[A] JAK TO SIĘ ROBI? - przetworniki gitarowe diy.

- tego nie dowiesz się z telewizji!
Awatar użytkownika
DarreX
Sklep/Producent
Posty: 2143
Rejestracja: 05 sierpnia 2010, 11:26 - czw

[A] JAK TO SIĘ ROBI? - przetworniki gitarowe diy.

Postautor: DarreX » 19 marca 2013, 00:42 - wt

Podpinając się pod temat napisany przez Ksantypa o rodzajach i modelach przetworników chciałbym napisać co nieco na temat budowy własnego przetwornika w warunkach domowych.
Wiadomo, że potrzeba jest matką wynalazków. Nie chcąc "wywalać" sporej ilości kasy na zakup przetworników do swoich gitar zacząłem się zastanawiać nad ich własnoręcznym wykonaniem. Popełniłem ich już kilka, a małe doświadczenie i spora dawka wiadomości, jakie zebrałem na ich temat przed wykonaniem pozwalają mi na dokonanie dosyć zadowalających rezultatów. I tutaj chciałbym się podzielić kilkoma pomysłami i spostrzeżeniami dotyczącymi domowego wykonania przetworników, ponieważ "dla chcącego nic trudnego" :czesc:

Jak Ksantyp opisał we wcześniejszym artykule przetwornik to nic innego jak cewka - czyli drut nawinięty na magnes. Nie zawsze rolę magnesu spełnia sam magnes, ostatnio najczęściej są to metalowe elementy zwane nadbiegunnikami, które stykając się z magnesem umieszczonym najczęściej pod cewką, zostają namagnesowane i w ten sposób spełniają rolę magnesu. Aby przetwornik zadziałał struna musi przeciąć pole magnetyczne magnesu. Przecinanie pola magnetycznego czyli inaczej drganie struny powoduje zakłócenia, które są "zbierane" przez drut. To "zbieranie" powoduje indukcję siły elektromotorycznej w przypadku przetworników często nazywanej ładunkiem elektrycznym. Tenże ładunek elektryczny przekazywany jest dalej do układu gitary tworząc dalej dźwięk słyszalny po wzmocnieniu.
Postać ładunku decyduje o tworzonym brzmieniu. Na jego postać wpływają różne czynniki. Krótko opiszę te dwa najważniejsze według mnie.
1. Przede wszystkim sposób w jaki drga struna. Na sposób drgania struny wpływa wiele czynników, zaczynając od techniki uderzenia/szarpania struny, poprzez materiały, z których wykonana jest gitara, aż po najmniejsze elementy jej wyposażenia (tzw. hardłer). Warunki atmosferyczne w jakich powstaje dźwięk też mają niebagatelne znaczenie.
2. Konstrukcja przetwornika. To z jakiego materiału jest wykonany magnes, z czego wykonane i jakiej postaci są nadbiegunniki, jaka jest grubość druta nawojowego, jego parametry, ilość zwojów, z czego i w jaki sposób jest wykonany karkas, jaki jest stosunek wysokości do szerokości cewki, w jaki sposób cewka jest utwardzona i w jaki sposób nawinięta itd. itp.

Oczywiście skupię się tutaj na drugim punkcie. Nie będę się wgłębiać w rozmiary cewki oraz parametry druta nawojowego, ani też w materiał, z którego wykonany jest karkas. Nie będę się też rozpisywał nad wyższością utwardzania lakierem, czy epoksydami nad utwardzaniem parafiną, bądź parafiną połączoną z woskiem pszczelim oraz ich proporcjami. Postaram się pokrótce rozpisać jak wykonać swój własny przetwornik z dowolnego materiału do takiej postaci aby można było go podłączyć w gitarze i wydać dźwięk.

Do roboty.
Aby zacząć należy w pierwszej kolejności wybrać magnes. Postać magnesu determinuje postać karkasu.
Można nabyć magnesy AlNiCo w postaci walca o średnicy 4-5mm i długości (wysokości) 18mm -> http://www.magnesy.eu/magnesy-alnico-g1-245.html Można też posłużyć się śrubkami o dowolnej średnicy, np M4, M5 oraz magnesami ceramicznymi lub neodymowymi -> http://www.magnesy.eu/magnesy-ferrytowe-plytkowe-g1-242.html
W przypadku magnesów ceramicznych dochodzi dodatkowo wybór nadbiegunników (nie każda stal się dobrze magnesuje i nie każda postać śruby daje równomierne pole magnetyczne na łbie śruby) i dobre wykombinowanie jak je równomiernie namagnesować, czyli jak idealnie równo je umieścić w karkasie i połączyć z magnesem, który musi się z nimi dobrze stykać.
Generalnie zestaw do prac domowych może wyglądać tak:
Obrazek

Pozostańmy przy walcowych ALNICO, ponieważ są najłatwiejsze do zastosowania.
Robimy humbuckera do gitary 6-cio strunowej, więc mamy 6x2 walców ALNICO. Obrazek
Karkas może być wykonany z drewna, tekstolitu, innego tworzywa, aluminium, stali... aby dobrze trzymał magnesy z góry i z dołu. W przypadku ALNICO jest to tyle łatwo, że wystarczy zrobić "daszek" i "nóżkę", jak u grzybka :] Daszek trzyma magnes u góry, nóżka u dołu, i oba daszki wraz z magnesami tworzą karkas, na który zostanie nawinięty drut nawojowy. Kształt jaki sobie wytniemy zależy od własnej wyobraźni. Pamiętać należy jedynie o dwóch ważnych zasadach:
- krawędzie muszą być okrągłe, aby podczas nawijania drutem nie powodowały jego haczenia
- rozmiar musi być adekwatny do rozmiaru otworów w komorze przetwornika gitary

Wycinamy sobie daszek i nóżkę, pamiętając o tym aby rozmiar był identyczny dla obu daszków (no chyba, że silimy się ekstrawagancję i zrobimy sobie jakieś odmienne wodotryski :) ) Nóżki nie muszą być identyczne jak daszki, ale nie powinny powinny być rozmiarami większe od "daszków", o czym później. Przyjmijmy umowną nazwę tych elementów jako "deseczki".
Tutaj akurat wykonanie z deseczek klonowych:
Obrazek

Należy pamiętać, aby zaokrąglić krawędzie i je wygładzić, tak aby były gładkie jak pupa niemowlęcia, żeby się drut nie czepiał. Jeśli deseczki będą w miarę grube, powyżej 1mm, to warto też zaokrąglić je na grubości, z tego samego powodu.

Po wykonaniu daszków i nóżek pozostaje nawiercenie otworów na magnesy. Najlepiej stworzyć sobie szablon z tektury i skopiować na niego odległość pomiędzy środkami magnesów lub nadbiegunników z jakiegoś firmowego przetwornika. Wyznaczyć na nim linię środkową, a następnie punktami zaznaczyć na niej miejsca , w których znajdować powinny się magnesy. Przeważnie odległości pomiędzy środkami to 10 do 10,5mm. Następnie wyznaczyć wzdłużną linię środkową wykonanych deseczek, dzielącą je na pół. Następnie na tą linię nanieść punkty wykonania otworów poprzez wykonany szablon. Tektura spowoduje to, że mając wyznaczone punkty wystarczy przyłożyć go równo, tak aby linia szablonu pokrywała się z linią deseczek, następnie w miejscu naznaczonych punktów ostrym narzędziem np. punktakiem bądź innym szpikulcem poprzez szablon mocno, ale z wyczuciem wykonać naznaczenie miejsca wykonania otworów. Po zdjęciu szablonu warto je poprawić, pogłębić. Do wykonania pierwszego przetwornika nie jest konieczne perfekcyjne wykonanie odwzorowanie otworów we wszystkich deseczkach. Nawet jak odległości pomiędzy otworami będą się nieznacznie różnić to przetwornik i tak będzie działał, a o to chodzi :) Jeśli magnesy będą również nieznacznie koślawo umiejscowione ze względu na nieperfekcyjne wykonanie otworów w "nóżce" względem "daszka", to też jeszcze nie tragedia. Aczkolwiek warto się postarać, aby później mieć mniej problemów z pasowaniem.
Nawiercamy otwory. Średnica magnesów to 5mm więc jeśli nawiercimy wiertlem 5mm to magnesy będą nam sobie luno latać. Dlatego warto nawiercić wiertłem o średnicy 0,5mm mniejszej niż średnica magnesu, aby po nawierceniu lekko "rozwiercić" tym wiertłem nieznacznie poszerzając otwór, aby magnes wszedł "na wcisk". Nawiercanie otworów zaczynamy oczywiście od jak najcieńszego wiertła na najwyższych obrotach wiertarki. Myślę, że w warunkach domowych wystarczy 2-3mm przy dobrze napunktowanym miejscu wykonania otworu. Dobrze jest mieć też oczywiście dobry punkt podparcia oraz jeden lub dwa (w przypadku drewna) ściski stolarskie. Jeden, przytrzymujący naszą deseczkę w miejscu, w którym akurat nie wiercimy (np. przykręcając ją do stołu), drugi... ściskający naszą deseczkę w osi wzdłużnej. Drewno ma to do siebie, że lubi pękać. Jeśli mamy usłojenie deseczki w poprzek to pęknie w poprzek, jeśli wzdłuż, to pęknie wzdłuż. Kierując się tym należy tak przyłożyć drugi ścisk, aby przeciwdziałał siłom, które będą chciały oderwać jeden słój od drugiego. Jeśli ktoś ma możliwość to dobrze jest również umieścić deseczkę w imadle. Drewno jednak pozwala na w miarę pewne i szybkie wgłębianie się wiertła w materiał co pozwala szybko wykonać otwór. Precyzyjnie wymierzone i napunktowane miejsce oraz prawidłowe prowadzenie wiertła pozwalają szybko i prawidłowo podziurkować deseczki. Jego miękkość powoduje też łatwość wciskania magnesu. Jeśli wykonujemy je z twardszego materiału, np. stali czy aluminium odpada nam problem z pękaniem materiału, ale należy zwrócić uwagę na stabilne i pewne prowadzenie wiertła, gdyż wiercenie otworu jest trochę cięższe, a co za tym idzie dłuższe. Sprzyja to wszelkim "zjechaniom" z wyznaczonej osi wykonania otworu. Poza tym rozwiercanie musi być cokolwiek dokładniejsze,bo nie da się rozepchnąć otworu podczas wciskania, tak jak ma to miejsce w przypadku drewna.
Po wykonaniu otworów oraz ich lekkim rozwierceniu, aby magnes wchodził "na wcisk" dobrze jest oczywiście wykonać fazowanie krawędzi otworu (np. pogłębiaczem, albo wiertłem o większej średnicy), tak aby wciskanie magnesu było łatwiejsze. Jeśli otwory deseczek, zarówno daszka, jak i nóżki są wykonane w miarę prosto to wciśnięcie magnesów w ich miejsca nie powinno być kłopotliwe. Jeśli otwory się "rozjechały" to będzie z tym trochę zabawy we wciskanie, rozwiercanie, wciskanie, znowu rozwiercanie, wciskanie i, nie daj Boże, pękania deseczek.
Jeśli udało się wcisnąć magnesy i górna deseczka jest równoległa do dolnej, a krawędzie magnesów pokrywają się z powierzchniami deseczek to mamy połowę drogi za sobą. Nie znaczy się oczywiście, że to ta łatwiejsza połowa ;) Ustawiamy teraz odległość pomiędzy nóżką, a daszkiem. Jeśli mamy drut nawojowy 0,05, 0,06, 0,07mm to poleciłbym bezpieczną odległość około 10mm pomiędzy deseczkami. Ta odległość pozwoli nam na spokojne zmieszczenie przetwornika w komorze gitary, jak i na wystarczającą ilość miejsca na nawinięcie odpowiedniej ilości drutu nawojowego. Dla pewności można wzmocnić całą "konstrukcję" kapic po kropelce jakiegoś kleju cyjanoopanowego na styku magnesu z deseczką. Oczywiście od "wewnątrz" :)

No dobra, mamy karkasy, co z nimi dalej?
Ano trzeba jakoś nawinąć ten drut, nie? :) Abstrahując od potrzeb jakie posiadamy wobec docelowego przetwornika, należy wiedzieć jaką liczbę zwojów będziemy nawijać. Liczba zwojów wpływa na rezystancję. Im większa ilość zwojów tym większa rezystancja. Większa rezystancja jednak niekoniecznie powoduje wysoki poziom sygnału wyjściowego. To tworzy się dopiero po zgraniu innych parametrów takich jak wielkość i siła magnesu oraz parametry użytego drutu. Z grubsza jednak można określić, że przy takim samym magnesie i takich samych rozmiarach karkasu większa ilość zwojów daje wyższy sygnał wyjściowy. Można również posłużyć się kalkulatorem, który przybliża nam informacje na temat wyniku nawijania przetwornika: http://www.salvarsan.org/pickups/Coil_Estimator.html

W warsztatach nawija się cewki za pomocą specjalnych nawijarek, które regulują napięcie drutu, rozkładają drut równo na karkasie i liczą ilość nawiniętych zwojów, a po nawinięciu zaprogramowanej ilości zwojów same się wyłączają. W warunkach domowych można posłużyć się np. wiertarką bezprzewodową albo maszyną do szycia. W przypadku wiertarki należy wykonać zrobić sobie uchwyt, wykonany np. z jakiejś śruby umieszczonej w otworze klocka drewnianego. Łeb śruby wpuszczamy w klocek, tak, aby nie wystawał, skręcamy śrubę nakrętką, a koniec śruby umieszczamy w uchwycie wiertarki jak wiertło. Na klocek przyklejamy taśmę dwustronną, do której przykleimy karkas. Umieszczamy go tak, aby był jak najbardziej centralnie w osi obrotu.
Przykładowa ilustracja z internetu: Obrazek

Idealnie nie musi być, nie będzie to za bardzo rzutowało na nawijanie, drut się i tak ułoży. W przypadku maszyny do szycia to na przeważnie na jej "szpuli", czyli kole na którym zaczepiony jest pasek napędzający z silnika (to które często "rozpędza się" ręką i kręci się wraz z obrotami maszyny), jest płaskie miejsce, do którego wystarczy przykleić taśmę dwustronną (taką łatwość dają np. stare maszyny Łucznika). Jeśli maszyna w tym miejscu nie posiada płaskiego dekielka trzeba się postarać np. wielowarstwowymi "podkładkami" z grubej, piankowej taśmy dwustronnej aby było jak najbardziej płaskie.
Przykładowa ilustracja z internetu: Obrazek
Obrazek
To silnik, a co zliczeniem obrotów? Tutaj można posłużyć się na przykład czujnikiem z licznika rowerowego (prosty licznik do dostania w markecie za jakieś 20zł) składającego się z czujnika zbliżeniowego oraz magnesu, podłączonym do zwykłego kalkulatora. Odcinamy, albo odłączamy kabelek czujnika od licznika. Bierzemy kalkulator do ręki i wykonujemy zadanie: "1+1", następnie naciskamy znowu "+" i paczamy czy kalkulator sam sumuje, jeśli nie, to paczamy czy zaczyna sumować narastająco przy naciskaniu znaku "=". Różne kalkulatory reagują różnie. Rozbieramy kalkulator do naga. Wyjmujemy płytkę PCB i paczamy, w którym miejscu stykają się zworki klawisza, który powoduje sumowanie. Przyjmijmy,że jest to "=". Naciśnięcie klawisza zawsze zwiera dwa punkty na płytce PCB. Przeważnie są to płytki dwustronne, czyli z jednej strony są zworki, które dotyka klawisz, a z drugiej są ścieżki które przekazują te sygnały do układu zliczającego. Paczamy gdzie znajdują się najbliższe punkty lutownicze (te które przekazują sygnał z jednej strony płytki na drugą" i przylutowujemy do tych dwóch punktów dwa przewody od czujnika. Nie ważne który do którego. Ważne, że w odpowiednim momencie czujnik, poprzez zwarcie swoich styków, będzie nam zamykał obwód działając jak naciśnięcie klawisza. Cienkim drucikiem wyprowadzamy czujnik i składamy kalkulator z powrotem. Sprawdzamy działanie. Naciskamy znowu równanie "1+" i zbliżamy magnes do czujnika. Powinno to spowodować naliczanie narastająco przy każdym zbliżeniu magnesu.
Teraz zostaje nam tylko umieścić za pomocą taśm dwustronnych czujnik na korpusie maszyny lub wiertarki, a magnes na klocku lub szpuli maszyny, tak, żeby obrót naszego karkasu powodował naliczenie na kalkulatorze. Kalkulator stawiamy w taki sposób aby wygodnie odczytywać wartości jakie podaje.
Przykładowa ilustracja z internetu: Obrazek

Do regulacji obrotów najlepiej posłużyć się znowu ściskiem stolarskim, który zakładamy tak, aby ściskał w miejscu gdzie znajduje się przycisk uruchamiający obroty wiertarki wciskając go swobodnie (w przypadku wiertarki) lub tak aby swobodnie ściskał pedał uruchamiający obroty maszyny do szycia.

Przed umieszczeniem karkasu w uchwycie należy nawinąć kilka obrotów druta nawojowego ręcznie oraz "wyprowadzić" początek druta na podstawę, czyli powierzchnię, która będzie przyklejona do taśmy dwustronnej w uchwycie. Ten wyprowadzony kawałek dobrze jest przytwierdzić dosyć klejącą, ale nie supermocną taśmą, aby nie wyrwać sobie początku przy zdejmowaniu przetwornika z uchwytu. Do tego dobrze służy plaster medyczny, taki zwykły materiałowy do przytwierdzania opatrunków. Po zerwaniu początku druta w taki sposób, że nie da się już do niego dolutować grubszego przewodu do wyprowadzenia sygnału, można już tylko zrywać cały drut nawojowy, wyczyścić karkas i zacząć od nowa :facepalm: Można oczywiście przylutować przewód do początku przed umieszczeniem w uchwycie, ale jego grubość może skutecznie spowodować niedoleganie do taśmy dwustronnej, a co za tym idzie zwiększa prawdopodobieństwo wypadnięciem karkasu w trakcie nawijania.
Mocujemy karkas w uchwycie, wykonujemy równanie na kalkulatorze, umieszczamy szpulkę pod stołem, tak aby stała sobie otworem w stronę w górę, umożliwiając swobodne odwijanie druta ze szpulki. Nie zakładamy jej na żadną oś w celu obracania i odwijania druta wraz z obrotem szpulki, bo rozpędzona szpulka, podczas zatrzymania obrotów spowoduje więcej złego, plącząc drut cienki jak ludzki włos, niż dobrego. Stojąca "na sztorc" szpulka pozwala na bezpieczne odwijanie. Należy jednak sprawdzić, czy krawędzie szpulki są całkowicie gładkie. Jeśli wyczujemy pod palcem jakąś szorstkość albo nierówność należy ją wygładzić papierem ściernym , najlepiej jak najdrobniejszym.
Jedziemy, zaczynamy od małych obrotów, tak aby wyrobić sobie dobre wyczucie. Wraz z wzrostem podniecenia, znaczy się pewności siebie, można podkręcić obroty. Cały czas należy zerkać na kalkulator czy wzrost obrotów nie powoduje zacinania się licznika. Niektóre kalkulatory nie nadążają za liczbą obrotów, to samo dotyczy się czujników, szczególnie opartych na kontaktronach. Nie stresujmy się jeśli zerwie się drut. Spokojnie można zlutować go z powrotem i dalej nawijać, nie wpłynie to nam na jakość sygnału, ważniejsza jest ilość obrotów i to, żeby drut był cały na całej długości. Nawijamy drut na cewkę trzymając go pomiędzy palcami w pewnej odległości od karkasu. Dobrze jest mieć w osi wzroku, za karkasem jakieś jasne, oświetlone tło, tak aby widzieć w trakcie obrotów jak rozkłada się drut i jego ilość na karkasie. Poruszając z wyczuciem palcami "przesuwamy" drut po całej szerokości karkasu. Nie bać się zatrzymać obroty aby sprawdzić nawinięcie czy przy jakichkolwiek wątpliwościach czy aby dobrze się nawija, czy jakieś nagle szarpnięcie drutu nie spowodowało nawijanie "na zewnątrz" karkasu. W razie czego odwinięcie kilkunastu, kilkudziesięciu nieprawidłowych zwojów wstecz i nawinięcie ich prawidłowo z powrotem jest zdecydowanie lepsze niż nawinięcie całego przetwornika, po czym spostrzeżenie, że coś jest nie tak.
Po nawinięciu określonej ilości obrotów odcinamy drut nawojowy, zdejmujemy przetwornik i do końcówki druta przylutowujemy przewód sygnałowy. Jeśli wcześniej tego nie zrobiliśmy to również do początku lutujemy drugi przewód. Dobrze jest przylutować taką ilość przewodu aby owinąć przynajmniej cały obrót dookoła karkasu, aby zapewnić bezpieczeństwo mocowania końcówki druta nawojowego z przewodem. Sprawdzamy miernikiem oporność. Jeśli przewód udało nam się nawinąć w jednej całości na wyświetlaczu powinien się pokazać wynik np. taki: Obrazek
Robimy humbuckera, więc powinniśmy nawinąć dwie szpulki, a następnie je połączyć:
Obrazek
Przy robieniu humbuckera ważne jest to, żeby obie cewki były nawinięte idealnie tak samo, czyli cewki powinny mieć identyczną ilość zwojów, takie same rozmiary i nawinięte tym samym drutem.
Obrazek
Obrazek

Dodatkowo obie szpulki powinny być nawijane odwrotnie (jedna w lewo, druga w prawo) oraz magnesy powinny być odwrotnie spolaryzowane. Z grubsza opisując powoduje to likwidację brumów, co jest podstawą humbuckera. Jakkolwiek nawiniemy i połączymy obie to przetwornik i tak zagra :)

Zaklejamy zabezpieczając całość drutu kilka razy dookoła taśmą. Najlepiej tekstylną taśmą izolacyjną o rozmiarze pasującym odległości pomiędzy deseczkami. Można też przyciąć na daną szerokość taśmę medyczną, również spełni swoje zadanie. Przetwornik już gra. Jeśli w jakiś sposób uda nam się go przytwierdzić w komorze gitary, np za pomocą taśm i połączyć z układem gitary za pomocą kabelków to będziemy cieszyć się brzmieniem swojego pierwszego własnoręcznie wykonanego przetwornika.
Każdy z tych mechanizmów można na swój sposób usprawnić, zmienić, dostosować do własnych potrzeb, jednak generalna zasada wykonania przetwornika domowym sposobem będzie zawsze taka sama :)
Inwencja twórcza w estetyce wykonania jest raczej nieograniczona, a możliwości techniczne obecnie zmierzają ku nieskończoności. Tutaj moje ostatnie przetworniki z nadbiegunnikami ze stali nierdzewnej, magnesami neodymowymi oraz ceramicznymi o rezystancji 15,5Kohm dla przetwornika mostkowego oraz 12,6Kohm dla przetwornika szyjkowego:
Obrazek

Następny etap - utwardzanie. CDN? :)

Komentarze:
viewtopic.php?f=43&t=11999&start=0
----------------------------
Obrazek

Wróć do „Artykuły”

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 1 gość