Пьезодатчик для электрогитары.

Автор: | 20.10.2017

Предисловие.

Пьезоэффект состоит в том, что при давлении на некоторые кристаллические тела, называемые пьезоэлектриками, на противоположных гранях этих тел возникают равные по величине, но разные по знаку электрические заряды. Т.е. под воздействием внешней переменной механической силы на пьезоэлементе возникает переменное напряжение той же частоты.

Начиналось всё забавно – брался простой телефонный динамик с металлической мембраной, к мембране, перпендикулярно, приклеивалась булавка. Одним концом булавка упиралась в деку акустической гитарки – и вот оно счастье! Супер-съёмник минимальными средствами!

Дальше – проще, использовался пьезоэлемент от часов Montana, купленный за бешеные деньги у серьёзной фирмы Guitar Сolledge, отечественные таблетки, подпорожковые датчики…

В приобретённом справочнике по звукоснимателям увидел вот такое чудо:

Пьезобридж от Fishman

P'ezo Bridge Fishman

Les Paul с установленным пьезобриджем от Shadow

P'ezo Bridge Shadow

Обыкновенный tuneo mattic – с пьезодатчиком в каждой кобылке. Т.е. звук с обычной цельно корпусной электрогитары можно снять с помощью пьезоэлементов. Идея привлекла бесконечностью развития – от смешивания сигналов от электромагнитных и пьезодатчиков, или разведением разных струн по разным каналам, до установки MIDI конвертера. Загорелся идеей, остыл быстро, увидев цену в ближайшем музыкальном магазине. Но всё же от идеи не отказался.

Начало сборки.

Итак, для сборки мне понадобилось:

  • голова с идеей – 1 шт;
  • гитарка, уже привыкшая в переделкам – 1 шт;
  • руки парные из правильного места – ровно две.

Знакомимся. Моя гитарка — Jolana Diamant

P'ezo Diamant

Бридж снятый с гитары выглядит так:

P'ezo Bridge Diamant orig

Мне очень повезло, и судьба столкнула меня с замечательным человеком, благодаря которому я стал обладателем пьезокерамики различной толщины и нескольких кобылок для бриджа, правда «другой системы» видимо под LP, но с переделкой подходящих для моей гитары.

P'ezo Kobilki

А вот так выглядит пьезокерамика:

P'ezo Piezokeramika

Cверху и снизу керамики– посеребренный токопроводящий слой.

Керамика пилится надфилем, относительно легко обрабатывается шкуркой и напильниками. Токопроводящий слой паяется, что вообще-то нежелательно, может просто отслоиться от основы.

После консультаций со специалистом, ломания головы, семьразотмеривания и одноразопорезания был рождён план, по которому и собирался пьезо-бридж.

Пьезодатчик.

Пьезоэлемент предполагается поместить в выфрезированное углубление, а значит к нему необходимо подвести проводок, что я и решил сделать так: пьезоэлемент выточить под форму углубления с небольшим запасом по периметру, в районе 0.5мм.

Самое интересное – как цепляться к контактам пьезоэлемента, т.е верхнему и нижнему токопроводящим слоям, с учётом того, что ещё должна быть «нашлёпка» — направляющая, на которую будет опираться струна. Выполнил так: взял фольгированный гетинакс, вырезал по форме дна кобылки, вытравил островок, на который и будет приклеиваться пьезоэлемент, и чуть-чуть оставил место для припаивания проводка – здесь будет припаян плюсовой контакт. Я клеил эпоксидной смолой, зажав аккуратно в тиски, т.к. чем тоньше будет слой клея – тем меньше будет потеря полезного сигнала. Т.е. получается емкостная связь, без непосредственного соприкосновения деталей.

Заготовки датчика. Протравленный гетинакс слева, пьезоэлемент справа.

P'ezo Zagotovki datchika

Пьезик с припаянным контактом «+».

P'ezo Datchik s plusom

Гетинакс обточен под углубление.

P'ezo Dat getinaxПробуем примерить.

P'ezo Dat vnutri

Направляющая для струны (нашлёпка) – Выточил из латуни, контур повторяет размеры пьезоэлемента, важный момент – струна должна ложиться как можно ближе к центру направляющей, для более равномерного распределения нагрузки на пьезокерамику.

Верхний минусовой контакт – лучше конечно сделать точно так же как и с «+», но я на свой страх и риск сделал проще – выточил направляющие для струн и просто припаял их к верхнему слою. Экран провода(«-») припаял непосредственно к самой направляющей. Такой способ не рекомендуется, ибо при боковых нагрузках может отслоиться токопроводящий слой!

P'ezo Dat s napravl

P'ezo Dat s provod

P'ezo Dat s kobilkoy

Кобылку доработал под реальный бридж, высверлил отверстия под проводок и винтик, нарезал резьбу для регулировочного винтика, бортики срезаны под струну.

Примерка новых кобылочек.

P'ezo Bridge v processe

Итак, контакты припаяны, просунув проводок в отверстие установил и приклеил элемент в кобылку. Место выхода проводка на всякий случай залил смолой – что бы случайно не выдернуть и не оборвать. На проводки надел чёрную термоусадку.

Бридж почти готов.

P'ezo Bridge s provod

После установки всех элементов провода со всех шести пьезиков просунул в щель между рамкой и электромагнитным датчиком.

Пьезобридж, окончательный вид.

P'ezo Bridge gotov

Гитара с пьезобриджем.

P'ezo Bridge on guitar

Схема встраиваемого преампа.

Можно не собирать приведенную ниже схему, но потеря сигнала и фон будут обеспечены.

Самый простой вариант – установить повторитель для пьезодатчика, к примеру взять из схемы ниже (Т2Т3С2), переключатель сигналов «э/м-пьезо» и на этом успокоиться.

Более интересный вариант – блендер, устройство для смешивания сигналов пьезо и э/м датчиков. Схема несложная, но интересная:

P'ezo Shema

Список элементов.

Резисторы(0,25Вт):

  • 1к — 3шт
  • 10к — 2шт
  • 25к — 2шт
  • 50к — 2шт
  • 100к — 2шт
  • 1М — 2шт

Конденсаторы:

  • 50 пФ — 1
  • 100 нФ — 3шт
  • 10 мФ * 16в — 1шт(электролит)
  • 100мф * 16в — 1шт(электролит)

Транзисторы:

  • Т1 — SK170
  • Т2 — КП303Г
  • Т3 — КП303А
  • Т4 – КП303А

Потенциометры:

50к(B) — 1шт(линейная характеристика, сдвоенный).

Собранная схема у меня выглядела вот так:

P'ezo Blender foto

Сигнал с электромагнитного датчика поступает на повторитель с источником тока в нагрузке T2T3, с пьезы же на усилитель напряжения T1. Усиление сигнала с пьезы задаётся конденсатором С1, ёмкость больше, усиление меньше, подстроить рабочую точку можно подобрав резистор R3. Далее с обоих каскадов сигналы суммируются после сдвоенного резистора и на оконечный усилитель, здесь же R14 – отвечает за рабочую точку, R15 – за усиление.

В данном случае постарался, чтобы уровень выхода схемы примерно равнялся уровню выходного сигнала пассивного магнитного датчика, т.к. мне так удобней.

Ещё момент – для устранения разницы в уровне сигнала с отдельных пьезодатчиков можно использовать такой способ – подключение последовательно пьезику конденсатора. но таким способом можно только уменьшить значение выходного сигнала. В моём случае не понадобилось.

Всё что можно – нужно экранировать. Независимо от конструкции пьезоэлемент экранировать полностью, провода –в экран, электронику в экран, медиатор.. не, медиатор – в руки. Если всё сделано нормально – то по отсутствию фона/шума пьезик не глядя делает любой хамбакер.

Итого – в крайних положениях переменника(0-10), либо звук пьезодатчика, либо родного хамбакера. Посередине очень интересный момент, в конкретной точке регулятора, м/у 4 и 5 – видимо точно 50% смесь сигналов – плотное, богатое звучание. если ровно на 4-ку – то атака пьезы с примесью СЧ от катушек, 5-ка же родной звук гитары обогащённый обертонами пьезы, причём всё это очень хорошо ощутимо на слух. Зоны же 1-4 и 5-10 не особо отличаются от крайних положений. На практике примерно одинаково использую все варианты подключения датчиков.

Послесловие.

Музыкальный мастер Николай Савинов дал несколько технологических советов, упрощающих конструкцию:

  • к пьезоэлементам ничего не припаивать, а приклеивать на двухстороннюю или одностороннюю липкую фольгу с токо-проводящим слоем. При пайке может растворяться серебро и впоследствии контакт теряется. Если паять, то низкотемпературным припоем с кадмием, также рекомендуют припой с серебром.
  • для уменьшения сигнала с элемента лучше емкость включать параллельно, а не последовательно. Тем самым можно уменьшить заодно и входное сопротивлениепредусилителя, что даст и уменьшение шума этого преда.
  • обязательно согласовывать фазы магнитного и пьезо для получения полноценного микса.

Насчет покупки готовых пьезобриджей, — имел дело только с Шаллером и американскими тефлоновыми седлами(забыл фирму ГРАФТЕЧ, что ли). Шаллер делает замечательный металл, все остальное ниже среднего уровня. Их пьезобридж до сих пор валяется из-за плохой экранировки выводных проводов и конструкции, в результате сильный фон. Американские еще хуже. Там не только фон, но и мягкость самого материала, все сминается и деформируется. С Фишманом имел дело только с акустическими звукоснимателями и предварительными усилителями. И в любой их конструкции есть место для улучшения и приложения рук. Так что надеяться на качественный «фирменный» продукт излишне, при ближайшем рассмотрении можно обнаружить откровенную лажу.

Выводы.

Теперь о смысле, а для чего всё это?

Во-первых, звук, получаемый с помощью пьезодатчика, более богат тембрами, более ярок и гораздо ближе к оригинальному звучанию не подключенной электрогитары. Ощущения при игре – совершенно другие, отличаются от игры со стандартными датчиков. Более чётко слышно нюансы игры, как положительные так и отрицательные – любую лажу, которую не заметно с катушечными датчиками, слышно сразу. Наиболее ярко пьезодатчики проявляют себя при игре арпеджио. Очень красиво получаются легатные приёмы.

Недостатки: несколько специфическое звучание струн в обмотке, а также становятся слышны некоторые посторонние звуки – болтающиеся колки, пружинки и.т.д.

Еще один нюанс –хороший результат получается при использовании басовой техники игры – сдёргивании струны в сторону деки – плотное мощное звучание, поэтому пьезобридж для баса очень перспективный вариант.

Вообще, пробовал подключать к бытовому усилителю, компьютеру, к процессору, комбику. Наиболее понравился вариант в случае подключения к ламповому комбику. Режутся резкие ВЧ, плюс теплота лампы вот оно самое «то». К сожалению, примеры звучания в комбик не могу записать из-за отсутствия соответствующего микрофона и опыта записи с ним. Следующий момент – звук с пьезобриджа положительно проявляет себя при обработке пространственными эффектами, ревером, хорусом и т.д. В разы лучше, чем с катушечного датчика.

На сегодняшний день использую своё творение уже лет 7-8, играю примерно одинаково часто, как с чисто магнитными датчиками, так и с пьезо, хотя чаще всё-таки в их миксе.

Цель данной статьи – в привлечении внимания к теме использования пьезодатчиков для съёма сигнала с электрогитары. Конечно же ,процесс изготовления довольно сложен, требует определённых навыков и ювелирности изготовления, поэтому купить готовое изделие гораздо проще и удобней. Ну а если руки чешутся – добро пожаловать в наши ряды!

Полезные ссылки по теме:

http://www.nspickups.ru/

http://guitar.ru/articles/pickup/

http://www.sugardas.lt/~igoramps/article44.htm

Отдельное спасибо Николаю Николаевичу Савинову, за материалы, консультации и терпение – от всего сердца!

Спасибо Шурику Осьмухину (Shoewreсk), Виктора Кемпфу (xbananov), за схемы, советы и поддержку.

Даёшь пьезу в массы!!