Зробити звукознімач для акустичної гітари. Матеріали для магнітів

Пролог

Історія починається з моєї гітари INVASION ST300, а точніше, коли я порівняв її звучання з більш серйозним інструментом. Говорять до хорошого швидко звикаєш, напевно тому мені стало нестерпно грати на колишньому інструменті. Після тижня тужливого зневіри я затіяв переворот, а точніше "перенамот" :D

Виготовлення саморобного звукознімача

Знявши і розібравши звукознімач, я побачив наступну конструкцію: котушка на пластмасовому корпусі залита парафіном, 6 металевих сердечників і феритовий магніт.

Мене дещо здивувало, що металеві осердя виявилися роздільними (до цього я думав, що це цілісна частина). Розбирати стару котушку далі я не став, щоб на випадок невдачі зробити "backup". Тому корпус довелося робити самому. Для цього я випилив 8 пластин з пластмаси (товщиною ~2мм), 6 з яких утворили сердечник котушки, а решта 2 обмежувальні кришки. Всі ці пластини були доведені необхідних розміріві склеєні разом. Проблема тут з'являється з отворами під сердечники, їх необхідно просвердлити в потрібному місці і точно по осі. Щоб не занапастити заготовку я розсвердлював отвори меншого діаметра, а далі доводив круглим надфілем, і перевіряв діаметр вставляючи сердечник.

У центральній частині є отвір для установки на вісь для намотування, не руками ж мотати =) Ну ось тут найвідповідальніша частина роботи. Для того щоб полегшити собі життя я мотав відразу в 6 ниток (що в результаті вплинуло на результат, проте про це пізніше). Умістилося по 450 витків, і 2700 витків (діаметр дроту 0,08мм). Опір датчика вийшло близько 1,5кОм, що у кілька разів менше від звичайного (але про це теж потім). При прямих руках і хорошому поводженні з дротом ця процедура займає лише кілька годин. Після намотування потрібно з'єднати всі обмотки послідовно в одну (тут найважливіше, з'єднати їх у правильному напрямку). Місця спайки потрібно ізолювати один від одного.

Так як кількість витків невелика, а отже і сигнал з котушки буде не таким сильним, не зайве заекранувати котушку від наведень. За розміром котушки я вирізав мідну смугу, яка одягається поверх ізольованої обмотки. Кінці смуги заклеєні скотчем, щоб уникнути замикання екранного витка, інакше це призведе до втрати потужності на цьому витку та поганому сигналуна виході. Також усі металеві сердечники з'єднуються тонким дротомта під'єднуються до екрану

Екранування обмотується ізоляційною стрічкоюабо лейкопластирем. Сердечники вставляють у котушку, магніт приклеюється на місце.

Датчик можна встановлювати на місце та підключати. Торкаючись теми екранування гітари відзначу, що скрізь рекомендується з'єднувати землю зіркою, на сигнальні провідники одягати екранний захист, а негативні висновки з датчиків під'єднувати до землі в найдальшій (ланцюзі) точці, наприклад на вихідному гнізді, або якщо придбати мікрофонний двопровідний шнур і стере -Роз'єм з гніздом (як це зроблено в мене), то на іншому кінці шнура. У такій схемі компенсуються шуми, наведені на шнурі. Так само до плюсу цієї схеми є можливість використовувати і звичайний однопровідний шнур, тоді сигнальна земля замикається на виході гітари через джек.

Тут кольором зазначено: червоним – сигнальні дроти та елементи, синім – сигнальна земля, чорним – земля та екрани.

Встановлюємо датчик на місце та пробуємо звук!

Погравши на датчику я відзначив появу "голосу" у гітари. Звук став більш виразним та співучим. На перевантаженні стало виразно чути удари медіатора об струни і, що найважливіше, з'явилися флажолетні пригуки між нотами. Штучні флажолети витягуються легко і невимушено. Купа нових відчуттів =) Однак через невисоку вихідну напругу співвідношення сигнал/шум стало гіршим.

Вимірювання частотних характеристик звукознімача

За основу методики вимірювання було взято схему зі статті GUITAR STUDIO: Секрети звукознімачів. У ній пропонується використовувати зовнішню котушку з малим опором, ємністю та індуктивністю. Частотна характеристикаякої буде свідомо ширше, а отже, рівномірною в області вимірювання АЧХ вимірюваного датчика. Однак я вважав, що краще використовувати велику силову котушку з великим опором для створення зовнішнього магнітного поля, щоб збільшити точність вимірювання та зменшити необхідні для вимірювання струми. Однак, у такому разі необхідно враховувати АЧХ силової котушки.

Теоретична частина

Отже, електрична схемадля вимірювання АЧХ звукознімача:

Генератор змінної напруги G подає напругу на силову котушку, яка наводить ЕРС у вимірюваному звукознімач. Вимірюючи відношення напруги на котушці, що вимірюється, до напруги на силовій котушці ми отримуємо передавальний коефіцієнт схеми, який дорівнює добутку передавальних коефіцієнтів двох котушок. Змінюючи частоту генератора та записуючи показання напруги можна побудувати АЧХ схеми:

U out (f) / U in (f) = A o (f) = A coil (f) * A x (f)

А для вимірювання передавальної характеристики силової котушки потрібно використовувати еталонну низькоомну котушку з низькою індуктивністю і ємністю, характеристика якої не змінюється в області частот, що вимірюється. У цьому випадку силова котушка залишається на місці, а замість звукознімача, що вимірюється, ставиться еталонна котушка. Вимірявши АЧХ силової котушки A coil (f) можна обчислити АЧХ звукознімача, що вимірюється A x (f) з точністю до множника. (У разі ідентичних за розмірами датчиків та однакового розташування силової котушки цей коефіцієнт збігатиметься, і можна порівнювати ці датчики за рівнем вихідного сигналу).

Зазвичай АЧХ вимірюють у децибелах, а не в "разах", тому переведемо отримані передатні характеристики за формулою:

АЧХ o (f) = 20 * log [U out (f) / U in (f)] = АЧХ coil (f) + АЧХ x (f)

І для того, щоб отримати чисту характеристику вимірюваного датчика АЧХ x (f), залишиться лише відняти з виміряної АЧХ o (f) характеристику силової котушки АЧХ coil (f).

Практична частина

Генератор, який я використовував ще мій батько:) Він генерує синусоїдальний сигнал заданої частоти (вибирається перемикачем) з амплітудою до 10В і має обмеження по струму максимум в 10мА. Як вимірювальний вольтметр я використовував мультиметр із серії M-890, у нього є чудова можливість вимірювання змінної напруги починаючи з 10мВ. Для з'єднання всіх приладів та котушок я вирізав із текстоліту пластину із трьома контактами (див. на фото). Архіважна річ, без неї вся конструкція буде кволою і розвалюватиметься, а силова котушка так і норовить зміститися або впасти, що неприпустимо в процесі вимірювання!

Як еталонна низькоомна котушка для зміни АЧХ силової котушки я намотав близько 1000 витків емальованого дротудіаметром 0.08мм на феритову заготівлю, яку дістав колись зі зламаного імпортного телевізора.

Можна провести вимір не знімаючи струн та звукознімач!

Результати

Спочатку виміряємо АЧХ силової котушки за допомогою еталонної та АЧХ повної схеми"силова котушка + датчик":

Різниця в АЧХ дасть нам чисту датчика АЧХ (#3) з точністю до адитивної постійної:

Результуюча крива досить точно повторює теоретичну криву, що підтверджує правильність вимірювання та методики. Слабке відхилення лінії зліва від резонансу говорить про хорошу точність отриманих даних.

Таким чином я зняв характеристики всіх трьох синглових датчиків:

#1 - певний (у грифа), #2 - середній, #3 - бриджевий (у машинки). Як видно, резонансна частота всіх датчиків знаходиться в районі 6-8кГц. Спроба китайського брата зробити широкосмугові датчики?

А тепер виміряємо АЧХ саморобного датчикав порівнянні з АЧХ бриджевого звукознімача (#3), саме за його розмірами я робив свій.

Резонансна частота знаходиться на 3кГц, що якраз знаходиться в зоні максимального слухового сприйняття і надає дзвінкість "голосу" датчика. Добротність резонансу приблизно 2,5. Однак вихідна напруга у 2,5 рази менша.

Обговорення результатів

Тепер я хотів би трохи обговорити те, що в мене вийшло, і що не вийшло. Я навмисно замислювався зробити опір датчика низьким. При зменшенні кількості витків індуктивність та ємність зменшуються, і це зазвичай призводить до усунення резонансної частоти вправо. Однак у моєму випадку я намотував дріт 6 обмоток, і в результаті до міжвиткової ємності додалася ємність між обмотками, що призвело до зсуву резонансної частоти вліво. Я довго обмірковував параметри намотування, а в процесі сумарну кількість витків довелося зменшити з 3000 до 2700 через те, що більше просто не влізло:) але все склалося досить вдало.

Низький опір датчика дозволив зробити достатню висоту резонансу, проте низька вихідна напруга не дає хорошої вихідної напруги і відношення сигнал/шум, навіть з екрануванням датчика. Тому в майбутньому я планую активізувати датчик і посилити напругу виходу до прийнятного рівня. Та й готовий датчик потрібно буде залити парафіном. І ще планую записати зразки звуку.

Зараз набагато легше придбати хорошу гітару, аніж скажімо років 40 тому. Але все ж таки, можливо через фінансову сторону питання, я думаю, є ще ентузіасти-самороби, які роблять гітари своїми руками. Ось їм те, що починає, і адресована моя замітка самодіяльного музиканта. Перші наші спроби електрифікувати звичайну акустичну гітару було зроблено з товаришем, Сергієм Омельченком, ще 1966 року.

Самим простим рішеннямвиявилося прикріпити головку з п'єзоелектричним перетворювачем, від програвача грамплатівок, до корпусу гітари. Надалі вийняли сам п'єзоелемент і зробили для нього спеціальний тримач, поєднаний із розеткою для приєднання екранованого кабелю підключення до підсилювача. Ця дерев'яна конструкціяприклеювалася до деки гітари поблизу струнодержателя. Для збільшення рівня сигналу на кінець пластини п'єзодатчика поміщали пластилінову кульку збільшує момент інерції перетворювача. Сигнал був достатній для підключення до будь-якого радіоприймача, який має високоомний вхід для програвача грамплатівок. Цей перший "звукоснімач" і зображений на Рис.0. Його недоліком була висока чутливість до акустичних шумів, шарудіння, свисту пальців по струнах і механічна неміцність самої п'єзоелектричної пластини. Зате вартість головки звукознімача в зборі була лише 1р.60 коп., а зробити тримач можна за півгодини простим інструментом.

Наступною саморобкою став «справжній» електромагнітний звукознімач із навушників льотних шоломофонів. Використовувалися навушники (телефонні капсулі) опором 2200 Ом, що нині практично не зустрічаються. Акуратно розколовши корпус, витягували магнітну систему телефонів у зборі із двома котушками на полюсних наконечниках магнітів. Ці полюсні наконечники дивовижно відповідали відстані між струнами гітари. Розколовши три навушники (на жаль іноді доводилося і більше) на латунній пластинці приклеювали магнітопроводи і з'єднували всі котушки послідовно. Замість клею, все ж таки краще б використовувати для закріплення магнітопроводів припаювання полюсних наконечників до латунної пластини, а зверху накрити екрануючим і одночасно захисним екраном. Але наша осмислена боротьба з електричними та магнітними перешкодами почалася дещо пізніше… Таких звукознімачів було виготовлено безліч, (тільки уявіть скільки шоломофонів було зіпсовано і оснащувалися ними вже не акустичні, а саморобні дощато-фанерні «електрогітари». Але звучання у цих звукознімачів .Через нерівномірність магнітного поля поблизу полюсних наконечників коливання струн перетворювалися на електричний сигнал нелінійно, «збагачуючи» звук гармоніками і викликаючи відчуття «сміттєвості» сигналу.

У наступному звукознімач (на Мал.2) цей недолік був уже усунений. На окремих, для кожної струни, магнітах розміщувалися котушки, що містять кожна по 4000 витків дроту ПЕЛ 0,08 мм діаметром, з'єднані послідовно. Вийшло об'єднання в одній конструкції 6-7 струнних звукознімачів, поміщених в одну загальну пластмасову коробку. Фарбування коробки зсередини сріблястою, для екранування звукознімача, показало повну неспроможність такого рішення. Звук був чистим, пропорційним коливанням струн, але недостатньо сильним. Вважаю, що звукознімач не вистачало магнітом'якою сталевої пластинизамість пластмасової основи, до того ж, безліч невеликих магнітів створювало несильне локальне поле для струн. Ну і суто умоглядно, уявіть, як важко «продирався» сигнал окремих струн через індуктивність інших 5-6 котушок!

Значно кращим вийшов звукознімач (Рис.3), що містить всього один, але потужний магніт, і одну велику котушку. Його магнітопровід-основа концентрувала потужне і рівномірне магнітне поле поблизу струн, також добре захищаючи котушку від пошкоджень. Накритий зверху латунним екраном звукознімач був нечутливим до електростатичних наведень і давав сильний, чистий звук. Єдиним значним його недоліком, проте властивим більшості електромагнітних звукознімачів, була його чутливість до зовнішнього змінного магнітного поля, що створюється різними трансформаторами та мережевими проводами.

Ну і найкращими характеристиками має звукознімач на Рис.4, який відрізняється від попередньої конструкції лише наявністю однакових здвоєних котушок. Абсолютно однакові, намотані одночасно і надіті на загальний магнітопровід, вони генерують однаковий сигнал під впливом зовнішнього магнітного поля. Але будучи включеними зустрічно, цей же сигнал, що заважає, вони взаємно знищують, забезпечуючи звукознімач нечутливість до зовнішніх магнітних перешкод. Це виявилося особливо важливим при застосуванні різних бустерів, підсилювачів-обмежувачів та fuzz-пристроїв.

Доповнивши гітару перемикачем полярності однієї з котушок (Рис.6), можна отримати звучання, що значно різниться, при синфазному і протифазному їх включенні. Придушення магнітних перешкод відбувається тільки при протифазному включенні котушок. Взагалі ж таке зустрічне включення котушок на загальній магнітній системі утворює цікаву просторово-частотну фільтрацію сигналу струн, що коливаються!

І, нарешті, загальні рекомендаціїдля саморобів звукознімачів:
- все металеві деталізвукознімачів повинні бути з'єднані між собою і заземлені, бажано паянням;
- абсолютно всі деталі звукознімачів повинні бути жорстко фіксовані, і не допускати "брязкоту" для виключень клацань, призвуків та мікрофонного ефекту;
- для сильного сигналу бажано робити котушки з максимально-можливим числом витків, заповнюючи обмоткою все доступний простірі використовуючи провод діаметром 0,06-0,08 мм або ще тонше;
- обов'язково використовуйте електростатичний екран котушок і з'єднувальних проводів, проте для боротьби з вихровими струмами і пов'язаними з ними втратами цей екран повинен мати вікна, що проникаються навпроти струн (Рис.5);

Звукознімач, маючи значну індуктивність і міжвиткову ємність, разом з ємністю сполучних екранованих шнурів і опором регуляторів і навантаження, має складну частотну залежність. Максимальне скорочення ємностей шнурів, за рахунок їх довжини, і збільшення опору навантаження позитивно позначається на якості сигналу гітари. Докладніше

Виготовлення саморобного звукознімача

Мене дещо здивувало, що металеві осердя виявилися роздільними (до цього я думав, що це цілісна частина). Розбирати стару котушку далі я не став, щоб у разі невдачі зробити "backup". Тому корпус довелося робити самому. Для цього я випилив 8 пластин з пластмаси (товщиною ~2мм), 6 з яких утворили сердечник котушки, а решта 2 обмежувальні кришки. Всі ці пластини були доведені, але необхідних розмірів і склеєні разом. Проблема тут з'являється з отворами під сердечники, їх необхідно просвердлити в потрібному місці і точно по осі. Щоб не занапастити заготовку я розсвердлював отвори меншого діаметра, а далі доводив круглим надфілем, і перевіряв діаметр вставляючи сердечник.

У центральній частині є отвір для установки на вісь для намотування, не руками мотати! Ну ось тут найвідповідальніша частина роботи. Для того щоб полегшити собі життя я мотав відразу в 6 ниток (що в результаті вплинуло на результат, проте про це пізніше). Умістилося по 450 витків, і 2700 витків (діаметр дроту 0,08мм). Опір датчика вийшло близько 1,5кОм, що у кілька разів менше від звичайного (але про це теж потім). При прямих руках і хорошому поводженні з дротом ця процедура займає лише кілька годин. Після намотування потрібно з'єднати всі обмотки послідовно в одну (тут найважливіше, з'єднати їх у правильному напрямку). Місця спайки потрібно ізолювати один від одного.

Так як кількість витків невелика, а отже і сигнал з котушки буде не таким сильним, не зайве екранувати котушку від наведень. За розміром котушки я вирізав мідну смугу, що одягається поверх ізольованої обмотки. Кінці смуги заклеєні скотчем, щоб уникнути замикання екранного витка, інакше це призведе до втрати потужності на цьому витку та поганого сигналу на виході. Також всі металеві осердя з'єднуються тонким дротом і під'єднуються до екрану

Екранування обмотується ізоляційною стрічкою або лейкопластирем. Сердечники вставляють у котушку, магніт приклеюється на місце.

Датчик можна встановлювати на місце та підключати. Торкаючись теми екранування гітари відзначу, що скрізь рекомендується з'єднувати землю зіркою, на сигнальні провідники одягати екранний захист, а негативні висновки з датчиків під'єднувати до землі в найдальшій (ланцюзі) точці, наприклад на вихідному гнізді, або якщо придбати мікрофонний двопровідний шнур і стере -Роз'єм з гніздом (як це зроблено в мене), то на іншому кінці шнура. У такій схемі компенсуються шуми, наведені на шнурі. Так само до плюсу цієї схеми є можливість використовувати і звичайний однопровідний шнур, тоді сигнальна земля замикається на виході гітари через джек.

Тут кольором зазначено: червоним – сигнальні дроти та елементи, синім – сигнальна земля, чорним – земля та екрани.

Встановлюємо датчик на місце та пробуємо звук!

Погравши на датчику, я відзначив появу «голосу» у гітари. Звук став більш виразним та співучим. На перевантаженні стало виразно чути удари медіатора об струни і, що найважливіше, з'явилися флажолетні пригуки між нотами. Штучні флажолети витягуються легко і невимушено. Купа нових відчуттів! Однак через невисоку вихідну напругу співвідношення сигнал/шум стало гіршим.

Вимірювання частотних характеристик звукознімача

За основу методики вимірювання було взято схему зі статті GUITAR STUDIO: Секрети звукознімачів. У ній пропонується використовувати зовнішню котушку з малим опором, ємністю та індуктивністю. Частотна характеристика якої буде свідомо ширше, а отже, рівномірною в області вимірювання АЧХ вимірюваного датчика. Однак я вважав, що краще використовувати велику силову котушку з великим опором для створення зовнішнього магнітного поля, щоб збільшити точність вимірювання та зменшити необхідні для вимірювання струми. Однак, у такому разі необхідно враховувати АЧХ силової котушки.

Теоретична частина

Отже, електрична схема для вимірювання АЧХ звукознімача:

Зазвичай АЧХ вимірюють в децибелах, а не в разах, тому переведемо отримані передавальні характеристики за формулою:
АЧХ o (f) = 20 * log [U out (f) / U in (f)] = АЧХ coil (f) + АЧХ x (f)

Практична частина

Генератор, який я використав, робив ще мій батько! Він генерує синусоїдальний сигнал заданої частоти (вибирається перемикачем) з амплітудою до 10В і має обмеження струму максимум в 10мА. Як вимірювальний вольтметр я використовував мультиметр із серії M-890, у нього є чудова можливість вимірювання змінної напруги починаючи з 10мВ. Для з'єднання всіх приладів та котушок я вирізав із текстоліту пластину із трьома контактами (див. на фото). Архіважна річ, без неї вся конструкція буде кволою і розвалюватиметься, а силова котушка так і норовить зміститися або впасти, що неприпустимо в процесі вимірювання!

Як еталонна низькоомна котушка для зміни АЧХ силової котушки я намотав близько 1000 витків емальованого дроту діаметром 0.08мм на феритову заготовку, яку дістав колись зі зламаного імпортного телевізора.

Можна провести вимір не знімаючи струн та звукознімач!

Результати

Спочатку виміряємо АЧХ силової котушки за допомогою еталонної та АЧХ повної схеми «силова котушка + датчик»:

Різниця в АЧХ дасть нам чисту датчика АЧХ (#3) з точністю до адитивної постійної:

Результуюча крива досить точно повторює теоретичну криву, що підтверджує правильність вимірювання та методики. Слабке відхилення лінії зліва від резонансу говорить про хорошу точність отриманих даних.

Таким чином я зняв характеристики всіх трьох синглових датчиків:

#1 - певний (у грифа), #2 - середній, #3 - бриджевий (у машинки). Як видно, резонансна частота всіх датчиків знаходиться в районі 6-8кГц.

А тепер виміряємо АЧХ саморобного датчика порівняно з АЧХ бриджевого звукознімача (#3), саме за його розмірами я робив свій.

Резонансна частота знаходиться на 3кГц, що якраз знаходиться в зоні максимального слухового сприйняття і надає дзвінкість «голосу» датчика. Добротність резонансу приблизно 2,5. Однак вихідна напруга у 2,5 рази менша.

Обговорення результатів

Тепер я хотів би трохи обговорити те, що в мене вийшло, і що не вийшло. Я навмисно замислювався зробити опір датчика низьким. При зменшенні кількості витків індуктивність та ємність зменшуються, і це зазвичай призводить до зміщення резонансної частотиправоруч. Однак у моєму випадку я намотував дріт 6 обмоток, і в результаті до міжвиткової ємності додалася ємність між обмотками, що призвело до зсуву резонансної частоти вліво. Я довго обмірковував параметри намотування, а у процесі сумарну кількість витків довелося зменшити з 3000 до 2700 через те, що більше просто не влізло. Проте все склалося досить вдало.

Відмінний спосіб збільшення гучності звучання гітари це спеціальний датчик звукознімач до гітари, що перетворює звуки в електричний сигнал, що посилюється електроакустичною системою і знову перетворюється на звук, але в багато разів потужніший.

Цей пристрій створює навколо струн музичного інструментумагнітне поле, що реагує на коливання. У той же час ця конструкція малочутлива до вібрацій деки та сторонніх шумів.

1 - постійний магніт 2 - обмотка; 3 - струна гітари; 4 - силові лінії магнітного поля.

Постійний магніт створює навколо себе магнітне поле. Поки струна спокійна і знаходиться навпроти магніту, вся система може «рівноваги», і сигнал на виході звукознімача відсутня.

У момент удару по струні відбувається коливальний рух. Коливання струни деформують магнітне поле. Слідом за рухом струни, синхронно з нею формуватимуться і силові лінії поля. При цьому магнітний потік, що проходить через обмотку, змінюється.

Тому на вхід підсилювача слідує електричний сигнал із частотою коливань струни. З їхнього загасання знижується і амплітуда вихідного сигналу. Необхідно згадати про одну особливості конструкції. Так як він не сприймає коливань резонуючого корпусу музичного інструменту, чисте звучання струн, відправлене в підсилювач без участі акустики, накладає своєрідний електронний відтінок.

Все це здійснюється для однієї струни. А тепер встановимо такі котушки з магнітами під кожну зі струн, з'єднаємо висновки котушок послідовно, а вільні кінці приєднаємо до потужного підсилювача.

Схема складається з шести послідовно з'єднаних датчиків L1-L6, які являють собою звичайні котушки індуктивності з постійними магнітами в ролі сердечників. З входом підсилювача пристрій з'єднується за допомогою екранованого дроту.

Датчик складається з циліндричного каркаса з внутрішнім Ø 2 мм та висотою 15 мм, діаметр щічок 10 мм, на якому намотана обмотка проводом ПЕВ 0,075-0,1 до заповнення каркаса. Усередині останнього закріплений постійний магніт Ø 2 мм, завдовжки близько 18 мм.

Відстань між осьовими лініямидатчиків поранюється проміжок між струнами. По краях основи свердляться чотири отвори Ø 2,5 мм.

Якщо проміжок між струнами в місці установки менше 10 мм, то датчики можна розташувати на підставі в шаховому порядку.

Корпус конструкції, складений з основи та кришки, виготовляється з листа дюралюмінію завтовшки близько 1 мм. Його розміри визначаються габаритами конструкції.

Збираючи своїми руками електрогітару, пам'ятайте, що вона буде звучати голосніше, якщо ближче до струн розташувати звукознімач. Після складання конструкцію можна приєднати до . Якщо у вас його немає, ви можете зібрати його самостійно.

Ви можете намотати власні датчики, і в цьому немає нічого складного. На малюнку нижче показано басовий датчик Schaller та демонтований хамбакер DiMarzio. У останнього магніт горизонтальної поперечної полярності, до якого з обох боків примикають шість осерд-гвинтів діаметром 5mm (3/16"), довжиною 16mm (5/8"), які служать магнітними полюсами датчика. Плоский магніт виявився надто вузьким і тому до нього по обидва боки примикають смужки з м'якого заліза. Дві котушки закріплені на мідній пластині з нижньої сторони у вигляді чотирьох маленьких гвинтів. нижче, де дані з п'ятьма проводами: по два від кожної котушки і п'ятий для заземлення пластини.

Якщо Ви маєте намір зробити власний датчик, спочатку порівняйте вартість проводу і магнітів з готовим датчиком. Мої особисті дослідиз намотування моїх власних датчиків в принципі вдалі.

Магніти

Пошук відповідних магнітів може виявитися важким завданням, і я шкодую, що не можу запропонувати будь-яку допомогу в цьому. Є багато виробників магнітів, але вони зазвичай продають їх лише оптом. Можна використовувати магніти та котушки від несправних датчиків, звичайно, якщо такі у Вас є.

Плоскі магніти мають поперечну горизонтальну полярність, проте їх важко знайти у продажу поодинці. У своєму пошуку магнітів я натрапив на виробника датчиків Kent Armstrong. Він також продає магніти і був досить люб'язний, щоб надіслати мені дві пари (які я використав для P-90 датчиків, які будуть показані пізніше). Іншим джерелом таких плоских магнітів може бути Allparts.

Якщо ви не знайдете відповідних магнітів, імпровізуйте. Замість використання магніт горизонтальної поперечної полярності в хамбакері, Ви можете спробувати встановити один плоский магніт вертикальної поперечної полярності під кожною з двох котушок, або використовувати шість коротких стрижневих магнітів як показано на малюнку зліва. Якщо Ви розміщуєте магніти так, щоб на котушках були протилежні полюси, Вам не потрібний буде магніт поперечної полярності. Товстіші плоскі магніти збільшують висоту датчика, але вони більш поширені. Маленькі стрижневі магніти, які вставлені безпосередньо в котушку, легко знайти. Фактично більшість виробників датчиків не намагнічують магніти, поки не підготують їх до установки. Для цього вони використовують надзвичайно потужні магнітиабо спеціальні пристроїдля намагнічування з великими конденсаторами, які дозволяють видавати короткочасний імпульс електричного струмувисокої напруги.

Котушки датчиків

Будь-який може намотати нормальний сингл із магнітами безпосередньо в котушці (1). Невеликі магніти АЛНІКО (сплав Алюмінію, НІкелю та КОбальту) для 5 стрижневих магнітів, наприклад довжиною 20mm, (3/4"), 15mm, (5/8"), і 5mm (3/16") в діаметрі, можна знайти в реле, які легко купити в магазині електроніки. Ці магніти якраз підходять під розмір, тільки їх треба вставити в дві тонкі пластини, щоб намотати котушку сингла. жорсткий матеріалтипу текстоліту завтовшки 1.5mm (1/16") або 2.4mm (3/32"), фанера завтовшки 2mm (3/32"), або який-небудь синтетичний матеріал, може використовуватися для верхньої та нижньої частин, синтетика не дуже добре підходить для цих цілей. Я використовую фанеру товщиною 2мм, тому що її дуже легко знайти. Переконайтеся в тому, що залишили достатньо місця на нижній частині, щоб надійно закріпити дроти, краще використовувати маленький затискач або просто вузлик як захист від обриву дротів. Малюнок 3 показує типові форми верхньої та нижньої частин синглу. Отвори для кріплення синглу можна буде зробити пізніше. Також треба просвердлити кілька отворів для вихідного дроту датчика. Загалом свердліть шість отворів в обох частинах відповідним діаметром свердлом під магніти, враховуючи інтервал. Вклеюєте їх суперклеєм. Потім оберніть один шар ізоленти навколо всіх магнітів і ретельно прошліфуйте всі грані, тому що провід дуже легко порвати при намотуванні про задирки. Jason Lollar пропонує готові верхню і нижню частини датчика, зроблені з текстоліту. Вони коштують приблизно 3$US за комплект. Малюнок 3 показує дві пари: верхня, після вклеювання 4.8mm x 19mm (3/16" x 3/4") стрижневих магнітів АЛНІКО, буде нековим датчиком, а нижня після вклеювання 4.8mm x 19mm (3/16" x 3/4 ) стрижневих магнітів АЛНІКО, буде бриджевим датчиком Телекастера. Кожна котушка йдез двома маленькими контактними майданчиками, які є точками, до яких припаюються дроти. Оригінальний бриджевий датчик телекастер має тонку, залізну пластину, приклеєну до нього. нижній стороні. Пластина спаяна із землею і працює як екран, що також допомагає покращувати високочастотну складову.

Матеріали для магнітів

АЛНІКО штучний матеріал, Що складається зі сплаву алюмінію, нікелю та кобальту. Залежно від співвідношення металів у сплаві та сили, ці магніти мають різне маркування: АЛНІКО-5 найпоширеніший сплав.

Керамічні магніти набагато сильніші. За всіх рівних умов керамічний магніт забезпечує більш потужний вихід. Такі магніти стійкіші до розмагнічування. Те, що магнітний матеріалвпливає звук це черговий міф. Ви можете отримати від датчика будь-який звук із будь-яким магнітом.

Провід

Для намотування котушки застосовується дуже тонкий, емальований, мідний провід, близько 0.06mm у діаметрі (AWG 42). Такий провід можна знайти в магазині радіотоварів або майстернях, що займаються ремонтом радіоапаратури та електродвигунів. Я купив провід прямо у виробника, і він коштував мені приблизно 700 австрійських шилінгів (55US$) за кілограм (приблизно 2 фунти) 0.06mm дроту. Якщо використовувати товстіший провід – Вам не вистачить місця на котушці для необхідної кількостівитків, у той же час використання більш тонкого дроту надмірно збільшить опір.

Орієнтація магнітів

Якщо Ви задумали використовувати стержневі магніти, переконайтеся, що вони однаково орієнтовані. Усі магніти в котушці повинні бути звернені або північним або південним полюсомвгору (у розділених синглах половина магнітів повинна мати протилежну полярність, щоб одержати ефект хамбакера). Як визначати полярність магнітів.

Альтернатива плоскому магніту

Якщо Ви не знайшли плоский магніт, можна використовувати шість прямокутних або плоских, довжиною 12,7mm (1/2") магнітів як показано на малюнку (a) нижче, або 3 квадратні магніти (b).

Стандарти дроту

Більшість оригінальних датчиків намотані дротом 42 AWG (американський стандарт дроту). Для менших котушок іноді використовується провід 43 AWG або ще більш тонкий, правда рідше, оскільки чим тонший провід, тим більше його опір і відповідно менше яскравість звуку. Крім того, намотування таким проводом датчика буквально висить на волосині.

Діаметр	Опір	Recommended	Напруженість
	1.08 Ом/виток(3.5 Ом/м)
	1.32 Ом/виток(4.3 Ом/м)
	1.66 Ом/виток(5.4 Ом/м)
	2.14 Ом/виток(7.0 Ом/м)
	2.59 Ом/виток(8.5 Ом/м)
	3.35 Ом/виток(11.0 Ом/м)
	4.21 Ом/виток(13.8 Ом/м)

Я намотував кілька моїх перших датчиків дротом 0.036mm - не тому, що хотів цього, а тому що продавець помилково продав мені цей провід як 0.06mm (AWG 42), і я використав його, думаючи, що це AWG 42, поки не виміряв діаметр . З тих пір я успішно намотав кілька датчиків, не використовуючи тонкий провід, але тепер я можу сказати, що тонким проводом без великої обережності намотати датчик практично неможливо.

При створенні мого першого саморобного датчика, я намотував шість котушок навколо кожного магніту, тому що я не думав, що намотування навколо кожного магніту своєї котушки дасть пристойний результат. З того часу я пробував обидва методи і рекомендую мотати котушку навколо всіх магнітів, а на розділених датчиках, спочатку довкола однієї половини магнітів, потім довкола іншої половини. Цей метод заощаджує час і рятує від потенційних помилок, оскільки не треба спаювати обмотки між собою. Намотування синглу першим способом, займе у Вас у шість разів більше часу, ніж другим.

Ваш самопальний датчик виглядатиме професійно, якщо Ви помістите його у фірмовий корпус. Такі корпуси, гвинти та пружини, продаються в магазинах як запасні частини. Розміри датчика повинні відповідати розмірам кришки. Але, звичайно, Ви можете і самі зробити кришку для датчика, наприклад з дерева з красивою фактурою.

Намотування датчиків

Для намотки котушок я використовую дерев'яну дощечку (підкладку), яка кріпиться на болті діаметром 6mm (1/4"). Котушка може бути закріплена на підкладці або двостороннім скотчем, або маленькими цвяхами або шурупами (1). Більшість датчиків має тільки один настановний отвір верхньої частини, проте його достатньо для закріплення котушки.

Обертання може створити невеликий електродвигун або електродриль, який найбільше підходить у комбінації з ножним вимикачем-регулятором швидкості. Для початку встановіть найнижчу швидкість, дриль слід встановити так, щоб він знаходився подалі від тіла і був жорстко зафіксований на столі (1), при цьому, бобіна з проводом розміщується на підлозі - як на малюнку (2). Зробіть кілька витків вручну, а кінець дроту закріпіть на каркасі котушки липкою стрічкою. Як альтернатива можна відразу припаяти кінець дроту на контактний майданчик. Після цього увімкніть дриль, направляючи провід рукою і зробіть кілька витків. Коли Ви відчуєте себе впевненими, зафіксуйте кнопку на дрилі та продовжіть намотування, спрямовуючи провід спочатку однією рукою (3), потім обома руками (4).

Провід легко сходить із бобіни. Для того, щоб провід не порвався, краї бобіни повинні бути гладкими, без задирок. Цей простий метод добре зарекомендував себе. Не натягуйте надмірно провід, тертя між вашим великим і вказівний пальцямидостатньо для цього, переміщати його повільно та рівномірно від одного краю котушки до іншого. Якщо Ви намотали провід на межі, негайно зупиніть дриль і змотайте його назад. Для синглу треба поміщати витки, акуратно паралельно один одному навколо котушки (виток до витка); фактично це неможливо зробити без відповідного обладнання. Найперші датчики моталися вручну не дуже акуратно, але зараз намотування вище за всілякі похвали. Коли я мотаю датчик, я лише намагаюся щоб котушка заповнювалася проводом рівномірно без явних пагорбів і ям, тільки біля країв потрібно бути дуже обережним.

Будьте обережними, провід може легко порватися.Якщо це трапилося спочатку, краще змотати провід назад, викинути його та почати знову. Якщо всередині, або зробіть те саме і почніть з початку, або спаяйте його. Якщо Ви хочете зробити останнє, скрутіть разом приблизно від 10 до 20mm (від 1/2" до 3/4") кінців проводів, нагрійте цю область паяльником, доки з'єднання не починає блищати, і після цього паяйте. Коли провід нагрівається, покриття випаровується. Можна зачистити кінці першим номером наждакового паперу та скрутити їх разом. Це, звичайно, дуже тонка робота, і хоча немає, на жаль, ніякої можливості перевірити зроблене з'єднання, це має спрацювати. Перш ніж продовжити намотування, знову зробіть кілька витків вручну. Так чи інакше, я переконаний, що з великою обережністю та деякою практикою Ви зможете намотати весь провід без урвищ, і всі ці інструкції для Вас виявляться непотрібними.

Згодом, як станете впевненішими, Вам, ймовірно, захочеться збільшити швидкість обертання дриля. Цього робити не варто, будьте терплячими і не стрибайте вище за голову. Максимальна швидкістья використовую - 10 оборотів в секунду. На цій швидкості намотування 6000 витків займає приблизно 10 хвилин. Вам потрібно буде максимально сконцентруватись у цей короткий проміжок. Намотування при більшій швидкості знижує контроль за якістю роботи. Я також рекомендую, щоб Ви використовували яскраве світлощоб зменшити напругу Ваших очей. Залежно від нахилу Вашої голови, сприйняття (видимість) дроту змінюється. Коли Ви наближаєтеся до кінця, дриль вимикаєте заздалегідь, оскільки після вимкнення він ще продовжить обертатися протягом короткого часу за інерцією. Останні витки можна зробити вручну, і вони повинні завжди проходити у нижній частині датчика.

Для більш глибокої інформації щодо намотування датчиків я рекомендую книгу, написану американцем Jason Lollar. Він дає точні розміри стандартних котушок датчиків, пояснює, як їх зробити та описує, як побудувати зручний верстат для намотування датчиків.

Коли бажана кількість витків намотанаі намотування закінчено, пробив годину істини. Обріжте дріт і зніміть закінчену котушку (1). Якщо Ви ще не припаяли обидва кінці дроту до контактних майданчиків (2) і не припаяли до них вихідні дроти (3), зробіть це тепер. Якщо потрібно, видаліть ізоляцію не великою кількістюнаждакового паперу; коли колір дроту змінився – ізоляція знята. Також Ви можете позбутися ізоляції способом, яким я використовую – паяйте дроти, доки ізоляція не згорить. Після цього встановіть перемикач на мультиметрі в вимір опору менше 100к і приєднайте до проводів датчика. Якщо мультиметр показує число, котушка працює. Якщо показує "нескінченність" або "OL", то або обрив у дроті, або коротке замикання, залишається невелика надія в непропайке проводів (у разі нескінченного опору). Якщо не допомогло - змотуйте весь провід у смітник і починайте все спочатку. Якщо котушка працює, позначте кінці (S=start, E=end) та закріпіть вихідні дроти (4).

Підрахунок витків

Для синглу підрахунок витків, щоб знати точну кількість витків, в принципі не важливий – мотайте котушку, поки повністю не заповніть її дротом. Математичні обчислення тут не допоможуть – лише закінчений датчик покаже свої звукові якості. Однак не слід забувати, що чим більше витків, тим більший опір і менш яскравий звук.

У деяких випадках точне число витків дійсно має значення, наприклад, при намотуванні котушок хамбакерів, у яких обидві котушки повинні бути ідентичними, тому треба знайти спосіб підрахунку кількості витків. По-перше, можна поєднати котушку з лічильником стрічки старого магнітофона або спідометра велосипеда. Якщо лічильник має лише три цифри, кожен новий цикл, коли з'являється "000", треба позначати. Я використовую лічильник із чотирма цифрами (1), який пов'язаний із котушкою пасиком. Якщо діаметри проводів на лічильнику і намотувальні пристрої збігаються, кількість обертів відображається на лічильнику 1 в 1.

Інші лічильники мають важіль, який з кожним витком переклацає цифри на лічильнику (2).

Скільки витків?

Кількість витків залежить від проводу, який Ви використовуєте та звуку, який Ви хочете отримати. Рекомендація: при використанні дроту AWG 42: потрібно приблизно 8000 витків для синглу та приблизно 5000 витків для кожної котушки хамбакера.

Щоб зрівняти виходи некового і бриджевого датчиків, бриджеві сингли повинні мати більше витків (наприклад, 8200) ніж некові (наприклад, 7800). Некові хамбакери повинні мати 4500 витків у кожній котушці, а бриджеві 5000 витків.

Складання датчика

Роздільний басовий датчик (малюнок зліва): магніти товщі і довші ніж зазвичай. Під кожну струну два стрижневі магніти.

Після намотування приблизно 10000 витків датчик P-90 (малюнок праворуч) показує опір 10к, а оригінальний Р-90 8.3к. Його пласкі магніти мають поперечну полярність.

Трохи фізики

Коли датчик був у посудині з воском, я заміряв омметром його опір і помітив, що воно підвищилося: холодний датчик показував опір 10к, гарячий датчик показав 12.57к.

З цього випливає, що електричний опірзалежить від температури.

Оскільки віск надзвичайно вогнебезпечний, я рекомендую, щоб Ви просочували ваші датчики безпечному місціна відкритому повітріі тримали під рукою кришку, щоб швидко закрити посуд у разі спалаху. Завжди використовуйте термометр, щоб тримати температуру не більше 65 градусів за Цельсієм (150 градусів за Фаренгейтом). Так як парафінові гази можуть легко спалахнути, навіть не думайте нагрівати віск у мікрохвильовій печі.

Просочення датчиків

Мікрофонний ефект з'являється тоді, коли витки котушки в датчику лежать не щільно і поводяться подібно до мембрани мікрофона, виробляючи додатковий. змінний струмі таким чином роблячи датчик, сприйнятливим до зворотного зв'язкуабо змушуючи його передавати зовнішні шуми та удари по деку та корпусу датчика. Щоб зафіксувати провід у котушці, зануріть намотану котушку в гарячий, рідкий віск температурою не більше 65° за Цельсієм (150° за Фаренгейтом). При цій температурі датчик не деформується. Для цього ідеально підходить так звана водяна баня. я поміщав металевий кухольу воду ємності, яку ставив на електроплитку (5).

Для просочення датчиків використовуйте суміш парафіну та воску. Чистий парафін дуже ламкий, а чистий віск має дуже низьку точку плавлення. Додаючи одну частину воску до чотирьох частин парафіну, Ви отримуєте підходящу суміш. Постійно контролюйте температуру термометром. Оскільки віск зазвичай гарячий ближче до стінок судини і на дні, потрібно уникати цих місць. Помістіть дрібні дерева на дно судини для того, щоб убезпечити датчик від вступу в контакт з дном і стінами. Залиште датчик у ванні з воском протягом 10 - 20 хвилин, до припинення виділення з датчика повітряних бульбашок. Для захисту очей роботу робіть у захисних окулярах.

Котушки у корпусі також можна залити епоксидною смолою. Але цей вид обробки має одну незручність – витягти котушку з датчика згодом буде неможливо. Крім того епоксидна смолане проникає між витками обмотки як віск, вона лише фіксує зовнішні сторони котушки. Віск також легко видалити, нагріваючи датчик. Занурення датчика у віск – екологічно чистий метод, який використовується великою кількістю виробників.