Reparation av ett elpiano

Jag råkade av en slump se att ett elpiano av typen Behringer Eurogrand EG2180 fanns till salu. Annonsen konstaterade att ett par tangenter inte riktigt gick tillbaka efter nedslag. Det begärda priset var 55 Euro d.v.s. ca. 500 SEK. Jag träffade säljaren som visade sig vara en trevlig utländsk studerande som studerar teknik på den avdelning på Aalto universitetet där jag själv i tiderna har undervisat. Säljaren var tydligen rätt förvånad över att jag var ganska ointresserad av att provspela instrumentet efter att jag såg att elektroniken tydligen fungerade. Jag var ju medveten om att jag sannolikt skulle vara tvungen att plocka isär instrumentet helt. Jag visste mycket väl att det fanns många fel.

Det blev affär och jag prutade upp priset till 60 Euro för att en student nog behöver pengarna…

Fig. 1 Utgångmgsläget då instrumentet var inburet men stativet kvar på kärran. De blå tejpbitarna visar tangenter som inte går tillbaka efter nedslag eller tangenter där känslan tydligt var fel men där tangenter trots viss tvekan själv gick tillbaka.

Det första skedet var att kartlägga så många fel som möjligt. Kartläggningen gick ut på att trycka på en knapp i taget och observera hur tangenten uppför sig. Det visade sig naturligtvis att det fanns betydligt fler tvivelaktiga tangenter än vad som angivits i annonsen … inget problem och egentligen helt väntat. Fig. 1 visar den första kartläggningen av fel. Notera att ett par tangenter som inte går tillbaka blev femton i detta skede. I ett senare skede kom det till ett antal fel då inte alla tangentsensorer fungerade korrekt.

Fig. 2 Skyddslocket över tangenterna, samt övre delen av instrumentet är demonterade. Kontrollpanelen som normalt ligger vid bakändan av tangenterna ligger upp och ned över högtalarna (det långa blå kretskortet). Ungefär på mitten, strax nedanför flatkablarna ser man ett litet nästan kvadratiskt elektronikkort som utgör instrumentets hjärna. Jag gissar att kortet i stort sett i fråga om datorkraft motsvarar en Raspeberry Pi dator som kostar 30-40 Euro. Ovanför flatkablarna ser man nätaggregatet.

För att kunna fixa tangentbordet måste det tas loss. Under framkanten av tangentbordet ungefär där limlapparna sitter finns en rad kanske 50 mm långa maskinskruvar skruvade underifrån in i tangentbordet. Genom att ställa instrumentet att stå på bakkanten var det inga problem att lossa skruvarna.

Längs den inre kanten av tangentbordet finns en rad skruvar som håller fast tangenbordet från insidan. En del av dessa skruvar saknades eftersom någon eller flera tidigare ägare har varit inne i instrumentet. Innan man lyfter ut tangentbordet är det skäl att lossa de två smala flatkablarna till processorkortet. Jag märkte kablarna V och H för att veta i vilken ordning kablarna skall moteras. Om man byter plats på kablarna så får man ett intressant instrument där diskanten klingar till vänster för att mitt på instrumentet byta till bas … ingenting går dock sönder om man kopplar fel. Av detta kan man naturligtvis dra slutsatsen att jag åtminstone en gång kopplade fel trots att kablarna var märkta, ”errare humanum est” d.v.s. det är mänskligt att fela. Uttrycket fortsätter ”perseverare autem diabolicum” som man antagligen kan översätta med att om man fortsätter att fela så hör det fan till …

Fig. 3 Det tunga(!) tangentbordet kan då skruvarna har lossats försiktigt lyftas ur och ligger nu på bordet. På undersidan av tangentbordet finns falska klubbor vars uppgift är att ge rätt känsla vid anslag som också slår mot tangentens hastighetssensor. Klubborna är monterade i modulen som i bilden ligger ovanpå tangentbordet. Tangenterna kan enkelt demonteras genom att lossa ett metallstöd och en svart ”kilribba” som fixerar tangenternas bakändor. I bilden har alla tangenter i den losstagna oktavmodulen demonterats. Tangenterna sjuts försiktigt bakåt varefter de kan lyftas bort.
Fig. 4 Tangenterna är fixerade på plats med en metallprofil samt en kilribba i plast. Då kilribban tas loss kan en tangent skjutas bakåt och sedan lyftas bort. Det visade sig att det speciellt vid återmonteringen ofta var lättare att montera vissa svarta tangenter före vita tangenter eftersom de vita tangenterna annars låg i vägen vid montering.

För att klubborna skall kunna demonteras måste de två långa gula kretskorten med tangentsensorer tas bort. Totalt blir det då att lossa 66 skruvar …

Fig. 5 Klubbornas moduler (en oktav) är skruvade till de två kretskorten. Det är inte möjligt att lossa en modul utan att lossa kretskorten. I bilden har det ena kretskortet redan demonterats. Längden på ett kretskort är halva längden av tangentbordet, det är alltså skäl att hantera kretskorten med försiktighet så att de inte skadas.

De två kretskorten utgör två enkla scannade brytarmatriser. Antalet kontakter är dubbla antalet mot antalet tangenter eftersom en tangenttryckning alltid aktiverar två kontakter. Kontakterna är monterade på olika avstånd från kretskortet och processorn uppskattar nedslagets hastighet genom att mäta tiden mellan de två kontaktaktiveringarna. I fig. 5 ser man uppstickande gummiben (grå samt genomskinlig) från kontakterna som utgörs av kontaktytor av grafit i gummibubblor som trycks mot spår i kretskortet. Mer om sensorerna senare i texten.

Fig. 6 Klubborna löper mycket dåligt. Notera hur fyra klubbor inte faller tillbaka av egen vikt. Det är också självklart att det inte hjälper att smörja in tangenterna eftersom friktionen finns i klubborna inte i tangenterna. Jag tror inte att det fanns en enda oktavmodul som inte hade kärvande klubbor. Resultatet var att jag servade alla klubbor.

Det är rätt enkelt astt fixa de kärvande klubborna. Man tar en lämplig metalldorn med diametern mindre än 8 mm och slår försiktigt ut axeln som går genom alla hamrarna. Det lönar sig att knacka loss axeln med modulen liggande på ett bord så att man inte blir med en grupp hamrar i famnen. Den urknackade axeln används nu som testverktyg då man med fil, borr eller brotch försiktigt vidgar axelhålet i de olika hamrarna. Jag ökade försiktigt på håldiametern tills klubban löpte lätt utan att kärva men fortfarande utan glapp. Det kan också vara skäl att försiktigt fila klubbans plastdel från sidorna eftersom problemet tydligen är att den gjutna plastdelen sväller med tiden då spänningar från tillverkningen släpper.

Fig. 7 En demonterad klubba. Problemet med kärvande klubba verkar vara att plasten med tiden sväller som en jäsande deg vilket ökar friktionen i hålet i den vita plastdelen överst. Då man jobbar med klubban kan det vara skäl att demontera den lilla triangelformade svarta plastdelen i närheten av axeln. Man kan mycket lätt tappa denna del och jag vet inte var man skulle hitta reservdelar. Lägg den åt sidan då du jobbar med tangenten. Jag tappade en av dessa svarta delar på golvet i den inte välstädade snickarboan men jag hittade den!

Jag behövde ungefär en och en halv timme för att fixa den första oktaven. De följande oktaverna krävde sedan ca. 20 minuter per oktavmodul. Övning ger färdighet.

Efter att de kärvande klubborna var fixade … jag kontrollera alla klubbor inte endast de som ursprungligen märkts med tejp, plockade jag ihop tangentbordet och kopplade det temporärt till instrumentet. Tangenterna fungerade nu perfekt. Det fanns inga kärvande tangenter och touchen var bra. Jag hittade dock ett antal tangenter som uppförde sig konstigt vid en tangenttryckning.Det fanns tre kategorier av fel:

  • Tangenten gav ett mycket kraftigt ljud helt oberoende av hur kraftigt jag tryckte på tangenten.
  • Tangenten gav ett svagt ljud då man tryckte på den och ett kraftigt ljud då man släppte upp den.
  • Tangenten gav ett svagt ljud oberoende av anslagets styrka.

Orsaken till ovanstående fel är följande:

Då tangenten ger ett kraftigt ljud oberoende av hur svagt man trycker på tangenten så betyder detta att den kontakt som ligger längre ifrån kretskortet gör kontakt medan den närliggande kontakten inte gör det. Processorn tolkar då anslagshastigheten som mycket hög med hög ljudvolym som resultat. Lösningen är att kontrollera att det inte finns fett, olja eller damm på kontaktytorna.

Då tangenten endast ger ett svagt ljud oberoende av anslagets styrka så betyder detta att kontakten närmare kretskortet ger kontakt korrekt men den andra kontakten längre ifrån kretskortet sluter inte vilket processorn tolkar som ett extremt långsamt anslag och resultatet blir en mycket svag ton.

Dubbeltonen svag/stark beror sannolikt på kontaminering med t.ex. olja som någon tidigare reparatör hade använt rikligt av. Då tangenten trycks ner så sluter endast den närliggande kontakten till kretskortet med resultatet att vi får en svag första ton. Då jag släpper upp tangenten så har oljan hunnit pressas undan och kontakten längre ifrån kretskortet sluter vilket tolkas som en separat kraftig knapptryckning.

Fig. 8 En tidigare reparatör hade tydligen inte förstått hur avkänningen av knapptryckningar fungerar utan man hade försökt korrigera något fel genom att lägga till ”dämpning?) i form av skumplastbitar. Sensormodulen till vänster är korrekt medan den gula skumplasten till höger inte hör dit.

I fig. 7 har sensorkretskorten monterats loss och vi kan se undersidan och de runda kontakttornen som klubban slår mot. Varje runt torn består av två kontakter. Mitt i ett torn finns en liten rund kontakt kanske en mm från kretskortet. Runt basen på ett torn finns en kontakt som går runt tornet och som ligger mycket nära kretskortet. Då man trycker på sensorn så kommer tydligen ringelektroden först att göra kontakt och sedan centralelektroden. Som jag nämnde ovan så verkar standardkonstruktionen i andra elpianon vara en dubbelrad sensorer med en kontakt per torn.

Man kan utan problem dra loss sensormodulerna för putsning men det blir en del pillrande för att få dem tillbaka på plats. Det är igen skäl att notera att jag inte vill skada någon gummimodul eftersom det kan vara extremt svårt att hitta reservdelar.

Fig. 9 En del av de bortplockade skumplastbitarna som inte skall finnas i sensorerna. Det fanns betydligt mer …

Den jobbigaste delen av reparationen var att hitta problemtangenter. Tangentbordet måste vara hopbyggt för att man skall kunna testa det. För att putsa en kontakt måste jag skruva loss det gula kretskortet i tangentbordet d.v.s. 33 skruvar. Det är skäl att alltid provspela hela tangentbordet och märka konstiga tangenter med tejp och en beskrivning av symptomen. Jag gissar att jag blev tvungen att öppna tangentbordet för justering fyra gånger innan jag fick alla fel fixade.

Fig. 10 Det hade använts rikligt med tunnflytande olja vid tidigare reparationsförsök tydligen för att fixa de kärvande klubborna. Resultatet var att det under en del av sensorerna fanns olja. Notera hur kretskortets svarta kontaktytor är våta av olja och olja finns naturligtvis också på gummidelens grafitytor.

Jag tog loss sensordelen av gummi på två ställen för att fixa kontaktproblem (se beskrivning av symptomen ovan). I fig. 10 ser man hur mittkontakten ser torr ut medan ringkontakten är nerkladdad av olja. Resultatet torde ha varit att ifrågavarande tangenter endast gav ett mycket kraftigt ljud eftersom processorn tror att anslaget sker med nästan oändlig hastighet.

Det visade sig att Biltemas elektronikrengöring på sprayburk fungerade bra. Jag använde vaddstickor fuktade med rengöringsmedel för att putsa kretskortet. Jag tog helt loss sensordelen av gummi och sprutade rikligt av rengöringsämne vid kontaktytorna. I ett skede såg det lite skrämmande ut då rengöringsmedlet tydligen reagerade med gummit vilket fick som resultat att gummidelen rullade ihop sig som en mask. Då jag monterade tillbaka sensordelarna och satte ihop tangentbordet så visade det sig ingen tangent i den genomskinliga sensormodulen i bilden ovan fungerade … uups! Då jag provspelade några timmar senare så hade tvättmedlet avdunstat helt och tangenterna fungerade korrekt.

Fig. 11 Sensormodulen från insidan. Vi ser ringelektroden som i viloläget är väldigt nära kretskortet och tydligen sluter kontakt genast vid en knapptryckning och således sätter igång en hastighetsmätning. I centrum finns en annan elektrod som är moterad kanske en mm högre och som ger inform om när hastighetsmätningen är slut. Notera hur den tvättade sensormodulen försöker rulla ihop sig. Spänningar i gummiblandningen gör ringelektroden elliptisk i stället för cirkelrund. Lyckligtvis så återfick sensorn sin ursprungliga form då allt lösningsmedel hade avdunstat.
Fig. 12 En annan sensor som har tagit stryk av olja. Notera hur tre av fyra ringelektroder helt eller delvis är oljiga.
Fig. 13 Motsvarande sensormodul innan tvättning. Vi ser att tre av fyra sensorer är nedsölade av olja.

Vad blev resultatet

Efter två dagars arbete är instrumentet hopmonterat och allt fungerar perfekt såvitt jag vet. Resultatet blev ett mycket trevligt elektriskt piano med, som jag uppfattar det, ett härligt ljud och mycket realistisk touch i tangenterna till ett pris på ca. 70 Euro då jag blev tvungen att satsa en tia på elektronikrengöringsmedel.

Projektet var väldigt lärorikt. Jag hade ingen aning om att ett elektriskt piano har hammare i likhet med ett riktigt piano. Felsökningen av starka/svaga och dubbla toner gjorde att jag nu förstår hur instrumentet känner av anslagshastigheten och jag kan genom att lyssna på en spelad ton höra om allt är ok eller om det finns ett sensorfel. Jag uppfattar att användningen av två kontakter för varje tangent är genialisk genom sin enkelhet. Ett sensorfel går att känna igen direkt på ljudet d.v.s. jag vet på förhand vilken typ av fel jag kan förvänta mig d.v.s. jag vet vilkendera sensorn som är orsak till problemet.

Notera att de flesta elektriska pianon har sensorerna placerare som två separata mittelektroder ovanför varandra inte som i Behringerinstrumentet kombinerade. Fördelen med den vanligare konstruktionen är att det är möjligt att hitta reservdelar till andra instrument medan det tydligen inte finns mycket reservdelar tillgängliga för Behringer.

Ett jättetrevligt projekt som inte blev sämre av att jag på slutändan fick ett fullt fungerande instrument som jag annars sannolikt hade varit tvungen att betala 500-700 Euro för. Projektet visar också väldigt konkret att en fullständig genomgång av ett modernt elpiano inte är billigt. Då jag Googlade så hittade jag en prisuppskattning gällande service som gick på $500 vilket nog inte är något rövarpris för ett jobb som jag uppskattar att jag, om jag skulle göra om det, skulle kunna göra på en dag. Det stora jobbet var de kärvande tangenterna/hamrarna. Putsning av sensorerna krävde på slutet ungefär en halv timme mellan varven men innan allt fungerade så blev det några varv.

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com-logga

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut /  Ändra )

Google-foto

Du kommenterar med ditt Google-konto. Logga ut /  Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut /  Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut /  Ändra )

Ansluter till %s


%d bloggare gillar detta: