Archive for the ‘Musik’ Category

« Äldre poster

Arkeologi, urgammal musik

11/12/2021

Min goda vän Anders skickade mig en urgammal datafil Windows/DOS(?) sannolikt från början av 1990-talet. Filen innehåller noterna till låten Vandalen skriven av Anders Backman och Marcus Blomberg. Problemet var att ingendera upphovsmannen längre hade noterna till låten och programmet som hade använts för att skriva ner låten hade försvunnit för många år sedan vid någon dator/Windows(?) uppgradering. Anders undrade om jag hade något hjälpmedel för att lista ut vad filen innehöll eventuellt så att man kunde pussla ut hur låten gick.

Jag plockade fram en såkallad HexEditor i detta fall programmet GHex för Linux. En hexeditor klarar av att läsa godtyckliga filtyper och programmet visar två kolumner data. Den vänstra kolumnen är hexadecimala koder (siffror) och den högra kolumnen visar alla tecken som kan tolkas som text inne i filens data massa. Den högra kolumnen är alltså det läsbara som finns rad för rad i den vänstra kolumnen. Att läsa en okänd fil med en hexeditor kan ibland ge någon pekare till vilket program som i forntiden sparade filen, programmets version etc.

Då jag skrollade ner genom filen så hittade jag faktiskt lite text. Texten ingick i ett textblock i notbladet och texten var:

Bilden visar en liten del av HexEditorns skärm. Siffrorna till vänster antyder var den breda breda hexadecimala kolumnen är och visar endast den smala högra kolumnen med läsbar text. I texten fanns också namnet på de två kompositörerna Anders Backman och Marcus Blomberg. Jag putsade bort data som kunde vara känsliga om de sprids på nätet.

Eftersom filen inte innehöll enkelt igenkännbara symboler för t.ex. notvärden så blev följande steg att bena ut vilket program som eventuellt kunde ha använts för att skriva filen. Anders gissade att det eventuellt kunde ha varit ett finskt program musikantti skrivet för Soundblaster musikkortet. Anders hittade ett urgammalt tomt skivfodral som dock innehöll namnen på programmets upphovsmän. Googling på upphovsmännen gav en länk till ett gratisprogram/shareware musician som jag laddade ner och körde i DOS-emulator på min Linuxmaskin. Programmet körde men det kände inte igen filen Vandalen.mus och exempelfilerna som kom med programmet hade filtypen .NOT . Jag testade med att byta namn på Anders fil från Vandalen.mus till Vandalen.not . Samma problem kvarstod d.v.s. filtypen okänd.

Jag trodde att jag i något sammanhang hade stött på en konvertering av musik notskriftsfiler där en filtyp kunde ha varit .mus . Kunde filen eventuellt ha skapats av programmet Encore? Svar: Sannolikt inte, Encore använder filtypen .ENC .

Tid för nästa idékläckningssession. Kunde det eventuellt finnas något konversionsprogram som t.ex. kunde konvertera filtypen MUS till Encores ENC? Googling hittade ett konversionsprogram som påstod sig kunna konvertera MUS och ENC till MIDI. Då jag tittade på sidan länken pekade till så hittade jag:

We can convert MusicTime Deluxe .MUS and Encore .ENC files to a format that can be opened in other score programs or DAW/MIDI sequencer.

Ok, nu vet jag alltså eventuellt namnet på det program som har använts för notskrivningen?

Ett samtal till Anders gav som resultat att MusicTime lät bekant och att det faktiskt kunde vara det program som i början av 1990-talet hade använts vid notskrivningen.

Lite mera googlande gav en länk till en plats där jag kunde ladda ner MusicTime version 4 som en testversion. Sagt och gjort. Jag tog ner testversionen och installerade den under Windows-emulatorn under Linux. Uppackning och installation gick problemfritt och programmet startade utan några större problem. Jag flyttade Anders fil Vandalen.mus till windows emulatorns Ducuments katalog och lyckades öppna den. Filen var något skadad men fullt läslig!

Man kan tydligt se att det finns något fontproblem som beror på att jag kör under Linux och inte på en riktig Windowsinstallation. Problemet skulle med säkerhet ha gått att åtgärda genom att installera de saknade fonterna.

Min lösning var att skicka bilden till Anders som får knacka ner melodin i programmet MuseScore som vi nuförtiden använder. Fontproblemet gör att ackordanalysen försvann men antagligen kan Marcus enkelt återskapa den.

Resultatet var lyckat. Filen var i coma och höll på att glida över i bitparadiset men efter en nära döden upplevelse så återföddes filen. Det gäller nu att skriva ut en kopia som mappas in som en fysisk referens. Sannolikt kommer MuseScore att utvecklas vidare under många år varför den nya kopia Anders knackar ner nog torde vara läslig i några årtionden i framtiden.

Publicerat i Datorarkeologi, Linux, Musik, programmering, Teknik | 1 Comment »

Reparation av ett elpiano

19/09/2021

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.

Publicerat i elektronik, Fysik, Musik, Musik, instrumentbygge, Musik, instrumentreparation, Raspberry Pi | Leave a Comment »

Om stämning av en fiolstråke (del 1)

11/12/2020

Jag har beskrivit stämning av en fiolkropp, stämning av ett fiolstall etc. i olika artiklar. Jag har inte tidigare skrivit om stämning av en fiolstråke. Detta är den första artiken i en serie artiklar kring stämning av stråkar.

Det verkar självklart att fiolstråken har stor betydelse för hur ljud produceras i en fiol. Ljudet uppstår så att stråkens tagel som är hartzade och något ”klibbiga” kommer, beroende av strängens rörelser, att ha en friktion som ibland är dynamisk (låg) och ibland statisk (hög). Stråken kommer således att fastna/frigöras vilket överför energi från stråkens rörelse till de strängar stråken stryker mot. Processen är mycket komplicerad eftersom man kan vänta sig att det förutom vågrörelser i strängarna (många olika toner samtidigt i form av grundton+övertoner) med säkerhet också uppstår vågrörelser i taglens riktning i den spända stråken. Stråkens egna vibrationer blandas med vibrationerna i de spelade strängarna.

Jag ser som fysiker inga möjligheter att övertygande matematiskt hantera stråkens egenskaper och dess samverkan med det spelade instrumentet. Min utgångspunkt blir att se hur jag kan mäta vissa egenskaper hos stråken och koppla detta till ett specifikt instrument. Jag är intresserad av att se om jag via modifikationer av stråken kan åstadkomma hörbara förändringar i mitt referensinstrument som jag kallar min Kletzmerfiol.

Vilka egenskaper hos stråken kan förväntas ge hörbar effekt

Jag gör en lista över de egenskaper jag ”tror” kan ha betydelse och anger samtidigt varför.

  • Stråkstången kommer då man spelar att bidra med någon typ av egenljud.
  • Stråkstångens styvhet påverkar stångens egensvängningar som sannolikt syns som lågfrekventa resonanser i taglen.
  • Spänningen man justerar med spännskruven påverkar stråkens resonanser då spänningen i taglen förändras.
  • Stråkens spets utgör en styv fjäder som ger högfrekventa longitudinella resonaser i taglen.
  • Mängden tagel avgör hur hög spänning vi får i de enskilda taglen. Ju mera tagel stråken har desto lägre spänning per tagelstrå om alla övriga egenskaper hålls oförändrade.
  • Froschen utgör också en styv fjäder som kommer att ge högfrekventa longitudinella resonanser i taglen.

Ovanstående lista kan säkert kompletteras med ytterligare parametrar.

Vad kan jag mäta

Jag hittade en intressant länk till en engelskspråkig sida av David Langsather som beskriver ett sätt att justera en fiolstråke. Min utgångspunkt är att titta på vad han har att erbjuda och därefter se vad som går att verifiera via mätningar. Det kan också vara intressant att se om jag noterar några spelmässiga förändringar i en stråke jag stämmer. Notera att jag är amatörviolinist och jag har aldrig använt teknik såsom spel med hoppande stråke etc. vilket betyder att jag knappast kan uttala mig om dessa egenskaper. Min son är Sebastian är yrkesviolinist och doktorand som har studerat fiolspel lokalt i Finland, i Sverige samt i Schweitz. Sebastian kan garanterat ge kommentarer gällande hur trimning påverkar stråkens funktion.

Jag mäter stråkens knacktoner i specifika punkter och använder dessa mätningar till att avgöra om jag behöver göra Langsathers modifikationer på stråken samt var stråken skall modifieras.

Mätning av knackspektra

Följande utrustning används vid mätningarna.

  • En Røde NT1 mikrofon med stort membran.
  • Behringer UMC404HD USB ljudkort med fyra mikrofoningångar med Phantom spänningsmatning.
  • Ljudet mäts och processas med programmet Audacity på en iMac dator. Notera att det går att sätta upp samma mätomgivning på en Windows PC eller på en PC som kör Linux.
  • Fourierspektrum mäts för knackspektra med ett fönster med storleken 16834 mätpunkter. Fönstret måste använda många punkter för att vi skall få fram de detaljer i spektret vi studerar. Om vi har ett fönster med t.ex. 1024 punkter så kan vi inte stämma stråken till en specifik frekvens med precisionen +/- någon Hz.
  • Som hammare använder jag skaftet av en kökskniv helt i metall. Jag vill mäta knacktonen från stråken inte hammaren, därför vill jag att hammaren har helt annan täthet och hårdhet än stråken.

Knackspektra är intressanta genom att det mänskliga örat uppfattar att en knackning har en ”tonhöjd” trots att ett spektrum beräknat på knackljudet kan uppfattas som mest brus. Det visar sig dock att det i allmänhet i spektret finns en eller flera toppar inom det område det mänskliga örat är mest känsligt (300-3000Hz). Örat är mindre känsligt för lägre och högre frekvenser. Notera dock att det mänskliga örat hör över ett betydligt bredare spektrum (20-20000Hz) men att den största känsligheten är den ovan angivna. Det mänskliga örat kommer alltså att fungera som ett bandpassfilter.

Min uppfattning är att hjärnan ganska fritt kan välja frekvenstoppar från knackspektrets låga frekvenser och sätta stämpeln ”grundton” på den frekvensen. Lyssnaren uppfattar då att knacktonen har en tonhöjd som motsvarar ifrågavarande frekvenstopp. Ett problem är dock att hjärnan kan ha flera lämpliga toppar att välja mellan vilket leder till att olika personer kan uppfatta tonhöjden i samma knackning olika!

Som avslutning på den här artikeln visar jag ett knackspektrum för den kinesiska stråke jag använder som experimentmaterial. Notera att jag knackade endast tre gånger då jag mätte utgångsläget. Det visar sig att det lönar sig att knacka 10-20 ggr och beräkna spektret för hela knacksekvensen. Många knackningar ger ett mera lättläst spektrum.

Pilen visar på den obestämda topp vi vill förstärka genom slipning/sickling runt knackstället. Vi vill få fram en distinkt frekvenstopp nära 252 Hz så att samma topp återfinns längs hela stråken.

I nästa artikel i serien tittar vi på hur stämningsprocessen i praktiken kan ske. Jag är intresserad av kommentarer från läsare som använder en liknande teknik samt också av beskrivningar av andra metoder för justering av en stråke.

Publicerat i Audacity, Fiolstråke, Mac, Musik, Musik, instrumentbygge, Sickling, Spektrum, Stråke | 2 Comments »

Nyckelharpsvänner!

16/11/2020

Här är boken vi alla har gått och väntat på. Passa på medan boken finns att få. Det kommer att bli en klassiker!

Publicerat i folkmusik, Inre slipning nyckelharpa, Justering av nyckelharpa, Ljudpinnejustering, magnetslipning, Musik, Musik, instrumentbygge, Uncategorized | Leave a Comment »

Miniprojekt: Metronom i klockan

02/09/2020

Jag har köpt en del småsaker, främst elektronik, från Banggood som är ett kinesiskt företag. Hittills har beställningarna kommit ungefär enligt beräknad tid men COVID-19 ställer till med problem. Tidigare beställningar

 
  • Visningar
  • Besökare

leder till att Banggood via facebook synbarligen aktiverar reklam aktuell för mig.

Jag råkade stöta på reklam för en ny aktivitetsklocka Lilygo T-Watch-2020. Klockan är baserad på en ESP32 mikroprocessor med två kärnor. Klockan innehåller WiFi funktionalitet med bl.a. en webbserver och också Bluetooth funktionalitet. Det speciella med den här klockan är att den från början är avsedd att hackas d.v.s. källkoden finns på github och den programmeras direkt över USB-anslutningen.

Då man får en ny programmeringsleksak så uppstår naturligtvis genast problemet med vad man skall göra med apparaten.  Färdiga funktioner är bl. a.

  • Väderapp
  • Stoppklocka
  • Kryptovaluta
  • Navigering via kart-API

Då jag sysslar med folkmusik som hobby så slog det mig att det kunde vara praktiskt att ha en enkel metronom i klockan som innan jag börjar spela ett stycke slår t.ex. tio slag med hjälp av klockans vibrationsmotor. Tanken är alltså inte att jag skulle spela hela stycken med klockan som metronom utan klockan skulle endast upplysa mig om ungefär vilket tempot är, att mentalt tänka sig ett tempo kan ibland leda fel rejält eftersom hjärnan inte i alla sammanhang går i realtid …

Operativsystem

Klockan kör ett kompakt realtidsoperativsystem FreeRTOS som stöder multitasking d.v.s. jag kan köra flera applikationer parallellt. Det är också i princip möjligt att ladda in nya program medan klockan är i gång eller stänga av obehövliga program. Den senare funktionaliteten används inte utan gör jag förändringar så kompilerar jag om rubbet och laddar upp allt som ett paket till klockan.

Man hittar FreeRTOS dokumentation på nätet.

Metronom

Jag plockade hem en klockversion från Github. Då jag ögnade igenom applikationerna som fanns färdigt så såg jag att det fanns en exempel app som inte gjorde någonting men som visade vilken struktur en app har.

Jag beslöt att försöka göra en extremt enkel applikation där användaren använder sig av en slider d.v.s. en funktion där man drar en indikator i sidled för att ställa in tempot. Jag tänkte mig att tempot kan ställas mellan 50 och 200 slag per minut. Det finns inga tekniska problem med att använda lägre tempon men jag uppfattar 50 slg/minut som väldigt långsamt. Då klockan startar är det förinställda värdet 100 slag/minut och klockan kommer ihåg det senast valda värdet mellan olika körningar av appen.

I princip borde applikationen ha varit väldigt enkel att realisera men det visade sig att indikatorhuvudet som samtidigt användes för att visa valt tempo var alltför litet d.v.s. det var svårt att se det valda tempot. Jag försökte kringgå problemet genom att lägga till ett separat textfält som skulle innehålla det valda värdet. Det nya textfältet förorsakade en omedelbar crasch.

Efter att jag två dagar hade slagit huvudet i väggen beslöt jag att byta ut slidern mot en spinbox där man i mitten har ett textfält och på vardera sidan tryckknappar som sänker/höjer det valda värdet. Det var tydligen något problem med slidern för nu fungerade val av tempo som det skulle.

Jag modifierade setupdelen i exempelapplikationen så att man väljer tempot med spinboxen och då man går ur tempofunktionen så gör klockan tio slag i det valda tempot varefter det sker retur till appens huvudnivå.

Call back funktioner

static void exit_example_app_setup_event_cb( lv_obj_t * obj, lv_event_t event );
static void example_app_metr_spinbox_event_cb(lv_obj_t * obj, lv_event_t event );
static void lv_spinbox_increment_event_cb(lv_obj_t * obj, lv_event_t event );
static void lv_spinbox_decrement_event_cb(lv_obj_t * obj, lv_event_t event );

Då användaren trycker på olika funktioner måste användargränssnittet kunna ”skicka signaler” till användarens kod så att den kan köras. För detta ändamål behöver vi såkallade callback funktioner. Om jag t.ex. trycker på knappen ”-” så stegas det valda tempot ner med ett steg (systemet anropar lv_spinbox_decrement_event_cb). Trycker jag på ”+” så stegas värdet upp med ett steg( lv_spinbox_increment_event_cb anropas).

Då jag trycker på återgång till appens huvudnivå så anropas exit_example_app_setup_event_cb. Denna funktion anropar funktionen execute_taps() som vibrerar telefonen tio gånger i önskat tempo.

// Let the metronome do ten taps
static void execute_taps(int taps, int tempo){
  int i;
  int taplen=0;
  int fixed = 100;
  float ms=60000;
  taplen = ms/tempo; 
  // Buzzer pin output BUZZER=4
  for(i=0; i< taps; i++){ 
    pinMode(BUZZER,OUTPUT);
    digitalWrite(BUZZER,ON);
    delay(fixed);
    digitalWrite(BUZZER,OFF);
    delay(taplen-fixed);
  }
}

Spinnboxen

Då klockan programmeras så har man tillgång till ett enkelt grafiskt användargränssnitt lvgl vilket i ytterst hög grad förenklar programmeringen. Problemet är dock att det finns rätt många olika grafiska gränssnitt och det kräver alltid en del läsande att börja använda ett nytt gränssnitt … så även denna gång.

Koden för att sätta upp en spinbox är:

// Create a spinbox center box with value
lv_obj_t *example_app_metr_spinbox_cont = lv_obj_create(example_app_setup_tile,NULL);
lv_obj_set_pos(example_app_metr_spinbox_cont,90,100);
example_app_metr_spinbox = lv_spinbox_create(example_app_metr_spinbox_cont, NULL ); 
lv_spinbox_set_range(example_app_metr_spinbox,50,200);
lv_spinbox_set_digit_format(example_app_metr_spinbox,3,0);
lv_spinbox_set_value(example_app_metr_spinbox,100);
lv_obj_set_event_cb(example_app_metr_spinbox,example_app_metr_spinbox_event_cb);
// Create increment button
lv_coord_t h = lv_obj_get_height(example_app_metr_spinbox);
lv_obj_t * btn = lv_btn_create(example_app_setup_tile, NULL);
lv_obj_set_size(btn, h, h);
lv_theme_apply(btn, LV_THEME_SPINBOX_BTN);
lv_obj_set_style_local_value_str(btn, LV_BTN_PART_MAIN, LV_STATE_DEFAULT, LV_SYMBOL_PLUS);
lv_obj_align(btn, example_app_metr_spinbox, LV_ALIGN_OUT_RIGHT_MID, -20, 0);
lv_theme_apply(btn, LV_THEME_SPINBOX_BTN);
lv_obj_set_style_local_value_str(btn, LV_BTN_PART_MAIN, LV_STATE_DEFAULT, LV_SYMBOL_PLUS);
lv_obj_set_event_cb(btn, lv_spinbox_increment_event_cb);
// Create decrement button
btn = lv_btn_create(example_app_setup_tile, btn);
lv_obj_align(btn, example_app_metr_spinbox, LV_ALIGN_OUT_LEFT_MID, -30, 0);
lv_obj_set_event_cb(btn, lv_spinbox_decrement_event_cb);
lv_obj_set_style_local_value_str(btn, LV_BTN_PART_MAIN, LV_STATE_DEFAULT, LV_SYMBOL_MINUS);

Klockans skärm har upplösningen 240×240 pixlar. Först skapas ett kontext för spinboxen i filen example_app_setup.cpp utgående från specifikationer i appens huvudfönster. Därefter placeras spinnboxen på önskat ställe och programmet ställer in hurudant värdeområde (50-200 slag/minut) som är tillåtna. Programmet ställer också in vilket standardvärde (100 slag/minut) jag vill ha. Därefter skapar jag två tangenter/knappar som stegar spinboxens varde uppåt respektive nedåt.

Grafiska änvändargränssnitt fungerar så att skapade vidgetar själv detekterar om det händer något. I ovanstående fall så kommer tangenterna upp/ner att skicka en ”signal” som säger att en knapptryckning har detekterats. För att programmet skall kunna reagera på knapptryckningen så måste vi definiera såkallade callback funktioner d.v.s. funktioner som användargränssnittet anropar då aktivitet detekteras. I vårt fall är funktionen enkel:

static void lv_spinbox_increment_event_cb(lv_obj_t * obj, lv_event_t event ){
  if(event == LV_EVENT_SHORT_CLICKED || event == LV_EVENT_LONG_PRESSED_REPEAT) {
    lv_spinbox_increment(example_app_metr_spinbox);
  }
}

static void lv_spinbox_decrement_event_cb(lv_obj_t * obj, lv_event_t event ){
  if(event == LV_EVENT_SHORT_CLICKED || event == LV_EVENT_LONG_PRESSED_REPEAT) {
    lv_spinbox_decrement(example_app_metr_spinbox);
  }
}

När spinnboxens kontrollknappar detekterar aktivitet så anropas ifrågavarande funktioner ovan som i sin tur stegar upp spinboxens värde eller stegar ner det.

Aktivera metronomen

Jag valde att aktivera metronomen då man går ut ur inställningen av tempo tillbaka till appens huvudsida. Alternativet skulle ha varit att definiera en separat knapp för att aktivera metronomen. Jag har valt att begränsa antalet slag till tio helt enkelt för att jag uppfattar att jag då har hunnit uppfatta tempot tillräckligt bra.

static void exit_example_app_setup_event_cb( lv_obj_t * obj, lv_event_t event ) {
  switch( event ) {
    case( LV_EVENT_CLICKED ): 
      delay(2000);
      execute_taps(10,lv_spinbox_get_value(example_app_metr_spinbox));
      mainbar_jump_to_tilenumber( example_app_get_app_main_tile_num(), LV_ANIM_ON );
      break;
  }
}

Koden för execute_taps() finns litad tidigare i texten.

Att använda appen

IMGP7532

Fig. 1  Metronomappen syns till höger om väderappen nedanför tiden 20:57.

IMGP7533

Fig. 2  Applikationen metronom (Metr) huvudsida efter att man har valt applikationen genom att trycka på Metr i föregående bild. Kugghjulet leder till val av tempo. I framtiden lägger jag antagligen till t.ex. fyra knappar med fördefinierade tempon på denna sida.

IMGP7534

Fig. 3  Inställning av tempot med en spinbox. Det valda tempot stannar i minnet. Då man väljer retur (trycker på symbolen överst till vänster) så vibrerar telefonen tio gånger i det angivna tempot.

 

Publicerat i elektronik, ESP32, Fysik, Musik, programmering | Leave a Comment »

Musik med Corona, att ‘hacka’ GarageBand (del 1)

01/04/2020

Vårt spelmanslag ”Altra Volta” har inte spelat ihop på några veckor och något borde göras för att gruppen skall kunna fortsätta att spela utan risk för smitta.

Ett sätt att fortsätta med musikhobbyn är att t.ex. börja spela in vår repertoar men så att inspelningen görs stämma för stämma och instrument för instrument över nätet. Det är inte med dagens teknik möjligt att göra inspelning i en virtuell studio där de olika deltagarna sitter hemma och spelar ihop i realtid. Problemet är fördröjningarna i nätet. Man uppfattar inom telefoni att den maximala fördröjningen är ca. 400 ms vilket hörs som ett obehagligt ”eko” om man över telefon talar med en annan person i samma rum. Om man spelar i tempot 120 slag/minut så motsvarar en fördröjning på 400 ms nästan ett taktslags fördröjning vilket inte är acceptabelt. Min gissning är att fördröjningen borde fås ned till under 100 ms (1/10 s) för att fördröjningen inte skall störa i amatörsammanhang … yrkesmusiker störs antagligen av ännu mindre inexaktheter. Kanske jag med 5g teknik kan planera den virtuella studion i framtiden?

Inspelningsprogram

Det finns mängder av inspelningsprogram på olika plattformer.

Gratisprogrammet  Audacity fungerar rätt bra under Windows, Linux och på Mac … problemet är att det verkar finnas vissa fel då man skall lägga till externa spår till ett lokalt inspelat spår, fel som gör att programmet i vissa fall vägrar köra.

På Windows finns t.ex. programmet Cubase men jag har ingen praktisk erfarenhet av detta program.

Vill man betala för ett inspelningsprogram så finns t.ex. ProTools för både Windows och Mac men inte för Linux. ProTools verkar dock relativt komplicerat utgående från erfarenheterna med att hjälpa en vän som har gått över från Windows till Mac och ProTools. Väldigt jobbigt med ett kopieringsskyddat program som dessutom inte är helt billigt.

På en Mac finns programmet GarageBand som, trots vissa buggar, verkar fungera rätt pålitligt och samtidigt innehåller en rätt stor mängd effekter som dock främst verkar vara gjorda för popmusik och inte den typ av folkmusik vi spelar. Garageband verkade dock så intressant att jag köpte mig en 21,5 tums iMac från 2009 för 50 Euro (500 SEK). Efter byte av den mekaniska hårdskivan till SSD och uppgradering av minnet till 12 GByte (billigt) så fungerar maskinen utmärkt och är trevlig att jobba med. Ljudkortet jag använder och som fungerar väl både under Linux och i Macen är Behringers Uphoria UMC404HD. Jag kan spela in elektroniska (simulerade) instrument m,ed hjälp av ett elektroniskt keyboard av typen M-Audio KeyRig 25.

För att skriva noter använder jag programmet MuseScore som finns för Windows, Mac och Linux.

Användning av GarageBand

Jag har spelat in några stycken på GarageBand flerstämmigt. Inspelningen går till så att jag skapar ett akustiskt spår (track) på vilket jag spelar in t.ex. melodin med användning av metronom (som finns i programmet). Jag kan efter detta lyssna på det inspelade bandet och spela in en stämma i taget eventuellt på olika instrument. För denna typ av extremt enkel inspelning fungerar programmet utmärkt.Jag kan också spela in piano eller en rätt stor grupp MIDI-instrument med hjälp av keyboardet.

Om jag vill lägga till t.ex. kompslingor med gitarr eller bas så visar det sig att det finns väldigt lite slingor som inte är överdrivet ”pop”-iga. Ett intressant alternativ vore att helt enkelt modifiera någon eller några existerande slingor som passar bättre till nordisk folkmusik. Det går att skapa egna slingor i GarageBand men verktygen kunde vara bättre och det är relativt besvärligt att modifiera existerande slingor. Ett alternativ vore att modifiera MIDI-spår med något lämpligt program utanför GarageBand och därefter läsa in den modifierade musiken  tillbaka i GarageBand.

GarageBand problem

GarageBand tillåter inte export av MIDI men nog att MIDI läses in utifrån. Jag kan alltså inte läsa in t.ex. en GarageBand slinga i MuseScore, transponera, ändra tempo eller taktart etc. Hur skall det problemet lösas?

Det visar sig att GarageBand sparar sina slingor i filer av typen .aif . Dessa filer är binära d.v.s. det är inte möjligt att studera dem i en texteditor däremot kan man titta på dem i en såkallad HexEditor d.v.s. ett program som visar innehållet som Hexadecimal nummerkod parallellt med att tecken som är skrivbara visas i ett eget fält. Med hjälp av en HexEditor kan man se att en .aif sling från Garageband innehåller en komplett MIDI-fil sannolikt tillsammans med ljuddata för det instrument som slingan spelar.

Lite sökande på nätet visade att en MIDI-fil alltid startar med rubriken ‘MHdr’ (MidiHeader). Filslutet utmärks med ‘CHS’ samt ytterligare de hexadecimala tecknen ’00’, ‘FF’, ‘2F’ och ’00’. På nätet hittar man instruktioner för hur man t.ex. med en hexeditor kan plocka ut MIDI ur en fil geno att söka efter ‘MHdr’ och ‘CHS’. Försöker man läsa in en fil baserat på detta i GarageBand så låser sig systemet eftersom slutkoden saknas.

En midifiles upphyggnad finns beskriven här i detalj.

Problemet med modifiering av slingar löses alltså genom att skriva ett program i Pascal. Systemet inklusive ett grafiskt gränssnitt heter ‘Lazarus’. Programmeringen görs som man under antiken d.v.s. på 1990-talet skrev t.ex. i Visual Basic. Programmets användargränssnitt ritas i ewn grafisk editor som automatiskt genererar tom kod för de skapade elementen. Programmerarens uppgift blir då att lägga till kod i de olika komponenterna så att programmet får önskad funktion. Liksom alltid då man börjar skriva i ett nytt och okänt språk så är problemet att omgivningen och alla verktyg är okända. Jag börjar med att skriva ett program med ett enda fönster och t.ex. en enda tryckknapp.

Arbetsprocessen med det nya programmety blir då ungefär följande:

Alternativ 1

  • Skriv melodislingor på MuseScore och exportera dem till GarageBand

Inget konversionsprogram behövs i detta fall.

Alternativ 2

  • Sök upp en intressant slinga i Garageband
  • Läs in slingan i MuseScore efter konvertering i GbConverter
  • Modifiera slingan i MuseScore
  • Importera den modifierade slingan som MIDI till GarageBand

För att arbetet skall göras bekvämt så körs tre program parallellt d.v.s. GarageBand, MuseScore och GbConverter. Eventuellt kan man säga att fyra program används eftersom importering av en MIDI-fil till GarageBand görs så att man från filhanteraren drar midifilen till önskat spår i GarageBand.

En liten introduktion till GarageBand från nätet:

(Fortsättning: Programmet GbConverter skrivet i omgivningen Lazarus i Pascal).

Publicerat i GarageBand, MIDI, Musik, Pascal, programmering | Leave a Comment »

Att hacka gammal elektronik

02/02/2020

Min goda vän Anders kom över en portabel, batteridriven, ljudanläggning som ursprungligen har planerats för en Apple mobiltelefon eller iPod … eller båda. Telefonen kunde ställas och stå i ett fack överst på spelaren och lådan kunde då spela upp musik som fanns lagrad på telefonen.

Förstärkarlådan hade några små problem:

  • Den var stendöd . Gissningen var att batteriet/ackumulatorn var död varför anläggningen som sådan inte visade några livstecken.
  • Musikanslutningen via iPhone/iPod var oanvändbar eftersom det inte längre finns telefoner med en mångpolig anslutning … alla använder idag USB i någon form eller ännu enklare trådlös överföring via WiFi eller Bluetooth.

Anders bytte batteriet/ackumulatorn som är ett litet ”motorcykelbatteri”. Ett nytt problem dök upp. Det såg ut som om batteriet inte laddades trots att lådan var kopplad till nätström. Orsaken var att lådans huvudsäkring hade brunnit. Efter byte av säkring verkade lådan fungera.

Förstärkaren har ingångar för mikrofon eller Line In d.v.s. den är nog användbar men inte helt bekvämt. Kunde man månne modernisera lådan så att den inte skulle behöva någon USB-anslutning utan vilken som helst modern telefon/platta med Bluetooth skulle kunna användas som musikkälla?

IMG-20200202-WA0003

Fig.  Den modifierade portabla spelaren ser ut så här. Där det svarta locket nu finns fanns tidigare en dockningsstation för iPhone/iPod. Under locket finns en Bluetooth adapter som är kopplad till baksidan av de vit/röda BNC kontakterna.

Jag hittade en lovande Bluetooth modul som jag beställde från kina. Som vanligt beställde jag två eftersom det alltid finns risk att man får ett defekt exemplar. Delarna är relativt billiga vilket gör att förlusten inte är så stor om ett exemplar flyttas till miljonlådan.

IMG-20200202-WA0007

Fig.  Frontpanelen kan skruvas loss vilket gör att det är relativt enkelt att komma åt baksidan. Här löder jag signalkablarna från bluetooth modulen till Line In ingången. Lödningarna görs på baksidan vilket blir snyggt.

Till vänster på spelaren syns den gamla dockningsstationen. Vi tar 5V från en USB-kontakt som tydligen har använts för laddning. Vi slipper på detta sätt att söka efter 5V inne i apparaten … eller att montera en egen spänningskälla för Bluetooth. iPhone kontakten plockades bort men den vita kontrollpanelen lämnades kvar under ett nytt 3D-utskrivet lock … som råkade bli svart eftersom mitt vita filament råkade vara nästan slut. Bluetooth modulen är det lilla röda kretskortet vid min högra hand.

IMG-20200202-WA0004

Fig.  Det finns en egen på/av strömbrytare som ursprungligen användes för att ladda en iPod. Vi använder denna strömbrytare för att slå på eller stänga av Bluetooth. Med Bluetooth avstängd torde Line In att gå att använda som förut utan problem.

Det slutliga testet

Då modifikationen var gjord och den gamla dockningsstationen hade mätts så att jag skulle kunna designa ett nytt lock så var det tid att testköra.

Vi kopplade på Bluetooth från strömbrytaren bak på förstärkaren och kunde inte se någon rök, röktestet var alltså ok. Elektronik har den intressanta egenskapen att den tydligen är beroende av rök för att fungera … släpper man ut röken så fungerar det inte längre!

Jag kopplade på Bluetooth i min telefon och hittade efter en kort stund en ny Bluetooth enhet med id koden JZ-B5W2 som telefonen trodde var Bluetooth hörlurar. Så långt helt OK!

Jag valde nu slumpmässigt ett teststycke från youtube och satte igång uppspelningen av videon.

Video:  Telefonen kopplar utan problem till bluetooth modulen och därifrån vidare till spelaren och ljudstyrkan är mer än tillräcklig och ljudkvaliteten OK d.v.s. den förväntade för denna typ av musikspelare.

Slutkommentar

Det var intressant att se hur enkelt det var att modifiera och modernisera en gammal musikspelare. Med Bluetooth anslutning så blev spelaren plötsligt helt användbar och kommer antagligen att tjäna i ytterligare att antal år.

Jag planerar att göra samma modifikation i min 2x30W ”klassiska” Radio-förstärkare. Jag räknar med att också i den kunna koppla Bluetooth till t.ex. Line In eller till bandspelaringången. Strömförsörjningen fixar jag antagligen via ett separat litet strömaggregat för nätström som jag räknar med att finna plats för på insidan. Genom att använda nätström direkt via eget nätaggregat så slipper jag att söka efter en lämplig spänning på ett obekant kretskort.

Om någon läsare råkar ha en klassisk Hi-Fi förstärkare som nu samlar damm till följd av att man så sällan spelar vinyl eller CD så går det att ta kontakt och diskutera en modifikation som kan ge trotjänaren, som ofta ljudmässigt är mycket högklassig, nytt liv!

Tack till Anders för bilder och video!

 

Publicerat i 3d-utskrift, Android, elektronik, Musik, Teknik | Leave a Comment »

Att stämma f-hålen på en fiol

27/10/2019

F-hålen på en fiol bidrar, då de är rått justerade, till att ge fiolen en oboeliknande klang. Jag var länge omedveten om denna typ av ton. Min son, yrkesviolinist, använde ett lånat högklassigt instrument ägt av någon av de finlandssvenska stiftelserna. Då jag provspelade instrumentet hörde jag tydligt strängens grundton som den låter på alla instrument men ovan på denna fanns en varm oboeliknande ton som ger en mycket trevlig karaktär åt tonen.

Bekantskapen med toppinstrumentet gav mig orsak till att börja söka efter den saknade tonfärgen. Rätt mycket experimenterande ledde mig fram till att tonen genererades av de svängande ”vingarna” vid f-hålen. Vingarna drivs av de stora svängande områdena som man hittar då man går från vingspetsen längs fiberriktningen (se bild). Förutsättningen för att vingarna skall fungera korrekt är att de är mekaniskt impedansanpassade till de svängande områden som driver dem. Min uppfattning är att det är möjligt att knacka sig till när f-hålsvingarna är korrekt injusterade, mera om detta nedan.

Fhålsvinge.png

Justeringsprocessen är:

  • Justera botten och lock så att tonen blir jämn och klar men lämna vingarna helt i fred. Vi vill att knacktonen då vi knackar från vingspetsen mot det drivande området skall vara högre än i det drivande området.
  • Om det drivande området klingar högre än tungan måste det slipas tills knacktonen är lägre än i tunga, Detta betyder sannolikt rätt mycket arbete med att få locket i balans på nytt d.v.s. alla kvadranter måste slipas på nytt.
  • Slipa mycket försiktigt, 5-10 drag max, en vinge som klingar högre än det drivande området. Effekten hörs mycket kraftigt men den tenderar att delvis backa tillbaka inom minuter till timmar. Det lönar sig att göra små justeringar över flera dagar och att lyssna noga. Var extremt noggrann med att inte slipa för mycket eftersom detta betyder att hela locket måste bearbetas före att vingens stämning skall vara möjlig.

Knackning för att mäta impedansanpassningen

Knacka försiktigt stegvis från spetsen av vingen mot det stora svängande området och lyssna på tonhöjden. För en korrekt justerad vinge vill vi ha ungefär samma knackningstonhöjd i vingen som i det svängande området, vi har då mekaniskt impedansanpassat de två svängande områdena. Vi justerar vingarna sist eftersom en justering kräver att vingens knackton före justering måste vara högre än drivområdets knackton. Vi knackar i många steg mellan områdena eftersom detta gör det lättare att uppfatta skillnader i tonhöjd.

Notera att då vi slipar vingen från baksidan med magnet så är effekten dramatisk. Börja med maximalt t.ex. 5 slipdrag med magneten och lyssna på resultatet. Om du slipar för mycket så lönar det sig att vänta några dagar innan man ger sig på de stora områdena för att kompensera. En slipad yta ger genast en rätt stor effekt strax efter slipningen, en effekt som klingar av delvis inder minuter, timmar och dagar. Om du har klantat så vänta några dagar eller veckor innan du jobbar vidare … det kan hända att problemet löser sig själv.

Vilken är skillnaden?

Vilken är skillnaden mellan en stämd vinge och en ostämd vinge? Jag gjorde ett enkelt test där jag stämde D-strängens vinge på min ”Klezmerfiol” som är en billig kines jag har jobbat kanske två år med att akustiskt stämma.

Jag spelade in tonen E på d-strängen eftersom jag uppfattar att denna ton på det här instrumentet har en kraftig pålagd ”oboeton”.  Jag spelade in ett antal stråkdrag med endast tonen E på programmet Audacity. Därefter lät jag programmet rita ut spektret för denna ton.

Fhål_D__raw.png

Vi ser att vi i den stämda tungan har ett mycket jämnt och kraftigt övertonsspektrum.

Följande skede var att lägga till massa i tungan så att den igen blir ostämd. Jag gjorde detta genom att limma maskeringstejp på tungan men inte över själva f-hålet. Resultatet är vara att massan ökar vilket gör tungan ostämd. Spektret mäts igen på samma sätt som tidigare.

Fhål_D_tejpat.png

Vi ser att övertonerna från fiolen kraftigt försvagades och tonen försämrades. Observera att de två första övertonstopparna dämpades med 9-10 dB vilket betyder att den absoluta ljudstyrkan minskar till en tiondel! Människans öras känslighet är dock logaritmisk vilket gör skillnaden mindre dramatisk men skillnaden är stor.

Notera!

Ovanstående spektra är inte helt representativa! En korrekt bild fås naturligtvis endast om jag spelar in den ostämda tungan innan den justeras varefter jag gör samma sak efter att tungan justerats. Problemet är att jag tänkte på att göra mätningen först då tungan justerats. En tunga till vilken ja lägger massa uppför sig naturligtvis inte exakt som den ursprungliga vingen som hade både mera massa men också mera styvhet.

Notera!

Det är skäl att gå mycket försiktigt fram. Justera i mycket små steg och låt instrumentet vila mellan justeringar och spela på instrumentet. Då du uppfattar att tonen är vad du vill ha är det skäl att sluta justera. Det är mycket lätt att bli alltför girig så att man förstör ett instrument genom att justera alltför långt varefter det inte längre går att backa!

Notera!

Jag uppfattar att det bästa sättet att lära sig att justera fioler är att utgå från t.ex. billiga kinesiska fioler i prisklassen 100 – 200 dollar på Ebay. Instrumenten är tekniskt väl byggda men ljudet på det ojusterade instrumentet är inget vidare eftersom fabriken sannolikt väljer ut väljudande instrument som säljs till högre pris.

 

Publicerat i f-hål vinge, Fioltrimning, Mätning, Musik, Musik, instrumentbygge, Teknik | Leave a Comment »

Nyckelharpa i barnstorlek justering

03/06/2019

Jag har byggt en barnharpa med mensuren 340 mm i huvudsak efter Sören Åhkers ritningar. Sören är en trevlig person som det är lätt att kommunicera med och samtidigt en av de nyckelhapsbyggare som regelbundet har fått mycket gott betyg för sina harpor. Avsikten med bygget är att undersöka om det är lättare eller svårare för en fiolspelman att spela på en mindre harpa där mensuren ligger betydligt närmare fiolens. Personligen har jag störts av att spela på en fullstorleksharpa då det gäller att spela i det högre registret d.v.s. det register där man på en fiol skulle spela på E-strängen. Klaviaturens storlek på en stor harpa leder till stora handrörelser motsvarande lägesspel på en stor altfiol.

IMGP5971.JPG

Bilden visar den nya barnharpan i relation till min fullstora harpa. Klaviaturen är ca. 50 mm kortare än klaviaturen på den stora harpan. En fullvuxen hand bör då ha betydligt bättre räckvidd på den lilla harpan är på en harpa av full storlek.

Följande skede i byggprocessen blir nu att i små steg börja justera in harpan. Min uppfattning om instrument är att ett bra instrument är ett instrument där man har lyckats eliminera så många fel som möjligt.  Jag hoppas kunna dokumentera felsökningsprocessen med ljud och bild i ett antal kommande artiklar.

Vilka fel har jag noterat i detta skede

Mina finstämmare för Cello (3/4 – 4/4 storlek) är för små. Detta gör att rörelsen i finstämmaren blir mycket liten innan strängens ändkula rör i stränghållaren. Min tanke är att jag byter till större finstämmare (storlek 4/4 cello) då de levereras efter någon vecka. Alternativet är att korta av stränghållaren en aning. Byte av finstämmare uppfattar jag vara enklare och mera rationellt i detta skede då stränghållaren redan är ytbehandlad. Det var naturligtvis en miss från min sida att inte i tid upptäcka att 3/4-cello finstämmarna egentligen är för små. Jag kan leva med detta problem en kort tid.

A-strängen fungerar i princip rätt bra men tonen är inte så brilliant som jag skulle vilja ha den. Detta justeras i ett senare skede.

D-strängen (jag stämmer C-G-D-A räknat från basen inte CGCA vilket är traditionellt) marginellt användbar men den tänder dåligt. Justeringen av G-strängen kommer också att påverka D-strängen positivt. Orsaken till att jag stämmer CGDA är att fingersättningen då är lika som på fiol vilket gör det lättare att spela både nyckelharpa och fiol.

G-strängen tänder mycket dåligt. Mycket ”murrig” och ”sträv” i tonen.

Det första steget blir att justera ljudpinnens plats för att hitta möjligast god ton utan andra justeringar. Det här steget är viktigt eftersom man vet att ljudet kan förändras kraftigt till följd av väldigt små ljudpinneförflyttningar. Jag vill inte göra oåterkalleliga justeringar på instrumentet innan ljudpinnejustering har gjorts eftersom senare förflyttningar av ljudpinnen annars kan leda till behov av ytterligare helt onödigt slipande.

Jag kommer att börja med att försöka få G-strängen att fungera korrekt och senare justera D- och A-strängarna. Det är möjligt att A-strängen fixar sig själv då man får G- och D-strängarna att fungera.

Det första steget i justeringen av G-strängen blir (om det behövs … vilket är sannolikt) att kontrollera och efterjustera kanalen mellan halsen och basbjälkens övre ända. På en fiol blir tonen väldigt torr och sträv om motsvarande område är för tjockt/styvt. Den här barnharpans nyckellåda har konstruerats så att det finns plats att slipa den kritiska övre basbjälkekanalen. Utrymmet mellan lock och nyckellåda i min fullstora harpa är för litet för att tillåta efterjustering genom inre slipning. Bara den lilla harpan fås spelbar så kan jag plocka isär den stora harpan och modifiera den så att den effektivt kan efterjusteras.

Om erfarenheterna från fioler går att applicera så kan det också vara värt att tunna ut området strax ovanför bassidans f-hål. Dessa förändringar bör tydligt förbättra G-strängens respons.

Om D-strängen efter justeringen av G-strängen blir för svag (relativt sett) så brukar man kunna förstärka tonen genom att slipa området några centimeter ner från bassidans  f-hål.

Också stallet kan justeras men min erfarenhet är att inre graduering ger betydligt starkare effekt än stallsjustering. Om andan faller på justerar jag eventuellt också stallet då harpan i övrigt börjar vara OK.

Etiketter:
Publicerat i Instrumentbygge, Ljudpinnejustering, Musik, Musik, instrumentbygge, Teknik | Leave a Comment »

Fioljustering, kinesisk Guarnierikopia

29/03/2019

Då man justerar en fiol så att den skall bli spelbar är det viktigt att kontrollera ljudpinnens plats. Ljudpinnen har inte utan skäl kallats fiolens själ eftersom extremt små förflyttningar av ljudpinnen kan ge stora förändringar i instrumentets klang.

Jag deltog i Folklandiakryssningen 2018 till Tallin/Reval som representant för finlands fiolbyggare (Suomen viulunrakentajat r.y.). Själv demonstrerade jag inre justering av en kinesisk kopia på en Guarneri ”Cannon”.

Jag ropade in ”offret” på eBay för $111 + $56 för transport och jag fick ett i princip välbyggt instrument men med extremt nasal klang. Den enda modifikation jag gjorde före resan var att jag bytte de kinesiska metallsträngarna till billiga syntetsträngar av typen Pirastro  Tonica. Pirastrosträngarna är inga stora  höjdare men de fungerar och de är billiga vilket är viktig om man justerar många instrument och kör med principen att strängarna på okända instrument byts innan man börjar justera. Tanken är att jag vill höra instrumentets fel och inte strängarnas.

IMGP0483 Fig. 1  Kinesisk violin inköpt för demonstration av inre slipning av en spelbar fiol. Notera hur man har fått fiolen att se gammal ut genom att ge sig på den med t.ex. cykelkätting varefter man gnider in dem med smuts. Det ser rätt övertygande ut men man borde antagligen ha gett sig på f-hålen också 😉 . Personligen tycker jag att ett nytt instrument direkt från ugnen nog kan få se nytt ut … tids nog kommer skadorna.

Steg #1

Mätning av instrumentets respons helt generellt. Jag brukar spela en havtonsskala från G-strängen uppåt till ungefär H på E-strängen och därefter köra bl.a. ett spektrum samt eventuellt en mätning av Dünnvaldparametrarna. Mätning visade att basresponsen var mycket dålig vilket man kunde höra direkt så att G och D-strängarna lät ”sträva och torra”. Strävheten och torrheten är en följd av att G-strängens grundtoner nästan inte existerar. Örat hör alltså övertonerna men inte den grundton jag tror mig höra eftersom den inte existerar och min hjärna genererar själv, inne i huvudet, den grundton som borde finnas för att övertonsserien skall bli rätt. Korrektionen är aldrig fullständig resultatet är att vi uppfattar tonen som torr.

Jag brukar alltid starta med att justera basen, så även i detta fall. Basen är svag för att locket  är alltför tjockt på kritiska punkter. Den mest kritiska punkten är kanalen mellan halsklossen och ändan av basbjälken. Kanalen lämnas oftast alltför tjock i billiga fioler och resultatet blir en tunn sträv och torr bas. Situationen brukar gå att åtgärda med några tiotal slipdrag, man bör vara försiktig med slipande här för att inte göra basen alltför mörk. På den här fiolen blev jag tvungen att slipa baskanalen många hundra drag vilket betyder att tjockleken minskade med några hundradels millimeter och det betyder samtidigt att det slipade området var extremt tjockt vilket förklarar varför tonen var torr och sträv.

Följande skede är att kontrollera att bottenplattan klingar. Vi kan akustiskt lyssna oss till  var justeringar behöver göras. Då bottenplattan klingar som den skall är knacktonen relativt jämn över hela bottenplattan. Bottenplattan skall klinga som ett välstämt trumskinn.  I föreliggande fall var knacktonen betydligt högre mitt på bottenplattan än vid ändarna BH och LB. Notera att det ofta är lättare att höra om ett område är högt eller lågt genom att stegvis knacka sig från ett område till ett annat. Det är lättare att höra en förändring i en knackton än tonens absoluta tonhöjd. Orsaken till detta är att en knackton i huvudsak är brus …

baksida.JPG

Slipning uppe tvärs över bottenplattan BH strax nedanom halsklossen höjde knacktonen (i princip samma fel som i locket), i detta fall kan inte plattan svänga korrekt i längdled.  Det gäller att justera i små steg och provspela mellan justeringarna. Om man slipar för mycket på detta område kommer man så småningom att skapa en vargton vid Bb … B något man vill undvika. Samma justering, det krävdes mycket slipande, gjordes tvärs över plattan vid bottenklossen. Små finjusteringar gjordes vid kanterna men det gäller att vara försiktig eftersom justeringarna som behövs normalt är små. Det går inte att backa om man slipar för mycket.

Då bottenplattan klingar går vi tillbaka till locket. Fiolen provspelas och jag lyssnar noggrannt på klangen i strängarna (G,D,A och E) och också på den relativa ljudstyrkan i de olika strängarna. Om t.ex. D-strängen är svagare och ”tråkigare” än de övriga strängarna kan detta korrigeras genom att slipa området för maximal svängning i locket då D-strängen spelas. Detta område ligger strax nedanför bassidans f-hål.

IMGP0483_GDAE_omr

Strängarnas områden för maximal vibration. D-området klingade klart lägre än de övriga områdena. Slipning av D-området förstärkte D-strängen och höjde D-områdets knackton. Motsvarande justeringar gjordes därefter stegvis på de övriga områdena. Målet var att få tonen jämn på alla strängar och dessutom hitta en trevlig klang med lämplig karaktär.

Om klangen blir för ”snäll/rund/menlös” främst på G- och D-strängarna så kan detta åtgärdas genom försiktig slipning av en triangel med basen upp mot A-området. Triangelns spets ligger vid kanalen mellan basbjälkens nedre ända och den nedre ändklossen d.v.s. området motsvarar området uppe mellan halskloss och basbjälke. Alltför mycket slipande här gör klangen frän och rå, spela och lyssna!

Att lägga till brillians och övertoner

Då locket och bottenplattan fungerar som de skall och tonen i övrigt är jämn över alla strängar så gäller det att få instrumentets diskant att fungera korrekt. Diskanten genereras i huvudsak via små svängande områden kring båda f-hålen.

Om jag vill justera klangen i G-strängen så att den får mera luft, brillians och karaktär men behåller sin mustighet så gör jag detta genom att koppla G-strängens maximat svängande område till f-hålets kant. Då man betraktar situationen ser man att det går obrutna träfibrer från G-området mot f-hålets ytterkant.  Kontakten till f-hålets inre kant är blockerad av f-hålets övre böj. Jag knackar från det maximalt svängande området i små steg ner mot f-hålets yttre ”vinge”. För maximal energiöverföring vill jag mekaniskt impedansanpassa hela passagen från g-området ut till vingen. Om något område på vägen mot vingen ger en låg knackton i förhållande till andra delar av vägen G-område … vinge så slipar jag extremt försiktigt det låga området.

Eftersom den svängande vingen är väldigt liten så reagerar den mycket kraftigt då vi ”stämmer den” jämför med stämning av tungan i ett dragspel där en försiktig skrapning är direkt hörbar. Utgångspunkten är max tio slipdrag varefter man lyssnar innan man eventuellt går vidare.

Justering av D-strängen görs på motsvarande sätt så att man kopplar D-området till den inre kanten av f-hålet. Systemet är detsamma här knacka stegvis från D-området upp mot den inre vingen. Slipa mycket lätt de områden på vägen som har alltför låg knackton.

A- och E-strängarnas f-hålsvingar justeras på motsvarande sätt. Effekten är tydligt hörbar då vingarna börjar fungera korrekt.

Vad gör jag om f-hålsvingen (någon av vingarna) klingar alltför högt (för hög knackton)? Lösningen är då att höja knacktonen stegvis i motsvarande maximat svängande område t.ex. A-området så att detta område stiger till samma ton som vingens knackton. Höjer jag t.ex. A-området så kommer detta att återverka på G-, D-, E-områdena som också måste justeras på nytt. Resultatet är mycket svett och arbete … detta är orsaken till att jag inte rör f-hålens vingar innan jag i övrigt är nöjd med fiolens klang.

IMGP0483_f_trim.JPG

Bilden visar hur man kan knacka längs vägen från G-området mot den yttre vingen och på motsvarande sätt från D-området till den inre vingen för att höra ojämnheter i knacktonen. Det är lättare att uppfatta förändringar i knackton än absolut pitch.

Simo Vuoristo som testar fiolen nedan konstaterar att fiolen har fått betydligt mera klarhet/brillians jämfört med föregående testspelning. Skillnaden ligger i stämningen av f-hålen och sannolikt en vattenglasbehandling av G- och D-områdena i locket på insidan. Vattenglasbehandlingen gjordes med hjälp av en tygbit limmad på en supermagnet. På tygbiten appliceras en droppe utspädd vattenglas (50% utspädning). Den yttre arbetsmagneten vänds så att tyget inte ligger mot lockets insida. Jag kan då föra vattenglas till önskad plats med hjälp av den yttre magneten varefter jag svänger den yttre magneten upp och ned vilket svänger den inre magneten mot träytan varefter jag kan stryka vattenglas på det önskade området.

Nedan ges ett eget exempel på samma fiol. Fiolen är i mitt exempel inte speciellt långt trimmad jämfört med Simo Vuoristos exempel. Man hör nog också att Simo Vuoristo är proffs och jag ren amatör 😉 .

Sången/visan är skriven av min morfar Ole Eklund och tonsatt av Lasse Mårtensson. Jag spelade in melodin som separata track d.v.s. alla stämmor är mina egna.

Etiketter:
Publicerat i Fioltrimning, Mätning, Musik, Musik, instrumentbygge | 3 Comments »

« Äldre poster
Pointman's

A lagrange point in life

THE HOCKEY SCHTICK

Lars Silén: Reflex och Spegling

NoTricksZone

Lars Silén: Reflex och Spegling

Big Picture News, Informed Analysis

Canadian journalist Donna Laframboise. Former National Post & Toronto Star columnist, past vice president of the Canadian Civil Liberties Association.

JoNova

Lars Silén: Reflex och Spegling

Climate Audit

by Steve McIntyre

Musings from the Chiefio

Techno bits and mind pleasers

Bishop Hill

Lars Silén: Reflex och Spegling

Watts Up With That?

The world's most viewed site on global warming and climate change

www.klimatupplysningen.se

fiolverkstaden

TED Blog

The TED Blog shares news about TED Talks and TED Conferences.

Larsil2009's Blog

Lars Silén: Reflex och Spegling

%d bloggare gillar detta: