 |
GITARA ELEKTRYCZNA PORADY PRAKTYCZNE |
Zapraszam do posłuchania moich kompozycji
 |
| WAH-WAH z układem optycznym (bez potencjometru) w przykładowym wykonaniu |
WAH-WAH (kaczka) to jeden z najbardziej charakterystycznych i „zasłużonych” dla rozwoju muzyki gitarowej efekt, w którym gitara "gada ludzkim głosem”. Efekt ten jest do dziś chętnie używany w muzyce rockowej i innej, szczególnie w połączeniu z przesterami, zasadniczo zwiększając i ubogacając możliwości brzmieniowe i artykulacyjne gry gitarowej.
W ciągu dziesięcioleci powstało wiele konstrukcji tego efektu. Próbę czasu dobrze przetrwały układy typu „CryBaby” stanowiące regulowany filtr pasmowo-przepustowy zbudowany w oparciu o cewkę indukcyjną. Opracowane wtedy rozwiązania elektroniczne ukształtowały wzorzec brzmieniowy efektu do dziś stanowiący standard i esencję jego brzmienia.
Z reguły właśnie pierwsze brzmienia i sprawdzone rozwiązania z czasem stają się ponadczasowymi standardami.
W standardowym wykonaniu elementem sterującym WAH-WAH jest pedał nożny sprzężony z potencjometrem, który przestraja filtr elektroniczny. Najsłabszym elementem tego ogniwa jest oczywiście coś, co się rusza, trze i zużywa, czyli potencjometr. Po określonym czasie pojawiają się trzaski spowodowane wytarciem ścieżki oporowej potencjometru. Jedynym sposobem jest dość kosztowna wymiana potencjometru i regulacja mechaniki efektu.
Takiej wady nie mają kaczki, w których zamiast potencjometru zastosowano układ optyczny.
| Układ optyczny gwarantuje nielimitowaną żywotność i niezmienną w czasie jakość (bez trzasków) działania efektu WAH-WAH oraz pedału głośności. |
| ZALETY STEROWANIA OPTYCZNEGO |
| Po pierwsze, drugie i trzecie - trwałość, niezawodność, „beztrzeszcząca” czystość dźwięku na zawsze… |
| Po czwarte - stabilność barw brzmienia w funkcji kąta wychylenia pedału (układy mechaniczne z potencjometrem, ze względu na konstrukcję mechaniczną (koło zębate, zębatka, przykręcony potencjometr) mogą w wyniku działania sił i zużywania się elementów zmieniać charakterystykę pracy pedału. W przypadku układu optycznego na układ nie działają żadne siły (swobodny ruch przesłony pomiędzy elementami światłoczułymi), nie ma więc możliwości zmian ustawień i charakterystyk brzmieniowych) |
| Po piąte - łatwa możliwość rozszerzenia funkcjonalności i (po dobudowie odpowiedniego generatora) uzyskania efektu auto-wah i tremolo |
| Po szóste - trwałość, niezawodność… (aha już było) |
Poniżej przedstawiam sposób całkowitego pozbycia się „trzeszczącego” problemu - wykonania (przeróbki) efektu WAH-WAH z optycznym układem sterowania. Schemat oparty jest na klasycznym układzie typu CryBaby z paroma modyfikacjami:
| - | dodano potencjometr PQ umożliwiający płynną regulację głębokości efektu, |
| - | dodano kondensatory C4-C6 oraz włączniki S1-S3 dające 6 możliwości skokowej zmiany zakresu pracy filtra (patrz tabela niżej), przez co można zmieniać barwę "kwakania" (częstotliwości): ciemniejsza - jaśniejsza, |
| - | na wyjściu dodano wtórnik emiterowy na tranzystorze T3. |
Opis części elektronicznej
 |
| Schemat ideowy układu WAH-WAH OPTICAL. Obok schemat sterowania optycznego pedału głośności. |
| WYKAZ ELEMENTÓW | ||
|
REZYSTORY R1 - 68k R2 - 1k5 R3 - 22k R4 - 470 ohm R5 - 470 k R6 - 82k R7 - 68k R8 - 10k R9 - 470k R10 - 100k R11 - 100k R12 - 100k R13 - 10k R14 - 6k8 ------------ Rv1 - 22k Rv2 - 6k8 |
KONDENSATORY C1 - 10nF C2 - 10pF (ceramic) C3 - 4u7/min.10V (elektrolit) C4 - 3n3 (styroflex) C5 - 10n (styroflex) C6 - 22n (styroflex) C7 - 220nF C8 - 220nF C9 - 220nF C10 - 220nF C11 - 220uF/min 16V (elektrolit) C12 - 100nF --------------- Cv1 - 220nF |
PÓŁPRZEWODNIKI T1, T2, T3 - tranzystory niskoszumne (BC413C lub podobne) LED1, LED2 - diody LED 5 mm białe o dużej jasności i małym prądzie FR1, FR2 - fotorezystor RPP130 (lub inny o małej "rezystancji jasnej") POTENCJOMETRY PQ - 1k / liniowy |
ELEMENTY OPTYCZNEGO STEROWANIA
| WAH-WAH | PEDAŁ GŁOŚNOŚCI |
| LED1 - dioda LED | LED2 - dioda LED |
| FR1 - fotorezystor | FR2 - fotorezystor |
| R14 - rezystor dla układu z cewką * | Rv2 - rezystor |
| Przesłona zintegrowana z pedałem | Przesłona zintegrowana z pedałem |
| UWAGA: * Dla kaczki zbudowanej w oparciu o układ
podwójne T (np. Colorsound, Bespeco Weeper) rezystor R14 jest
zbędny.
Płytka drukowana z laminatu szklano-epoksydowego jednostronnie miedziowanego grubości 1,0-1,5 mm. Otwory na elementy przewlekane mają średnicę 0,9-1,0 mm. Na płytce wykonano dwa otwory o średnicy 3 mm: jeden do mocowania cewki, drugi do mocowania płytki drukowanej (jego lokalizacja pasowała mi do konkretnej zabudowy). |
Wymiary płytki drukowanej: 55 x 45 mm |
 |
| Płytka drukowana - widok od strony druku | Schemat montażowy - widok od strony elementów |
OPIS WYBRANYCH ELEMENTÓW
Tranzystory: niskoszumowe (szczególnie T1 i T2), o dużym współczynniku wzmocnienia prądowego (>400). Zalecane tranzystory: BC413C
Rezystory: niskoszumne (metalizowane), moc tracona: 0,1-0,25W
Diody LED1, LED2: średnica 5mm, kolor biały, diody o dużym strumieniu świetlnym i małym poborze prądu. Diody zamontowano w metalowych oprawkach tak, by ich czoła nie wystawały poza czoło oprawek więcej niż 1mm (chodzi o minimalizację ilości światła rozproszonego w układzie)
Fotorezystory FR1, FR2: powinny mieć jak najmniejszą „rezystancję jasną” rzędu kilkudziesięciu-kilkuset Omów (najlepiej dokonać selekcji miernikiem i wybrać fotorezystory o najmniejszej wartości rezystancji). W układzie zastosowano fotorezystory typu RPP130 o małej „rezystancji jasnej"
Potencjometr PQ: służy do płynnego ustawiania głębokości efektu "kwakania" (dobroć Q filtra)
Przełączniki S1, S2, S3: monostabilne, służą do wyboru zakresu częstotliwości "kwakania" w niższym lub wyższym paśmie (ciemniejsze lub jaśniejsze "kwakanie")
Kondensatory C4, C5, C6: kondensatory typu styroflex (lub podobne), stabilne temperaturowo, o tolerancji wartości rzędu 5%. Kondensatory te (wraz z cewką L) określają górną częstotliwość „kwakania”. Przybliżone górne częstotliwości przy załączeniu przełączników (S1-S3) dla wartości kondensatorów C4=3n3, C5=10n, C6=22n podano w tabeli poniżej.
| KOMBINACJA | ZAŁĄCZONE PRZEŁĄCZNIKI | GÓRNA CZĘSTOTLIWOŚĆ |
| 1 | S1 | 3,4 kHz |
| 2 | S2 | 1,9 kHz |
| 3 | S1 + S2 | 1,7 kHz |
| 4 | S3 | 1,3 kHz |
| 5 | S2 + S3 | 1,1 kHz |
| 6 | S1 + S2 + S3 | 1,0 kHz |
CEWKA L
Kluczowym elementem układu jest cewka L. Od niej zależy częstotliwość pracy efektu oraz właściwa głębokość „kwakania”. Zastosowano cewkę o indukcyjności 660mH. Cewkę można kupić (drogo) lub wykonać samemu (tanio).
OPIS WYKONANIA CEWKI
Cewkę nawinięto na karkasie zespołu ferrytowego rdzenia kubkowego P14/8 o stałej indukcyjnej AL1600.
Cewka zawiera 640 zw. DNE 0,1mm.
W przypadku rdzenia o innej stałej indukcyjnej AL potrzebną ilość zwojów można obliczyć według wzoru:
 gdzie: |
n - obliczana ilość zwojów L - żądana indukcyjność cewki (dla naszych potrzeb przyjęto 660mH) AL - stała indukcyjna rdzenia kubkowego (nadrukowana na rdzeniu w [nH]) |
UWAGI DO WYKONANIA CEWKI:
| 1. |
By uzyskać właściwą indukcyjność cewki kluczową sprawą jest
prawidłowe złożenie rdzeni ferrytowych wokół cewki nawiniętej na
karkasie - rdzenie powinny być dociśnięte do siebie (najlepiej z
wykorzystaniem sprężyny tarczowej). W przypadku błędów montażu
indukcyjność cewki może bardzo odbiegać od oczekiwanej. Zdecydowanie zalecam sprawdzić indukcyjność cewki miernikiem indukcyjności. |
| 2. | Ferryt jest przewodnikiem prądu, dlatego należy zwrócić uwagę, by nie było zwarcia uzwojenia cewki z rdzeniem kubkowym. |
| 3. | W przypadku zastosowania pedału wykonanego z plastiku (obudowa w której umieszczona jest elektronika nie jest wykonana z metalu) zalecam zaekranować elektronikę efektu, a w szczególności cewką L. Ekranowanie cewki wykonać blachą stalową cynowaną. Ekran cewki przylutować do masy elektroniki na płytce drukowanej. |
|
|
|
Opis części mechanicznej
Układ elektroniczny części optycznej jest bardzo prosty natomiast prawidłowe działanie efektu zależy od staranności zaprojektowania i wykonania mechaniki układu optycznego sterowania. Należy wziąć pod uwagę m.in.:
| - | zakres ruchu pedała – od całkowitego zasłonięcia do odsłonięcia fotorezystora |
| - | liniowość pracy efektu – by dźwięk zmieniał się liniowo w określonym zakresie ruchu pedała, co nie jest sprawą prostą zważywszy na fakt nieliniowej czułości, i co za tym idzie, nieliniowej zmiany wartości rezystancji fotorezystorów |
| - | dopasowanie się z montażem optoelektroniki do istniejącej konstrukcji WAH-WAH itp. |
RAMKA
Elementy układu optycznego zamontowano do prostokątnej ramki o wymiarach wewnętrznych 29x22mm wykonanej z prostokątów wyciętych z laminatu szklano-epoksydowego grubości 0,6mm i polutowanych na brzegach. Ramkę można również wykonać z blaszki stalowej pocynowanej lub mosiężnej grubości 0,3-0,5mm.
Na przeciwległych ściankach ramki wykonano odpowiednio otwory do zamontowania parami elementów optycznych: fotorezystorów i diod LED – jedna para LED-fotorezystor pracuje „na potrzeby” kaczki, druga – pedału głośności.
Osie par współpracujących ze sobą elementów optycznych LED-fotorezystor są przesunięte w pionie o 4mm – takie przesunięcie umożliwia uzyskanie najmniejszej wysokości konstrukcji zespołu optycznego przy założonym skoku roboczym przesłony.
Ramka do obudowy WAH-WAH przymocowana jest z wykorzystaniem cienkiego kątownika z duralu za pomocą śrub. Dobrze przewidzieć wykonanie otworów fasolowych pod śruby – daje to możliwość precyzyjnego ustawienia ramki z fotoelementami względem przesłony.
Po wykonaniu ramki (w tym wszystkich otworów) należy ją pomalować na kolor czarny matowy.
LED-Y (diody elektrolominescencyjne będące źródłem światła)
Przed montażem w ramce należy zabudować LED w oprawkach. Ja wykorzystałem ogólnie dostępne oprawki metalowe do LED średnicy 5mm montując je tak, że powierzchnia diod czołowa wystaje nie więcej niż 1mm poza oprawkę (chodzi o skierowanie światła w jedną stronę). Przy montażu oprawek z diodami w ramce należy zwrócić uwagę na odpowiednią odległość czoła diod od fotorezystorów, która podana jest na rysunku "Współpraca elementów optyki".
FOTOREZYSTORY
Fotorezystory zamontowałem do specjalnie wykonanej płytki drukowanej (przylutowane do płytki) i całość przykleiłem do zewnętrznej ścianki ramki (jak na rysunku i zdjęciu).
PRZESŁONA
Przesłona jest kluczowym elementem sterowania układu kaczki. Steruje (przez sprzężenie z pedałem nożnym) zmianą strumienia światła padającego fotorezystor i tym samym wartością jego rezystancji. Przesłona została zaprojektowana jako "podwójna" - steruje zarówno układem kaczki, jak i pedałem głośności.
Przesłonę można wykonać z blachy stalowej cynowanej (blacha „angielska”) lub mosiężnej grubości 0,3-0,5mm. Ze względu na małe i precyzyjne kształty proponuję wycinać ją dobrymi nożyczkami (a szczególności szczelinę), a następnie krawędzie wypłaszczyć na równej, stalowej powierzchni młotkiem i ewentualnie wyrównać drobnym papierem ściernym.
Następnie przesłonę należy odpowiednio pozaginać pod katem prostym w miejscach pokazanych na rysunkach. Zagięcia na wysokości szczelin służą do przysłonięcia ewentualnych bocznych refleksów światła padającego na fotorezystory.
Mocowanie przesłony do zębatki kaczki należy rozwiązać indywidualnie - w prezentowanym wykonaniu mocowanie zostało dopasowane do posiadanej mechaniki kaczki. Do przykręcenia przesłony do zębatki służy otwór f3.
Pod szczeliną obsługującą pedał głośności należy dodatkowo przylutować element "7x7" (oznaczenie według rysunku) wykonany z tego samego materiały co przesłona. Element ten nie dopuszcza do oświetlenia fotorezystora przy głębszym wciśnięciu pedału, co ma miejsce przy przełączaniu efektu w inny tryb pracy (przełączenie footswitch-a).
Po wykonaniu przesłony należy ją pomalować na kolor czarny matowy.
ROZPRASZACZ ŚWIATŁA
Rozpraszacz światła istotnie poprawia liniowość pracy układy sterowania z uwagi na fakt, że fotorezystory charakteryzują się bardzo nieliniową charakterystyką "strumień światła - rezystancja": już przy małym strumieniu światła fotorezystor mocno zmienia rezystancję z megaomów na setki, następnie dziesiątki kilooma, przy dalszym zwiększaniu oświetlenia rezystancja spada coraz bardziej powoli do uzyskania "rezystancji jasnej" (przy pełnym oświetleniu fotorezystora).
Rozpraszacz światła można wykonać z białego plastiku (np. z białej kostki gitarowej grubości ok. 0,9mm.). Wycięty, wyczyszczony z ewentualnego nadruku i wypolerowany obustronnie kawałek plastiku należy przykleić do PRZESŁONY od strony źródła światła (diod LED) zakrywając szczeliny - patrz rysunek.
 |
 |
| PRZESŁONA w przykładowym wykonaniu | Współpraca elementów optyki |
Montaż układu do obudowy WAH-WAH
Zakres wykonania i montażu zależy od tego, czy chcemy „tylko” przerobić swoją kaczkę z potencjometrem na układ optyczny, czy też również wymienić całą elektronikę.
W pierwszym przypadku należy wylutować przewody od potencjometru (do tych końcówek przylutujemy naszą optykę) i zdemontować potencjometr. Potrzebne elementy podano w tabeli w OPISIE CZĘSCI EEKTRONICZNEJ.
Należy przymierzyć miejsce mocowania RAMKI z optoelementami oraz PRZESŁONY i w odpowiednich miejscach wykonać otwory do mocowania ramki w obudowie kaczki i przesłony w zębatce. Mocowanie przesłony do zębatki należy wykonać tak, by przy położeniu pedału kaczki w pozycji min. (pedał całkowicie podniesiony) przesłona całkowicie przesłaniała fotorezystor FR1. Ruch pedałem kaczki powinien stopniowo odsłaniać LED i zwiększać strumień światła podawany na fotorezystor FR1.
Działanie przesłony dla pedału głośności jest odwrotne w stosunku do WAH-WAH.
W przypadku wymiany całej elektroniki układu kaczki należy dodatkowo zamocować nową płytkę drukowaną.
 |
|
| Przykładowy sposób zabudowy układu optycznego |
| Stosując przedstawione rozwiązania można również wyeliminować potencjometr kaczek zbudowanych w oparciu o aktywny filtr typu podwójne T (bez cewek) zastępując go opisanym tu układem optycznym. |
Kaczka ma przyszłość. Miłego kwakania…
| Przedstawiony
układ można wykorzystać wyłącznie do wykonania urządzeń dla
celów własnych. W przypadku wykorzystania układu w ramach działalności zarobkowej należy skontaktować się z autorem. Przywołanie układu w publikacjach może nastąpić pod warunkiem podania autora i źródła. Wszelkie nieuprawnione wykorzystanie będzie traktowane jako naruszenie własności. |
