Датчики сили удару для імітаторів ударних інструментів

Датчики виконані з шматків 20 мм фанери, яким надана обтічна форма з тоншенням до країв. По центру передньої сторони вкорінюється, заподліцо, телефон Тон-2 з опором 1600 Ом. Поверх нього приклеюється шар вакуумної гуми (перевірялось і з мікропористою гуми), а по периметру обтягується кільцем гуми від автокамери. Це дозволяє застосовувати і удар по ребру датчика. З листової нержавіючої сталі вирізається затиск кріплення до несучим суглобним трубкам. Після шліфування та фарбування такі датчики виглядають досить привабливо. Усі металеві частини шліфуються до дзеркального блиску пастою ГОІ. Для великого барабана я відмовився від традиційної колотушки, і закріпив навушник між шарами 10 мм гуми, прижавши гвинтами до дна педалі. Верхня, рухлива, підпружинена частина еластично б'є по гумі, викликаючи появу сигналу. Вся педаль зроблена з товстого дюралюмінію з використанням відповідних литих (низ) і коробчастих (верх) деталей. Вісь обертання закріплена у втулках, виготовлених з непригодних потенціометрів СП-2 і без поломки витримує мою вагу 126 кг.

Відповіді на питання по електронним барабанам:

Дякую за відповідь!!!
Не могли б ви подробніше розповісти про виготовлення датчиків для барабанів (матеріал, розміри, збірка), а то на сайті я зовсім не міг зрозуміти!
І ще щодо комп'ютера і синтезу, якщо можна, розкажіть докладніше (щоб дарма два рази не збирати, а зібрати найкращий варіант)! Ще раз вам величезне спасибі!
P.S. Макс

В якості джерела сигналу для запуску імітаторів я використовував телефонний капсуль Тон-2 з опором 1600 Ом, оскільки у нього найбільше витків і відповідно рівень сигналу (не рахуючи, звичайно, навушників з опором 2200 Ом, але їх зараз вже не знайти).

Спочатку я пробував різні п'єзоелектричні датчики, як найпростіші і малогабаритні, і взагалі виявилося, що багато матеріалів - пластмаси, гума, лінолеум і т.д. мають п'єзоелектричний ефект в тій чи іншій мірі. За допомогою осцилографа, помістивши зразок між двома шарами фольги, для зняття п'єзо - е.д.с., добре видно, що при ударі ці матеріали генерують сплески напруги. Але тільки спеціальні види п'єзокераміки дають досить потужний сигнал, що не вимагає підсилення. Але у таких датчиків є і недоліки - необхідність високовольтного входу схеми, висока чутливість до всякого роду акустичних шумів і шорохів, а у кераміки ще й крихкість матеріалу. Ускладнює також зняття п'єзопотенціалу з листових матеріалів.

Тому я і застосував телефонні капсули, які, до того ж, мають зручні затиски для підключення. Використовуються ці капсули не в якості мікрофонів, як може здатися на перший погляд, а як інерційні датчики переміщення. Телефон я вмонтував всередину товстого шматка фанери, щоб приховати його від очей і захистити від пошкодження, але в принципі він може бути просто прикріплений до фанери ззаду. Так от "вздрагування" фанери при ударі разом з капсулем приводить до того, що мембрана телефону відстає, прогинається і наводить в котушках, надетих на магнітопровід, електричний сигнал достатньої величини. Звичайні ж тертя по фанері і шорохи не викликають появи сигналу.

Ці датчики служать лише для запуску схем імітаторів, які визначають "звучання" інструментів, і від самих датчиків ніякого "звучання" не потрібно, скоріше навпаки, чим коротший відголос, післязвучання самого шматка фанери - тим краще!

В імітаторах перший транзистор служить для узгодження, підсилення і відсічення слабких звуків, а на другому зібрана спеціальна схема для виокремлення з пачки імпульсів "дребезга" фанери одного, першого короткого імпульса. Цей дуже короткий імпульс, пропорційний силі удару, запускає затримані генератори, що видають швидко затухаючі по експоненті коливання, різні по висоті тону і сприймаються на слух як звуки барабанів.

Отже, конструкції датчиків можуть бути найрізноманітнішими. Я взяв шматки товстої (приблизно 25 мм) фанери діаметром 30 см і покрив її м'якою гумою, щоб при ударі паличками для рук було відчуття, схоже на удар по справжньому барабану, і не передавалася через палички вібрація від жорсткого удару, неприємна при тривалій грі. Розмір же датчиків ролі не грає, і при певному вмінні можна бити і по 10 см "пятачкам"!

Відрізавши від автокамери кільце гуми, я натягнув і приклеїв його по периметру датчика, приховуючи його "слоєність" і забезпечивши м'який удар паличками і з боку датчика, як при грі по обручу справжніх барабанів. Таким чином, фанера виявилася як би в "гумовому чохлі", наглухо приклеєному до неї. При цьому техніка гри зовсім не відрізняється від гри на справжніх барабанах, а подібність звучання цілком залежить від налаштування імітаторів.

Що ж до комп'ютерного синтезу, то вам, напевно, доводилося чути миди файли? Так от в них записані не звуки, а набори команд для аудіопроцесора, вбудованого в звукову карту вашого комп'ютера. За цими командами і різними способами (яких велика кількість) вбудований в звукову карту синтезатор генерує звучання інструментів як електронних, так і натуральних. В останній час для більшого подібності звучання натуральних інструментів застосовують семпли - набори звуків справжніх інструментів, зібрані в банки (хвильові таблиці), а по цих зразках синтезатор і генерує ноти різної висоти тону, але з забарвленням і характерним звучанням натуральних записаних інструментів. Синтезатор звукової карти може працювати не тільки при відтворенні миди файлів (різних типів яких безліч), але і від сигналів по миди каналу, який вбудований у всі самостійні звукові карти. Так у мене є миди клавіатура Evolution 361C, підключена, правда, по USB, але це неважливо, комп'ютер сам переводить її команди в миди сигнали для звукової карти, а може підключатися і по миди інтерфейсу до 15-ти пінового миди порту звукової карти. Так от натискання клавіш такої клавіатури викликає надходження миди команд у синтезатор звукової карти, і вона генерує звучання будь-якого інструмента, в тому числі і різних ударних інструментів (в деяких банках їх понад 600!).

Причому "натуральність" звуків вражаюча! Залишається тільки зробити контролер, який за сигналами датчиків удару буде виробляти миди команди, аналогічні виробленим миди клавіатурою. Або можна "забратися з ногами" всередину такої клавіатури і витягнути назовні дроти для датчиків :-)! Жартую, звичайно, натискання клавіші викликає не просто замикання якихось контактів, але також виробляє сигнал, що вказує на силу (або прискорення) натискання.

Скажу відразу, що я таким напрямком не займався, оскільки в пору мого музикування комп'ютери ще були малодоступні...
Однак варто пошукати в інтернеті, може бути, хтось цю задачу вже вирішив. І ось таке рішення було б серйозніше саморобних імітаторів, тим більше що "натуральність" звучання електронних тарілок все ж гірша, ніж барабанів, а ось звукова карта генерує їх на 100% схоже.