.

Allora che valore scelgo?

In linea generale usate gli standard sopra proposti e poi sappiate che potete sperimentare tenendo a mente che più alto sarà il valore più si arricchirá il vostro boccale di schiuma, ehm pardon, il vostro suono di alti…

la risposta invece è un parametro su cui sperimentare non ha molto senso, ma non è vietato.

Intanto che differenza c’è tra lineare e logaritmico?

La differenza sta nella curva di valori di resistenza che il potenziometro assume durante la sua corsa da tutto aperto a tutto chiuso.

Ecco le differenze tra le curve. Notate come i pot commerciali (non audio) abbiano un taglio di curva differente e meno "morbido"

Ecco le differenze tra le curve. Notate come i pot commerciali (non audio) abbiano un taglio di curva differente e meno “morbido”

Mentre il potenziometro lineare ha un decremento costante, il logaritmico segue una curva che lo fa agire molto più repentinamente verso il fine corsa. L’orecchio umano non ha una curva di sensibilità lineare, per cui i potenziometri logaritmici possono servire in certi casi a compensare la percezione di gradualità del controllo di volume o di tono.

In linea generale è buona norma usare un potenziometro logaritmico per il volume ed un lineare per i toni.

Bene, adesso sapete piú o meno di cosa si parla quando si parla di quelle maledette manopoline.

Ora, se avete letto l’articolo del buon Gomez, saprete che nella musica del dimonio (e non solo) la dinamica è buona parte dell’espressività e della tecnica. Insomma, per avere dinamica pero bisogna saper massacrare le corde con colpi degni del martello di Thor ma anche con la delicatezza necessaria a spostare una piuma senza toccarla.

Se poi il genere che suonate vi permette di avere dei puliti un pochino sporchi vi potrete divertire a giocare con il suono abbassando leggermente il volume dello strumento.

Il bello del pulito sporco ripulito abbassando il volume (scusate il gioco di parole) sta nella maggiore ricchezza di armoniche. Se poi fate questo gioco con un valvolare avrete anche tutta la “ciccia” delle valvole a vostro sostegno..

Attenzione però: così come valori molto alti sui potenziometri “aprono” alle frequenze alte, di contro, abbassando il volume, perderete un po’ di quelle frequenze.

Non rimanete delusi, esiste una soluzione di cui parlerò approfonditamente in altri articoli…

nel frattempo buone suonate e ciao a tutti da Frank

Nota di Albe: maledetti chitarristi, e non vi chiedete nemmeno cosa sia un Ohm, o come si definisca la resistenza in elettronica? A breve anche un articolo tecnico sulle resistenze, sciagurati!

Anatomia di un pick-up piezoelettrico

Qualche giorno fa stavo suonando il mio amatissimo contrabbasso, e nel frattempo ragionavo sulla necessità di un piezoelettrico per amplificarmi (il bel giorno in cui riuscirò a far partire il mio progetto duo contrabbasso e voce). Per gli strumenti acustici l’amplificazione avviene di solito per mezzo di un pick up piezoelettrico, che altro non è che un materiale particolare che, quando sollecitato dalle vibrazioni meccaniche, emette un voltaggio – ovvero un segnale – che poi viene inviato all’amplificazione.

Davvero, il principio è molto semplice.

Eppure i sistemi di pick-up piezoelettrici di solito costano parecchio.

Ho iniziato quindi a farmi delle domande: forse i materiali che vengono utilizzati sono particolari? C’è qualche segreto che i produttori di pick-up piezo elettrici non vogliono farci conoscere?

Ho cercato quindi a farmi una cultura sull’argomento, fino a incappare in un interessantissimo articolo da parte del liutaio R.M. Mottola (vi consiglio di visitare il suo sito, fonte inesauribile di informazioni sulla liuteria) uscito sulla rivista America Lutherie n.68 – inverno 2001.

L’articolo (dal titolo Constructing an Under Saddle Transducer) è molto chiaro a riguardo, e conferma diverse altre fonti che ho recuperato: un sistema pick-up piezo elettrico può essere costruito con dei banalissimi buzzer a disco, gli stessi che trovate nei biglietti d’auguri.

Tuttavia non è tutto oro quel che luccica. Molte persone che hanno provato questa strada si sono trovati con dei pick-up che suonavano male, senza basse frequenze e con moltissimo rumore di fondo.

Il problema sta tutto nell’impedenza.

modello piezoPossiamo considerare un disco piezoelettrico come una sorgente di corrente in serie a un condensatore del valore approssimativo di 15nf (per i buzzer – altri materiali e altre dimensioni portano valori capacitivi diversi). Quando andiamo a collegare il nostro buzzer a un ingresso con tipica impedenza attorno ai 50k (per non parlare di sistemi non professionali, la cui impedenza è attorno ai 7k) andiamo a creare di fatto un filtro passa alto che taglia tutte le basse frequenze: da qui il suono da “lattina”.

Ma se noi inseriamo la resistenza R1 (in questo caso 3.9M) andiamo ad aumentare l’impedenza e quindi ad abbassare l’effetto filtro passa alto, secondo la vecchia formula del circuito CR, ovvero: 

Ipotizzando che vogliamo pescare tutte le frequenze superiori  a 20hz, dobbiamo usare la seguente formula:

e quindi: R= 1/(2*3,14*20hz*0,000000014Ohm)

che diventa:

R=1/0,0000017584

ovvero:

R=568698

In pratica, per ottenere un taglio difrequenza superiore ai 20hz dobbiamo utilizzare una resistenza da 570k.

Nel caso dello schema sopra riportato una resistenza da 3,9M consentirà al pickup di raccogliere frequenze a partire dai 3hz in su.

Bene, abbiamo risolto il problema del taglio di frequenze e quindi dell’impedenza. Così facendo però abbiamo abbassato di molto la potenza del segnale, che quindi andrà preamplificato.

Per fare questo esistono diversi schemi elettrici che prevedono l’utilizzo di transistor JFET o di op-Amp, che consentono di amplificare il segnale. Gli schemi non sono affatto complessi e possono essere costruiti agevolmente da chiunque abbia un minimo di competenze col saldatore.

mint_box_buffer_schematic.medium

Come potete notare, lo schema di questo buffer (tratto dal sito di Scott Helmke) è estremamente semplice, con un transistor 2N5457 per amplificare il segnale. Come potete notare l’impedenza d’ingresso è definita dalle due resistenze da 4,7M e uno switch, in modo da avere un ingresso Normal e uno High.

Versioni più complesse, con doppi stage di amplificazione, op-amp e chi più ne ha più ne metta, sono disponibili sulla rete: non ne discuterò ora, ma in futuro tornerò sicuramente sull’argomento, per approfondire la costruzione e la progettazione del proprio sistema piezo.

Il costo di tutto il sistema si aggira sulla decina di euro o poco più: certo ci vuole del tempo e della passione, ma sono sicuro che suonare con un piezo da voi costruito sia una grande soddisfazione.

detto questo, andate in pace mie care Facce da Mulo, e buone saldature!

Albe

Il suono dei condensatori. Magia nera?

Ci sono davvero tante informazioni sparse su internet sull’argomento condensatori. Alla fine, la domanda che tutti gli smanettoni si fanno è: cambiare tipo di condensatore (tipo, non valore) ha qualche effetto sulla grana finale del suono?

C’è gente in grado di spendere decine di euro per condensatori assurdi, solo per avere – secondo loro – il suono definitivo. Ho letto documenti dove si diceva di collegare condensatori vintage con cavo dell’epoca, altrimenti non potrete apprezzare la variazione.

Sticazzi, mi son detto.

Il punto è che la grana del suono cambia, ma questo dipende da molti fattori: per questo ho deciso di scrivere qualche riga sull’argomento e lasciarvi una bella serie di link di riferimento (anche perché mi limiterò a un breve excursus degli elementi principali senza entrare in dettagli troppo tecnici: dopotutto siamo o non siamo smanettoni?)

Prima di tutto andiamo ad analizzare le singole tipologie di condensatori:

  • Elettrolitici – di forma cilindrica, quasi sempre polarizzati (hanno un polo positivo e uno negativo) e di capacitanza ampia (di solito superiore a 1uf). Li troviamo di solito come filtri negli amplificatori, ad esempio. Non vengono utilizzati per la processazione del segnale a causa di una scarsa qualità nella gestione dello stesso. Ce ne sono alcuni denominati audio grade, con una migliore risposta: in qualsiasi caso vi troverete ad utilizzarne, sia perché costano poco, sia perché – rispetto ai valori di capacitanza – sono di dimensioni contenute.
  • Ceramici – solitamente a forma discoidale, molto comuni in molti effetti, amplificatori e chitarre. Hanno la tendenza ad avere comportamenti piezoelettrici e microfonici, pertanto sono sconsigliati nella gestione del segnale. I ceramici multistrato e i ceramici argento/mica sono utilizzati nell’elettronica per strumenti, ma solo quando non è disponibile lo stesso valore sotto forma di condensatore a film.
  • Film – Ce ne sono davvero di molti tipi, ma in genere vanno bene tutti per processare il segnale audio. I principali tipi comprendono Poliestere (MKS), Poliammide (PPA), polipropilene (MKP), policarbonato (MKC) e molti altri. Sono disponibili con valori di capacitanza piuttosto bassi (da 1uf a 0.01uf di solito), forniscono performance eccellenti e durano a lungo. Sopportano bene i calore, non hanno comportamenti microfonici e in genere dovrebbero essere sempre la prima scelta.

Quello che importa, nella resa del suono di un condensatore, è l’assorbimento dielettrico (e che non abbia comportamenti microfonici o piezoelettrici), ovvero che non generi correnti residue a causa dell’effetto memoria. In questo senso si considera buono per impieghi audio un condensatore che abbia un assorbimento dielettrico (DA) inferiore a 0,1 o meno.

Guardiamo questa tabella:

Tipologia Assorbimento del dielettrico (DA)
Condensatori ad aria e a vuoto Molto basso. Non misurabile
Condensatori Ceramici Class-1, NP0 0.6%
Condensatori Ceramici Class-2, X7R 2.5%
Condensatori a film di polipropilene (PP) 0.05 to 0.1%
Condensatori a film di poliestere (PET) 0.2 to 0.5%
Condensatori a film polyphenylene sulfide (PPS) 0.05 to 0.1%
Condensatori a film Polyethylene naphthalate (PEN) 1.0 to 1.2%
Condensatori elettrolitici al Tantalio con elettrolita solido 2 to 3%, 10%
Condensatori elettrolitici in Alluminio con elettrolita non solido 10 to 15%

incrociamola infine con questa tabella dei valori dei condensatori:

tabella condensatori

e ci rendiamo presto conto che alla fine della fiera i condensatori buoni per applicazioni audio che abbiano DA bassa e tolleranze ristrette sono pochi, e più precisamente in ordine dal migliore al peggiore:

  • PPA (poliammide semi aromatica)
  • MKP (polipropilene)
  • MKS (poliestere)
  • MKC (policarbonato)

La risposta del condensatore è in base al voltaggio

Qua arriva la brutta (si fa per dire) notizia: per apprezzare davvero la differenza di grana di un condensatore (non si sta parlando pertanto di un particolare taglio di frequenze dovuto a un circuito RC, ma proprio di pasta sonora) è necessario che il voltaggio passante sia piuttosto elevato. Per questo la scelta dei condensatori può effettivamente fare la differenza in alcuni stadi dell’amplificatore, dove il voltaggio è tipicamente tra i 100 e i 500V, ma sarà impercettibile su un effetto o su una chitarra.

Condensatori e chitarre

Adesso lasciatemi dire una cosa da bassista: i chitarristi sono matti.

Partendo da questo presupposto però, c’è da dire che non si inventano le cose: differenti condensatori hanno diverse risposte tonali. Solo che queste sono dovute non tanto alla tipologia di condensatore (film, ceramico, olio, carta, kriptonite…) quanto alla tolleranza del condensatore stesso.

I condensatori, di solito, hanno una tolleranza di +/- 5-20%. Questo vuol dire che un condensatore da .022uf ha un valore reale che può andare da .017 a .026uf. Man mano che invecchiano il valore tende addirittura ad alzarsi.

Ecco cosa succede: che voi togliete dalla vostra chitarra un nuovissimo condensatore ceramico da .022uf e magari lo sostituite con il condensatore in carta inzuppata di olio di oliva trovato nella radiolina della nonna che sì, ha scritto sopra .022uf, ma in realtà ha magari un valore di .03uf, e alla fine vi trovate con un taglio di frequenza diverso. Ed eccovi servita la differenza.

A complicare ulteriormente questo aspetto, c’è il fatto che i potenziometri – anche a parità di valore – non hanno tutti la stessa risposta. Ecco che nell’equazione di calcolo della frequenza avete non una, ma due variabilli diverse.

Condensatori negli effetti

Sebbene i voltaggi presenti negli effetti siano decine e centinaia di volte superiori ai voltaggi presenti nei circuiti passivi degli strumenti, sono comunque troppo bassi per far emergere la grana sonora del condensatore. Di fatto l’unica scelta davvero sensata ricade sui condensatori a film plastico, anche per una questione di tolleranze e durabilità.

Quindi provare non vale la pena? (considerazioni finali)

No, non ho detto questo. Ho detto solo che dovreste tenere i piedi per terra e sperimentate pure, provando diversi tipi di condensatori e stando ben attenti a capire la differenza tra un cambio di taglio di frequenza e una effettiva risposta tonale di un tipo di condensatore rispetto a un altro.

Il suono, dal plettro fino alle orecchie del malcapitato che ci ascolta, è un processo cumulativo. Non esiste un componente magico che vi faccia suonare meglio di quanto già non facciate. Esistono accorgimenti che possono modificare la risposta tonale, ma dev’essere qualcosa a valle della vostra ricerca personale del tocco. E poi, una volta perfezionato quello, possiamo divertirci a cambiare frequenze e aggiungere qualcosa qua e là, ma non lasciatevi prendere dalla frenesia del condensatore vintage o della valvola militare. Studiate piuttosto qual’è la risposta in frequenza che desiderate avere e scegliete il valore del condensatore in base a dei criteri scientifici, piuttosto che sciamanici.

Link utili:

Ci sono persone più preparate di me che hanno scritto ottimi articoli sull’argomento: qua sotto trovate alcuni link che io ho trovato illuminanti e che mi hanno reso la vita più facile.

L’abc del condensatore su circuitielettronici.it

Panoramica dei condensatori su hobbyelettronica.altervista.org

Condensatori: cenni generali, applicazioni nel settore audio e caratteristiche dei dielettrici

Condensatori adatti per impieghi audio su audiovalvole.it

detto questo, andate in pace mie care Facce da Mulo, e buone saldature!

Albe

Fase e controfase nei pickup

 

In passato spesso mi sono trovato ad avere chitarre che suonavano in modo strano. Magari l’humbucker che avevo montato invece che produrre il suono pieno e potente che mi aspettavo aveva un suono sottile, medioso, nasale, qualcosa non tornava ed il tecnico di turno mi diceva: “aaaah ma hai collegato il pickup in controfase!

E io mi domandavo cosa volesse dire. Cercherò ora di spiegarvelo nel modo più semplice possibile cercando di utilizzare il minor numero di termini tecnici.

Punto primo, iniziamo a dare una rappresentazione grafica ad un suono. I suoni sono sono rappresentabili come un onda:

onda

 

Come vediamo dall’immagine, l’onda si muove ad una certa ampiezza in verticale (quello che volgarmente potremmo chiamare il volume, la potenza) e tale onda si ripete nel tempo. La ripetizione ad una certa distanza della stessa ampiezza viene detta periodo.

Il suono ha un altra caratteristica, ovvero la nota stessa che si viene a generare. L’altezza della nota è data dal numero di volte in cui i periodi si ripetono in un determinato arco di tempo. In parole povere stiamo dicendo che una nota è data dalla frequenza di ripetizione dei periodi, ecco perchè l’unità di misura dell’altezza di un suono è detta frequenza e si misura in hertz.

Il numero indicato dagli hertz rappresenta banalmente quante volte si ripete un periodo in un secondo.

Ad esempio il LA a cui generalmente accordiamo i nostri strumenti è un LA a 440 Hertz ovvero avremo 440 volte in un secondo la ripetizione del periodo in figura:

frequenza

Fatto questo preambolo cominciamo a capire quando dei suoni possono essere in fase o in controfase.

Per avere una controfase è necessario avere almeno 2 suoni uguali che vanno a sovrapporsi:

interf3

Come vedete nello schema delle onde in fase si ha un interferenza costruttiva: il suono verde e il suono blu hanno le creste ed i ventri esattamente in corrispondenza, la posizione delle creste e dei ventri determina la fase di e tra due suoni.

In questo caso due suoni perfettamente in fase sovrapposti tra loro daranno vita ad un suono (onda rossa) esattamente uguale ai due precedenti ma con un ampiezza (volgarmente un volume) pari alla somma delle due ampiezze ( il volume del suono raddoppia)

E se due suoni non hanno creste e ventri allineati cosa succede? I due suoni saranno in controfase, lo possono essere leggermente o completamente, in ogni caso ciò che si udirà sarà la somma delle ampiezze sovrapposte.

Poniamo il caso di avere due suoni completamente in controfase:

Come potete vedere la dove l’onda verde ha la cresta quella blu ha il ventre il risultato della somma sarà un’interferenza distruttiva. Ecco quindi che due suoni uguali ma con fase opposta sovrapposti si cancellano a vicenda ed il suono non sarà più udibile.

La prossima domanda che forse avete in testa è cruciale:

Ma allora perchè se la mia chitarra è collegata con i pickup in controfase io riesco ancora ad udire un suono?

Ci sono svariate leggi e regole di fisica per cui questo succede, io però voglio metterla sul pratico e spiegarvi questo:

Le corde della chitarra quando vengono suonate creano esattamente delle onde: il pickup cattura la posizione dell’onda esattamente al di sopra di dove si trova. Da momento che il collegamento controfase può avvenire solo quando abbiamo attivi due suoni (attivi due o più pickup in uscita) Il suono catturato dalla prima e dalla seconda bobina del nostro humbucker sarà identico ma leggermente spostato quindi non avremo una cancellazione completa delle frequenze ma solo una cancellazione parziale: alcune frequenze spariranno altre resteranno.

Ecco perchè se collegate due pickup in controfase avrete un suono molto sottile, basso di volume e totalmente privo di alcune frequenze che normalmente riempiono di gioia i vostri deliri chitarristici…

Attenzione però: alcuni chitarristi hanno composto dei riff che sono diventati leggenda con quel suono orribile, e questo vi dovrebbe ancora una volta far capire che non esistono suoni belli o suoni brutti: esistono però uno o più suoni in grado di esprimere ed enfatizzare l’arte del creare musica.

Ciao

Frank