Оптично Wah - опит за проектиране

[Evtim Djerekarov]

Здравейте,

От доста време искам, да си направя някакво Wah-Wah, което звучи добре, и не изисква константна смяна на потенциометри (скъп консуматив са, а и е досадничко). Имам едно Wah на Ibanez, което обаче поприпуква.

 

Има схеми на различни оптични педали, обаче моята цел е малко по-амбициозна - да направя оптично Wah, което в общи линии работи точно като, да кажем, Dunlop CryBaby.

Идеята ми е следната:

 

1. В пластмасов цилиндър, имам подвижен светодиод ("бутало"), захранван от константен ток, който педала движи .

2. В другия край на цилиндъра имам неподвижен фоторезистор.

3. Фоторезисторът участва в някакъв делител на напрежение, което освен това се филтрира с low-pass филтър, до някаква разумна честота от сорта на 20-30Hz, за да не се чува например, почукване или драскане по педала.

4. Така формираното управляващо напрежение, управлява два генератора на ток (Когато единият увеличава тока си, другия го намалява и обратно). Тези управлявани токове минават през два светодиода (когато светлината от единият се усилва, от другият - намалява и обратно).

5. Тези два светодиода са фиксирани срещу два фоторезистора, като токовете се настройват така, че да променят съпротивлението на фоторезисторите, да кажем в диапазон 1К-50К (за да се имитира 100К потенциометър), или 1К-235К (за да се имитира 470K потенциометър).

6. Фоторезисторите са свързани потенциометрично, така, че да имитират нормален потенциометър.

7.Останалата част от схемата на Wah-to е в общи линии стандартна.

 

---------------------

 

За целите на експериментаторството, днес взех един стар волюм педал, за да ползвам механичната му част.

С няколко фоторезистора, светодиоди, един стар лилав флумастер, химикалка и епоксидна смола, си поиграх малко и засега сътворих начален вариант някакъв, който се движи приемливо плавно:

 

Фоторезистор, залят в епоксидна смола в част от задната капачка на флумастера:

 

Задната, боядисана в черно страна на светодиода:

 

Така образуваният цилиндър от флумастера:

 

Светодиодния "чеп", монтиран на дъното на педала:

 

Цилиндърът,  залепен вътре в педала.

 

Ето и малко екшън видео, как работи засега:

http://sendvid.com/yjjuaujp

 

 

-----------------------

 

 

Опитът засега показва, че при правилен подбор на тока през светодиода (в случая, около 360 uA) съпротивлението се мени (относително) линейно между 1 и 3 килоома, което е обнадеждаващо (засега).

 

Понеже не съм много на ти с уа-педалите, моля, споделете всякаква информация, която би била от помощ - коя схема ви допада най-много и защо, какви са разликите, дразни ли ви относително рязката промяна (малък ход на педала) при CryBaby-тата, и изобщо - приемам всякакви акъли.

 

Най-много ме притеснява линейността на "потенциометричните" фоторезистори. Може би ще се наложи, да мисля някакви компенсационни/моделиращи вериги.

Редактирано Януари 24, 2018 от Evtim Djerekarov

[KAE]

За избягване на изброените недостатъци, бих предложил светодиодно-сензорната част да се замени с един MEMS жироскоп, а изхода - с цифров потенциометър. Няма да струват стотинки като LED+фото елемент, но пък със сигурност ще надживеят собственика

[Heartman]

Интересно начинание.Доколкото знам педалите на Morley  са оптични.Имал съм такъв класик май беше.Не ми харесваше като тон.То всъщност е филтър някакъв, не съм много на ти с техническата част.Доста години след това ползвах Dunlop Crybaby CGB 95, който е твърде писклив, а ниските му не звучат така добре.После бях взел един Zakk Wylde, който звучи твърде зпушено и явно сигничър нещата звучат добре само за този за който са направени.

Сега да кажа че търсения ефект от мен е тип SRV и Hendrix.От скоро си намерих VOX made in USA модифициран за захранване, не само на батерия и мисля че е най-доброто което съм чувал.Не е моднат за трубайпас, но и не виждам смисъл засега.

Предполагам, че има модели на Dunlop, които докарват този звук, като тези с EQ или Хендрикс модела, но не съм ги пробвал.Твърде скъпи са, а все пак като си намериш тона няма да връткаш потовете всеки път.

Другия уа-уа педал, който съм харесвал е Dunlop Custom Audio Electronics звучи, яко.

[Evtim Djerekarov]

^^ За жироскоп не се бях сещал, но за цифров потенциометър - да. Просто искам да пробвам чисто аналогово, пък ако не стане - ще мисля варианти.

 

^ За кой точно модел на Vox говориш, че ти е харесал? Все още не съм направил самата уа схема - разглеждам смеми, но честно казано, са почти еднакви. Сега, като си намеря сърцевина топфкерн със голяма проницаемост, ще си навия бобинката и ще налепя нещо (може би с JFET или JFET/CS входен буфер).

 

Засега най-голямото предизвикателство се оказва това, че за да имаме в "средна точка" съпротивление 50+50К на фотоелементите, трябва светодиодите към тях, да се управляват със по-особена схема (две референтни напрежения, управляващото напрежение и два логаритмични усилвателя с ОУ). Ако в крайна сметка заработи като хората - ще постна схемата. В момента трескаво мисля, как може да се постигне максимална гъвкавост, с минимален брой донастройващи тримери. А трябва и да е относително стабилна температурно, защото говорим за токове от рода на микроампери през светодиодите (може би трябваше да поставя нещо относително непрозрачно между тях и фотоелементите). При така

избраните светодиоди, фотоелементите имат съпротивление 50К при ток около 2uA през светодиода, което си е доста мижав ток. При 50uA съпротивлението е около 100 ома. Ако имам offset проблеми, ще трябва да сложа шунтове, така че токовете да са по-значителни. Единствено ме радва, че така схемата става относително икономична, и може би ще успея да направя цялата "управляваща" част да консумира нещо от сорта на 1-2 mA. Друг голям плюс е, че при ток 50uA, светодиод, предназначен за употреба при номинален ток 18mA едва ли ще остарее много бързо.

 

Ако приемем, че от средна позиция завъртаме "потенциометъра" до едната крайна, то светодиода на едната половинка трябва да промени тока си от 2 до 40-50uA, докато другата - от 2 до 1 uA. Това налага употребата на логаритмични усилватели.

Редактирано Януари 25, 2018 от Evtim Djerekarov

[Heartman]

Съжалявам пропуснал съм модела на Vox-а 847.Иначе има и hand wired 846, но и него вече го правят в Китай.

Иначе идеята за оптично уа е хубава, за да не се налага да се сменя потенциометър, а и няма да пращи/драска.

На Морли е с диод, който може леко да изкривиш и това променя колко да отваря филтъра.На Дънлоп също може с леко преместване на позицията на потенциометъра.

http://www.tdpri.com/attachments/morley_pwv_3-jpg.173883/

[Evtim Djerekarov]

Днес се позанимавах малко, най-накрая намерих, макар и малко по-едричък топфкерн за бобината на Wah-то, също взех и операционни усилватели TL062 (заради ниската консумация), и сглобих "опто-потенциометрите". Ето ги тях, преди и след монтажа на малка платчица:

 

 

 

С известен късмет, умерих правилната дебелина на проводника (0.15мм диаметър) и около 360-370 навивки, при ядро с AL=~4000, за да получа правилната индуктивност от около 500-550 mH при съпротивление около 14 ома - същите параметри като на бобината на Dunlop.

Трудно ми беше, да я измеря, понеже моите уреди правилно показваха 1.6mH при 20 навивки и 10mH при 50 навивки, обаче при около 360-370 навивки, единият уред незнайно защо показваше 111mH, а другия беше извън диапазон (той мери до около 90mH). Накрая я измерих, като й проверих импеданса при 100Hz (от слушалковия усилвател на компютъра, в интерес на истината ) и установих, че в действителност, индуктивността е около 540mH, което е достатъчно добре. Ето я разглобена и сглобена (че и парафинирана):

 

 

 

Ето и схемата на Wah-то, като съм сменил входния буфер с JFET такъв, въпреки, че ми се иска да има по-нисък изходен импеданс, за да го ползвам за не-тру-байпас. Но това вече е компромис с консумацията на ток.

 

 

На картинката се вижда една колона с текст, показваща зависимостта от позицията на потенциометъра (Ако е линеен) в стъпки от 5%, и честотата на която се получава резонансния пик на Wah ефекта. Прави впечатление, че зависимостта е далеч от линейна, а също, че при нормално "потенциометърно" уа, работа не върши нито линеен, нито логаритмичен потенциометър. За да имаме относително плавно плъзване на честотата на ефекта с движението на педала, а също и да имаме мъртви зони в краищата (в диапазона на копчето за байпас, например), трябва да имаме по-особена крива на промяна на съпротивлението, която до колкото разбрах, трябва да е нещо такова:

 

 

Остава да помисля още малко върху управляващата схема, и да налепя "версия 1" на експерименталната платка, да видим какво ще излезе.

 

Ще публикувам самата схема на управлението, като и ако започне да работи предвидимо и добре. Ако не - ще прибегна до вариант MCU + цифров потенциометър.

Редактирано Януари 25, 2018 от Evtim Djerekarov

[Evtim Djerekarov]

След в общи линии цяла нощ запояване, разпояване, мерене и малко псуване (нали с блага дума казват, всичко потръгва), стигнах до версия 0.1 alpha на оптичното уа. Както може да се очаква, а и както е видно от дясната част на експерименталната платчица, първоначалната идея за управление не проработи много добре, и то поради бързане в проектирането (ОУ няма аванс от захранващо напрежение), поради което го опростих, и сега управлението на тока през диодите е "нещо-като" логаритмично и средната точка не е точно 50К+50К, а е ~41К+43К, а и се наложи да сложа 100К резистори в паралел на фотосъпротивленията, също така, в крайно положение, съпротивлението сега не пада под 5К.... има още какво да се домисля, но все пак работи, при това мисля, приемливо. Още не мога да разбера дали всичко е наред (Струва ми се, че има по-малко остър Q-фактор), но иначе ми харесва плавността, с която работи. Трябва да помисля още върху управлението, може да се наложи, да го преправям.

 

Ето снимчица на платката:

 

 

Ето и първото малко демо. Все още не е сглобено (а и погрешка съм обърнал действието на педала наопаки), но в общи линии се вижда, че честотата се регулира приемливо плавно. За съжаление, няма как да свиря докато снимам и движа педала, но мисля, че се разбира каквото трябва, за първоначална демонстрация на идеята:

 

TinyPic не може да ми качи файла, затова го пращам като линг за сваляне:

 

http://www.yourfilelink.com/get.php?fid=1470892

 

Бих се радвал, на дискусия, както за този проект, така и по принцип за опита ви с Wah педали.

Редактирано Януари 27, 2018 от Evtim Djerekarov

[Heartman]

Добре работи.Звучи като Crybaby сякаш, но за да се разбере трябва да се свири, а тука няма възможност.Поздравления,че е тръгнало!

[Evtim Djerekarov]

^ Благодаря, то си е за поздравления, с тая каша, която стана откъм страната на управлението....

Накрая, трябва да го махна цялото, и да го налепя човешки.

Редактирано Януари 27, 2018 от Evtim Djerekarov

[Evtim Djerekarov]

Направих някои модификации, сега имам пълният диапазон на регулация, като че ли с доста приемлива плавност. Ще взема едно Crybaby да сравня, и ако всичко е ОК, ще постна снимки и схема на управлението. Интересно е, че имам едно Wah - Ibanez WF-10, което звучи наистина доста различно от CryBaby-тата - звука доста повече наподобява изразително и дълбоко "УА" и обхваща и средните честоти, докато и моя тест, а и клиповете из интернет ми говорят, че CryBaby-то звучи някак си по-въздушно, повече като високочестотна украска на звука, без тона да е толкова фундаментално различен. Какъв е вашият опит с уа педалите, по отношение на цялостното им звучене. Как бихте го описали. Можете ли да ме насочите към конкретни модели, или клипове, които демонстрират уа педали, които са ви направили впечатление?

Редактирано Януари 28, 2018 от Evtim Djerekarov

[Baby Thomas]

Нещо с Кърк?

[Evtim Djerekarov]

^ Не разбрах хумора. Попитай по друг начин, ако е някакъв въпрос.

 

Иначе, вчера сравних вкъщи GCB-95 с моята схема и в общи линии не намирам никаква разлика, нито в звука, нито в плавността на регулация, което е, мисля, добре. На волюм педала има място отстрани за потенциометър, и за едно плъзгащо ключе - мисля да направя потенциометъра "Q-factor", а с ключето да могат да се избират 3 диапазона на sweep на честотите. Може и евентуално да сложа още едно, което избира малко/нормлано/повече средночестотно съдържание в звука.

 

Колкото до експерименталната платка, в момента се опитвам да измисля по-проста и температурно стабилна схема на управлението. Не, че тази не работи, нo за всеки случай. Пък и надявам се, този път да проработи без модификации, че да я налепя по-красиво.

Редактирано Януари 29, 2018 от Evtim Djerekarov

[Evtim Djerekarov]

Ето и два семпъла, които вчера драснахме набързо със собственика на Crybaby-то.

 

Crybaby GCB-95:

 

Моето оптично уа-уа:

 

Като изключим, че има около полутон разлика в честотите (Crybaby-то e малко по-ниско, поради това, че техните бобини обикновено са над 500mH (560-580mH). Но това се оправя доста лесно, а мисля, както вече казах, да сложа ключ, който мени sweep range-а.

Редактирано Януари 29, 2018 от Evtim Djerekarov

[Heartman]

Направо са почти еднакви с crybaby-то.

[jabs]

Направо са си еднакви, мен ако питаш, на Евто уато според мен по-бързо реагира, тоест хода на педала за постигане на 

еднакво уа е по-къс... иначе си е 1:1.