2 Konstrukce houslového nástroje



Podobné dokumenty
popsat princip činnosti základních zapojení čidel napětí a proudu samostatně změřit zadanou úlohu

Akustika. Tónové systémy a ladění

Zvuk a jeho vlastnosti

AKUSTIKA. Barva tónu

Měření neelektrických veličin. Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování

Akustika. 3.1 Teorie - spektrum

Přenos zvuku laserem

25 - Základy sdělovací techniky

Název: Studium kmitů hudebních nástrojů, barva zvuku

Nízkofrekvenční (do 1 MHz) Vysokofrekvenční (stovky MHz až jednotky GHz) Generátory cm vln (až desítky GHz)

Kapitola 9: Návrh vstupního zesilovače

Oscilátory. Oscilátory s pevným kmitočtem Oscilátory s proměnným kmitočtem (laditelné)

Technické vybavení. Ing. Jan Přichystal, Ph.D. 4. května PEF MZLU v Brně

Pár věcí z tábora, tentokrát na téma Co věděli už staří Řekové a víme to taky?

Hudební nástroje. Hudební nástroje jsou zařízení k vydávání tónů a zvuků. Používají se v hudbě. Hudební nástroje mají svou barvu tónu.

Martin Feigl Matematicko-Fyzikální soustředění v Nekoři, Dopplerův jev

Elektřina vlastníma rukama

Zvyšování kvality výuky technických oborů

ELEKTRONIKA. Maturitní témata 2018/ L/01 POČÍTAČOVÉ A ZABEZPEČOVACÍ SYSTÉMY

4. Měření rychlosti zvuku ve vzduchu. A) Kalibrace tónového generátoru

Systémy analogových měřicích přístrojů

Elektromagnetický oscilátor

Učební texty Diagnostika snímače 2.

VY_32_INOVACE_FY.18 ZVUKOVÉ JEVY

1 Jednoduchý reflexní přijímač pro střední vlny

11. Jaké principy jsou uplatněny při modulaci nosné vlny analogovým signálem? 12. Čím je charakteristické feromagnetikum?

UŽIVATELSKÝ MANUÁL. Profesionální ozvučovací. Dvoupásmový reprobox s reproduktorem o průměru 6, 8, 10, 12 nebo 15

Mikrofony. Elektronické zpracování hudby a zvuková tvorba. Bc. Michal Jakub TOMEK

ROZDĚLENÍ SNÍMAČŮ, POŽADAVKY KLADENÉ NA SNÍMAČE, VLASTNOSTI SNÍMAČŮ

Klasické a inovované měření rychlosti zvuku

Pořadové číslo projektu

Akustika pro posluchače HF JAMU

Bezkontaktní sníma e polohy induk nostní sníma e

Mgr. Jan Ptáčník. Elektrodynamika. Fyzika - kvarta! Gymnázium J. V. Jirsíka

Analogové měřicí přístroje

Studijní zaměření Hra na elektrickou kytaru

Vzorkovací zesilovač základní princip všech digitálních osciloskopů, záznamníků, převodníků,

Tel-30 Nabíjení kapacitoru konstantním proudem [V(C1), I(C1)] Start: Transient Tranzientní analýza ukazuje, jaké napětí vytvoří proud 5mA za 4ms na ka

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. výstup

Přenosový kanál dvojbrany

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Potřebné vybavení motoru 4 válce, plná verze

KZPE semestrální projekt Zadání č. 1

JBL 4818 "W - bin" (Stage Accompany 4518)

Dodatek k ŠVP ZUV č. 3. Název školního vzdělávacího programu: Uměním k tvořivosti tvořivostí ke kultuře kulturou k hodnotám lidství

Měření pilového a sinusového průběhu pomocí digitálního osciloskopu

X14 AEE + EVA Mindl. Odstředivý regulátor předstihu zážehu

Značky systémů analogových měřicích přístrojů

Teoretický úvod: [%] (1)

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

Zvuková karta. Zvuk a zvuková zařízení. Vývoj, typy, vlastnosti

Nelineární obvody. V nelineárních obvodech však platí Kirchhoffovy zákony.

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

1 U Zapište hodnotu časové konstanty derivačního obvodu. Vyznačte měřítko na časové ose v uvedeném grafu.

Uživatelský manuál Revize RS

Akustika. Hudební nástroje. 7. Přednáška

Akustický přijímač přeměňuje energii akustického pole daného místa na energii elektrického pole

Hlavní body - elektromagnetismus

Automatizační technika Měření č. 6- Analogové snímače

KIS A JEJICH BEZPEČNOST I PRVKY SDĚLOVACÍ SOUSTAVY DOC. ING. BOHUMIL BRECHTA, CSC.

Středoškolská technika Hudební akustika

Seznam dílů a pokusů stavebnice BZ 89211

Akustika pro posluchače HF JAMU

Elektrostaticky snímané nástroje

3. MĚŘICÍ A ZÁZNAMOVÉ ZAŘÍZENÍ

LC oscilátory s nesymetrickým můstkem II

Zpráva k semestrální práci z B2M31SYN Syntéza audio signálů

Stacionární magnetické pole. Kolem trvalého magnetu existuje magnetické pole.

Západoceská univerzita v Plzni FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ

Proudové převodníky AC proudů

Úvod. Rozdělení podle toku energie: Rozdělení podle počtu fází: Rozdělení podle konstrukce rotoru: Rozdělení podle pohybu motoru:

Datasheet VIDITECH 2500CV / 3000CV VIDITECH 2500CV/E / 3000CV/E

RPE4-10. Popis konstrukce a funkce HC /2009. Elektromagneticky ovládané rozváděče. Nahrazuje HC /2008

Provedení pro montáž na lištu podle DIN Technické parametry

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Bc. Karel Hrnčiřík

Mějme obvod podle obrázku. Jaké napětí bude v bodech 1, 2, 3 (proti zemní svorce)? Jaké mezi uzly 1 a 2? Jaké mezi uzly 2 a 3?

Napínání řetězů a řemenů / Pružné elementy Nástroje pro montáž řemenů

Profilová část maturitní zkoušky 2016/2017

Měření magnetické indukce elektromagnetu

Nedestruktivní metody 210DPSM

Vlnění. vlnění kmitavý pohyb částic se šíří prostředím. přenos energie bez přenosu látky. druhy vlnění: 1. a. mechanické vlnění (v hmotném prostředí)

Kapacitní senzory. ε r2. Změna kapacity důsledkem změny X. b) c) ε r1. a) aktivní plochy elektrod. b)vzdálenosti elektrod

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 10. Měření hluku

JAK VZNIKÁ LIDSKÝ HLAS? Univerzita Palackého v Olomouci

Elektřina a magnetizmus závěrečný test

Vybrané oblasti hudební akustiky

ABB EJF, a.s. VAKUOVÝ VYPÍNAČ S MAGNETICKÝM POHONEM TYPU VM1

Manuální, technická a elektrozručnost

AKUSTIKA. Tón a jeho vlastnosti

MATURITNÍ ZKOUŠKA Z ELEKTROTECHNICKÝCH MĚŘENÍ

Druh učebního materiálu Anotace (metodický pokyn, časová náročnost, další pomůcky )

Studium ultrazvukových vln

Hladinoměr vztlakový L21/5

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

Václav Syrový: Hudební akustika, Praha 2003, s. 7

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Ṡystémy a řízení. Helikoptéra Petr Česák

Vzájemné silové působení

Transkript:

Kořenov, 2012 PYTHAGOREJSKÉ LADĚNÍ Jan Hadrava, Jan Sixta, Martin Mirbauer Konzultant: Roman Cach 1 Úvod Púvodním cílem projektu bylo zkonstruovat jednostrunný hudební nástroj podobný houslím, na kterém by bylo možné ukázat rozdíl mezi standardním komorním laděním a laděním pythagorejským. Postupně však byl rozšířen o demonstraci různých typů snímačů zvuků. Získaný zvuk lze následně upravovat pomocí efektů. Byl proto sestaven klon kytarového efektu. Navrhli jsme také bezdotykové vstupní rozhraní pro počítač umožňující snímání polohy ve dvou směrech. Lze jej tedy teoreticky napojit na libovolný zvukový syntetizér. 2 Konstrukce houslového nástroje Ke konstukci našeho nástroje jsme využili struník s dolad ovači a kobylku z houslí a kolíček z kytary. Oproti klasickým houslím se však náš nástroj liší stavbou. Trup i krk tvoří jedna souvislá dřevěná deska, na které je připevněný hmatník. Svými rozměry nástroj odpovídá houslím, ale kvůli šířce desky se na něj mnohem lépe hraje ve stejném postavení jako na Violoncello. Používáme klasický houslový smyčec. 1

2.1 Snímače zvuku Snímání zvuku z houslí je oproti ozvučení kytary mnohem složitější. Náš nástroj jsme postupně doplnili o tři snímače zvuku, založené na odlišných principech. Jednotlivé snímače je možno přepínat vestavěným třípolohovým přepínačem. 2.1.1 Elektromagnetický snímač Prvním snímačem je snímač elektromagnetický. Pracuje na stejném principu jako kytarový snímač. Skládá se z cívky s jádrem a magnetu. Cívka původně sloužila jako elektromagnet z relé. Feromagnetické jádro jsme vhodně tvarově upravili (odstranili pohyblivou část jádra - kotvu). Aby mohla cívka s jádrem fungovat jako snímač chvění struny, je nutné jádro vhodně magneticky předepnout stejnosměrným magnetickým polem. K tomu právě slouží malý magnet umístěný pod cívkou. Při kmitání struny dochází k indukci napětí na cívce díky změnám intenzity magnetického pole v jádře. Zvuk, který nástroj produkuje s tímto snímačem se velmi nápadně podobá elektrické kytaře. Odezva snímače na brnkání o strunu je velmi dobrá, avšak při rozechvění struny smyčcem struna kmitá ve směru, který je pro tento snímač nevhodný. Ten potom produkuje velmi slabý a zkreslený signál. Neúspěch s elektromagnetickým snímačem nás vedl k vyzkoušení dalších způsobů snímání. 2

2.1.2 Piezoelektrický snímač Druhým přidaným snímačem byl snímač piezoelektrický. Tento typ snímače se běžně používá v praxi na snímání zvuku houslí, jelikož jej dovede zachytit poměrně věrně. Piezoelektrický snímač je umístěn na kobylce 2.1.3 Mikrofonní snímač Třetí snímač je elektretový mikrofon. Je umístěn mezi elektromagnetickým snímačem a kobylkou. Uchycení v molitanu by mělo zajistit utlumení přenášených vibrací do mikrofonu. Mikrofon by tak měl snímat pouze zvuk znějící struny. Pokud bychom chtěli snímat housle mikrofonem, správně bychom jej měli umístit na nezávislý stojan, aby mikrofon zachytil pouze akustické vlnění a žádné mechanické vibrace. Náš hudební nástroj je ale již dle prvního konceptu elektrický - postrádá ozvučnici (rezonanční komoru), jeho zvuk je tedy bez pomoci elektrického řetězce velmi slabý a není možno jej snímat vzdálenějším mikrofonem. Proto jsme mikrofon umístili do molitanové vložky přímo na tělo houslí. 3

3 Kytarový efekt K úpravě zvuku ze snímačů jsme vyrobili kopii kytarového efektu Electro Harmonix Big Muff PI. Napájecí napětí je 9V. Tento efekt vytváří velké zkreslení signálu, typický zvuk pro metalovou hudbu. Použitím tohoto efektu na zvuk houslí vzniká nové zajímavé zvukové zabarvení. Efektové zařízení má tři ovládací prvky: Regulaci zesílení (respektive úrovně zkreslení), tónovou clonu (regulovatelný filtr vysokých kmitočtů) a regulaci úrovně signálu na výstupu. Výstup efektového zesilovače je možné zapojit do libovolného koncového zesilovače. Efektové zařízení pracuje jako zesilovač s velkým ziskem a následným amplitudovým omezením signálu pomocí dvojice antiparalelně zapojených diod. 4

3.1 Schéma zapojení 5

4 Bezdotykový syntetizér Navržené vstupní zařízení čte polohu magnetu pomocí osmi Hallových sond. Jedná se o křemíkové destičky, kterými jedním směrem prochází elektrický proud. Složka magnetického pole, kolmá na tuto destičku způsobí, že na zbývajících dvou stranách destičky naměříme elektrické napětí. Analogový signál má zpracovávat a následně odesílat do počítače mikročip AtTiny13 přes seriovou linku. Kvůli problémům s logickým analyzátorem se nám nepodařilo doladit komunikaci. Samotné zpracování probíhá na počítači v jednoduchém programu napsaném v jazyce C. Pro přesné nalezení polohy využívá některé funkce programu gnuplot. 6

5 Pythagorejské ladění Pythagorejské ladění je odvozené z intervalu čisté kvinty (podíl frekvencí 3:2). Určíme první tón stupnice, druhý získáme vynásobením jeho frekvence 3/2. Další tóny (o dvě kvinty výš, o kvintu níž a o dvě kvinty níž) leží mimo interval oktávy od základního tónu, a proto je nutné je zvýšit nebo snížít o oktávu (vynásobit nebo vydělit dvěma). Získáme tak stupnici tónů s relativnmi frekvencemi 1, 9:8, 4:3, 3:2, 16:9, 2:1, tedy pětitónovou stupnici (pentatoniku) pythagorejského ladění. Přidáním dalších dvou tónů ve vzdálenosti tří kvint od základního tónu je možné vytvořit tzv. diatonickou stupnici, která se podobá rovnoměrnému dvanáctistupňovému ladění, které je v současnosti nejrozšířenější. Pětitónovou pythagorejskou stupnici je proto možné s přesností větší než jeden čtvrttón zahrát například na klavíru, a to použitím černých kláves. 6 Závěr Každý ze snímačů poskytuje rozdílný zvuk. Nejvěrnější podání zvuku poskytuje piezoelektrický snímač. Pokusy se také podařilo zjistit, že z průběhu zaznamenaného signálu ze snímačů je možné poměrně snadno určit směr tažení smyčce. Výsledný signál není symetrický podle časové osy, jeho nesymetrie odpovídá směru tažení smyčce. Tuto nesymetrii si vysvětlujeme rozdílným směrem kmitů struny. Smyčec je důležitou pomůckou při hraní na housle. Bývá vyroben ze dřevěné tyče z tvrdého dřeva, na které je natažena koňská žíně. Tento materiál je v amatérských podmínkách jen velmi těžko nahraditelný, proto jsme při hraní na housle používali originální houslový smyčec. Pokoušeli jsme se vyrobit i improvizovaný smyčec pomocí natažené pryže. Bohužel za smyčec z koňských žíní neexistuje v současné době dostatečně použitelná alternativa. 7