Unas piezas de Lego tocan la guitarra mejor que tú

Parece ser que Skynet está a la vuelta de la esquina. A las pruebas me remito:

Aún nos queda la esperanza de que sea fake.

Ya de paso os dejo esta otra marcianada hecha por el hijo del dueño de la fábrica de los lego, espero. Atención a la parte del básket.

Pedal para guitarra TS808 - Capítulo OCHO

El siguiente paso es conseguir una conmutación que permita bypasear el circuito mediante pulsador y que sea lo bastante dura como para aguantar muchos pisotones. Lo más fácil es usar un pulsador conmutador de  3 polos en 2 posiciones, abreviando 3PDT para los amigos. Aquí podéis ver el que me acaba de llegar:

Esta pieza que parece un componente de lo más vulgar es bastante caro y no suele estar disponible en tiendas del MunRealTM. Al final me costó "solo" 4€ envío incluido.

Es un interruptor interesante, vamos a situarnos:

El interruptor más simple sería un SPST, un polo, un camino (abierto o cerrado)

El conmutador más simple sería el SPDT, un polo, dos caminos (que se conmutan)

El conmutador más simple que se podría usar para este tipo de bypass sería el DPDT, dos polos, dos caminos cada uno.

Pero ya puestos nos interesará otro polo más que usaremos para controlar un led que nos indique si el pedal está en funcionamiento o no. Así tenemos el 3PDT, tres polos, dos caminos cada uno.

La conexión es algo así:

En la foto vemos la posición OFF, la guitarra es dirigida a través del cable rojo directamente al altavoz. La señal pasa limpiamente. El led está conectado por un lado a la tensión de alimentación pero no pasa corriente porque el circuito está abierto.
Cuando se pisa el pulsador, pasamos a ON, las tres palancas cambian la posición a la vez y en esa situación la señal de guitarra es dirigida al cable verde, atraviesa el circuito y sale hacia el altavoz. Simultáneamente se cierra el circuito del led permitiendo que se ilumine.

Además es muy útil que la pila se desconecte cuando no hay cable conectado al pedal para que así no se vaya gastando. Para eso hará falta un  Jack de 6,5 estéreo. Uno como éste:

Normalmente un conector jack estéreo tiene un funcionamiento así:

 

Cada contacto a su sitio, como es de esperar.

En este caso el truco es aprovechar el canal extra para conseguir unirlo a la malla cuando se enchufa el jack mono así:

Así la pila verá un circuito abierto cuando no haya nada enchufado y se cerrará el circuito al poner el jack.

Añadiendo estos detalles a la cría de pulpo podemos decir que ya tenemos un pulpo adulto en toda regla:

En la foto también se aprecia el led de encendido y un conmutador por arriba para convertir el overdrive en booster.

Ya falta menos.

Pedal para guitarra TS808 - Capítulo SIETE

Después de repasar algunos puntos conflictivos del circuito con el tester he detectado una resistencia de 220 Ohms donde debería haber una de 10k. Esa resistencia es la del divisor de tensión con el que se consigue la polarización de 4,5V sobre la cual viaja la onda para que tenga margen entre el 0 y el 9. En mi caso obtenía 8,6V y no había nada de margen y se perdía prácticamente toda la parte positiva de la onda. Así que he cambiado el condensador y el pobre no tenía culpa de nada.

De momento nada más. Pero con la siguiente prueba de sonido veréis que valía la pena el post.

El tono, volumen y gain funcionan perfectamente. Solo me falta buscar una caja metálica de verdad y algunas reflexiones finales.

Pedal para guitarra TS808 - Capítulo SEIS

Ya he he conectado todos los accesorios externos del circuito. Son más de los que parecía.

Así que para manipularlo y probarlo más fácilmente lo he empaquetado todo provisionalmente en una caja de cartón de la siguiente manera:

Aquí ya se ve más claro, entrada a la izquierda, salida a la derecha, interruptor para la pila y potenciómetros para volumen, distorsión y tono. Ahora sí he podido conectar la guitarra y el altavoz para escucharlo pero el resultado es uno de los sonidos más horribles que jamás habréis padecido. Para los muy atrevidos más adelante hay unas pruebas de sonido.

Ahora se trata de encontrar el origen de tanto dolor acústico. Para intentar ver el punto en que una melodiosa guitarra se pudre he montado una especie de sonda que me permita escuchar la señal a su paso por el circuito para localizar el fallo. ¡Osciloscopio humano!

Y por fin lo que estábais esperando, la prueba de sonido seguida de la localización del componente maldito. Ha resultado ser un condensador que tuve que comprar de un tipo diferente al que se especificaba. Dentro vídeo:

Ahora necesito dos condensadores de 1uF de poliester. Aparte de eso tiene pinta de que va a funcionar. ¡Hay que ser optimista!

Pedal para guitarra TS808 - Capítulo CINCO

Lo siguiente es soldar los componentes, para ello hay que taladrar primero con una broca finísima. Menos mal que he podido usar este maquinote, si no habría tardado mucho y probablemente destrozado la placa:

Aunque el problema es que la broca es tan fina que la máquina no la atrapa así que hubo que engordarlo por medios chapuceros, concretamente enrollando unas vueltas con papel. El resultado es aceptable aunque realmente debía haber usado un diámetro más fino aún.

La lista de componentes ha sido bastante complicada de conseguir. No quiero entrar en detalles pero supongo que al ser un diseño bastante antiguo se usaban componentes que actualmente son menos comunes. He tenido que tomar varias alternativas a los valores especificados, los transistores tienen otro "pataje" y los he tenido que cruzar, los condensadores no son del valor exacto ni del tipo que se aconsejaba, y he tenido que rebuscar varias veces en este infierno de resistencias con los dichosos coloritos, del integrado casi tendría que hacer un post completo (seguramente lo haga)...

Así que vete a saber lo que saldrá... pero tampoco vamos a estar testeando en la protoboard, no? Eso sería demasiado serio. Aquí vemos la primera fase con las resistencias:

Y aquí el estado actual con todos los componentes soldados. Los leds no son necesarios, los he añadido yo para que quede más interesante. Un circuito sin leds es como un jardín sin flores.

Pedal para guitarra TS808 - Capítulo CUATRO

Por fin llegamos al momento que más me interesaba de todos. El revelado, atacado, insolado, como se llame de la placa de circuito impreso. Ya había hecho antes varios circuitos con diferentes técnicas como:

Pinchar los componentes en la protoboard

Soldar en una placa perforada, esto es una radio FM que hice hace tiempo vista por ambas caras. Las pistas se hacen uniendo los puntos con estaño o con cable.

Soldar en una placa comprada tipo sales-kit, concretamente es un emisor FM.

Así que me faltaba tostar mi propia placa de cobre. Vamos a ver el proceso, pero antes de empezar tengo que agradecer el trabajo de Kandahar que vino a ayudar (de lejos), a hacer fotos y sobre todo a curiosear.

He usado una placa de baquelita virgen, es decir, que tiene una base dura y encima una finísima capa de cobre pero sin ninguna protección encima. En este caso voy a proteger las pistas del circuito con rotulador permanente. Me imprimí las pistas y usé el papel como guía.

Con una pedazo de sierra prestada corté la parte de interés:

El producto que he usado para chamuscar el metal es el Cloruro Férrico (Hexahidratado) que es capaz de hacer una violenta reacción Redox con el cobre:

 

2 FeCl₃ + Cu⁰ → 2 FeCl₂ + CuCl₂ 

2(Fe³⁺ + e^- → Fe²⁺)

Cu⁰ - 2 e^- → Cu²⁺

Esto en el lenguaje de la química es una ferocidad de 9 en una escala de 0 a 10.

La presentación no es muy elegante, viene en bolitas similares a crispis:

Hay que añadirle agua caliente y disolverlo bien, como un té más o menos:

Una vez disuelto tiene este pútrido aspecto, aunque no huele mal:

En esa piscinita se sumerge nuestra placa y se ayuda al proceso removiendo la mezcla, podía notarse la fuerza de las reacciones químicas, todo un volcán en erupción.

Aquí pensamos que sería más rápido si poníamos más producto pero la habilidad no acompañó y el bote cayó estrepitosamente salpicando en todas direcciones.

Es un buen momento para recordar que se trata de un compuesto algo peligroso que puede dañar la piel y objetos metálicos. Esto cayó en ambas cosas. Justo un momento antes Kandahar me leía instrucciones de seguridad como llevar guantes, usar pinzas, ventilar la habitación y todas esas cosas que hace la gente seria. Aclarar con un poco de agua y a correr.

Aquí se ve el proceso a medias, algún cobre ya caído y otro no:

Unos minutos después se había degradado todo menos el rotulador:

Aquí salgo aclarando y secando la placa, a algunos os sonará el sitio:

Para quitar el rotulador cogimos prestado un alcohol, había para escoger...

Aquí descubriendo las pistas:

Y el resultado final...

...que es fantástico, y no es por que yo lo diga, huesitos está de acuerdo:

Pedal para guitarra TS808 - Capítulo TRES

Sigo adelante con el miniproyecto de pedal para guitarra. Se me están acabando las excusas en breve voy a tener que ponerme los guantes de currar.

De momento voy a completar el análisis del circuito Tubescreamer. En la primera parte vimos que la mayoría de los componentes sirven como ayudas y complementos pero aún falta lo importante, el núcleo donde se moldea el sonido.

El "Clipping stage" es el módulo de saturación o overdrive (distorsión). "Clip" sería recortar, se trata de limitar la amplitud de las ondas para deformarlas. Lo importante y lo que marca la diferencia es la cantidad de recorte y las frecuencias que se ven más afectadas.

Esto se puede simplificar un poco interpretándolo como un amplificador no-inversor:

Su amplificación es G=1+R2/R1

Cuyas resistencias R1 y R2 varían para diferentes frecuencias debido a los condensadores. Además los diodos limitarán la amplitud máxima de la señal produciendo el recorte.

R1 está formado por una resistencia y un condensador, un circuito RC que se comporta como Z=infinito para bajas frecuencias y Z=R para muy altas frecuencias. La frecuencia a partir de la cual se hace patente este cambio es f=1/(2*pi*R*C) que resulta f=720Hz. Es bastante alta, la nota más aguda que se puede tocar en la guitarra son unos 1000Hz pero en realidad todas las notas tienen harmónicos más agudos.

En consecuencia, para bajas frecuencias la Z infinita hace que el circuito sea un seguidor de tensión y la ganancia es solo uno. Para frecuencias altas tendríamos un amplificador cuya ganancia depende del potenciómetro de 500K y puede amplificar entre 10 y 100 veces la señal.

Así podemos controlar la ganancia de esta etapa que se traduce en un mayor recorte y distorsión exceptuando las frecuencias bajas que se distorsionarán menos o nada. Aquí se puede escuchar el efecto conseguido con el ts 808 original, es una distorsión suave y elegante, la nota fundamental apenas ni se distorsiona.

Etapa de Control de volumen y tono.

Nada más empezar hay una combinación RC haciendo filtro paso bajo para atenuar las frecuencias altas.

En el lazo de realimentación y analizando un poco a lo bestia vemos un conjunto RC serie conectado al primer potenciómetro. Cuando lo giremos totalmente a la izquierda tendremos el RC conectado a la entrada de señal y por tanto simplemente atenuaremos más aún las frecuencias altas. Cuando esté a la derecha del todo estaríamos atenuando las frecuencias altas que "vuelven", las de la retroalimentación, así que el amplificador operacional amplificará esas frecuencias para igualar la entrada + con la -. Es decir, en esa posición se amplifican los agudos.

La última sección es un sencillo divisor de tensión regulable para controlar el volumen de salida.

Se acabó el rollo, empieza lo práctico. Mi siguiente paso es encontrar una impresora. ¿Alguien se ofrece?

Pedal para guitarra TS808 - Capítulo DOS

Voy a comenzar intentando entender lo que le pasa a la señal de la guitarra al atravesar el circuito. Por cubrir un poco el expediente. Ya que no hay practicamente nada que diseñar o decidir... al menos tampoco quiero que sea simplemente unir las piezas como un juguete de lego.

Aquí os presento al susodicho:

Y aquí sus vergüenzas:

...de las cuales se puede deducir (lo podrá deducir quien tenga el pedal, claro, no yo) el circuito completo:

Vamos a ir desgranando todas las secciones que se ven en el diagrama, centrándonos sobre todo en las que más importancia tienen en el sonido final.

Arriba a la izquierda hay uno de los primeros conceptos que se estudian en electrónica, los componentes puestos en serie comparten una misma corriente y se reparten la tensión. Tenemos un sencillo divisor de tensión con dos resistencias iguales para obtener 4,5V (que luego se usan por todas partes) a partir de la alimentación de 9V. El condensador puede ayudar a amortiguar altibajos en esa línea. Hasta aquí aún no he perdido a nadie, espero...

A la izquierda tenemos el "Input buffer" cuya función es mostrar una alta impedancia a la entrada del pedal. Con eso se consigue que los hipotéticos circuitos que antepongamos a éste no vean afectado su funcionamiento. Es un seguidor de tensión como los que también se estudian con amplificadores operacionales, la entrada es igual a la salida pero con un comportamiento más conveniente en cuanto a impedancias:

A la derecha de todo, a la salida del circuito tenemos otro seguidor de tensión para hacer el "Output buffer". En principio no afecta a la forma de la señal si no que simplemente prepara la salida para entregar abundante corriente si es necesario.

El circuito ha de poder desconectarse pero de manera que la señal limpia pueda seguir pasando. Para ello tenemos el cuadro Footswitch (Commutador de pie) que controla alternadamente dos transistores JFET. El comportamiento de estos es comparable a un interruptor ya que se convierten en circuito abierto o cerrado según si le aplicamos tensión o no. Así conseguimos que llegue a la salida la señal limpia o la procesada:

Como veis estos módulos sirven para controlar y preparar la señal pero aún quedan los más interesantes, los que dan forma a los sueños de los viejos rockeros. Este capítulo ya ha quedado bastante largo, lo dejamos para el siguiente.

Referencias:
Technology of the TS
Pisotones.com
Emitter follower
JFET

Pedal para guitarra TS808 - Capítulo UNO

Os presento un nuevo proyecto de electrónica con el que voy a intentar conseguir construir una réplica del pedal Ibanez Tube Screamer 808. Es uno de los pedales de overdrive más míticos, popularizado por cracks como Steve Ray Vaughan. No creáis que tiene mucho mérito, éste es uno de los circuitos más populares, todo el mundo lo hace ya que no es difícil y se consigue (suponiblemente) un sonido muy bueno.

De momento ya he hecho un primer paso importante y que espero que me sirva para no echarme atrás: He comprado los componentes y la placa. Bueno, casi todos porque resulta que el integrado tiene historia como para hacer un post para él solo. En próximos capítulos.

Aún me falta la caja y alguna tontería más. Pero sobre todo me preocupa hacer correctamente la placa de circuito impreso. Tengo que insolar, atacar con los ácidos... me parece que voy a tener que tirar varias pruebas a la basura.

Aquí sólo iré apuntando mis avances, si quieréis toda la información:

Tube Screamer en Pisotones.com