Tonewheel / äänikiekko -urku -projekti. Hammond-teknologiaa 30-luvulta tähän päivään

Äänikiekko, äänipyörä (ääniratas?), en ole varma oikeasta suomennoksesta. Kyseessä on keksintö 1900-luvun alusta, joka tunnetaan kenties parhaiten Hammond-uruista.

Hammond-Inspired Tonewheel Organ Robot
Hammond-Inspired Tonewheel Organ Robot

Tonewheel-toimintaperiaate on hyvin mielenkiintoinen idea. Metallikiekko pyörii magneetti-pickup-mikrofonin edessä. Kiekossa on hakasia kuten rattaassa joka aiheuttaa jännitteen vaihtelua mikrofonissa, joka vahvistetaan ja viedään kaiutinelementtiin. Pickup-mikrofonissa on saman periaatteen toiminta kuin sähkökitaran mikrofoni. Erilaiset muodot eri kiekkojen reunoissa tuottavat erilaisia ääniä.

Goldschmidt tone wheel (1910), used as an early beat frequency oscillator
Goldschmidt tone wheel (1910), used as an early beat frequency oscillator
Rheotome-cylinders and electric-brushes used on Telharmonium (1896)
Rheotome-cylinders and electric-brushes used on Telharmonium (1896)

Tässä projektissa on 6 kiekkoa ja 6 mikrofonia. Eri nuotit/äänenkorkeudet saadaan muuttamalla kiekkojen nopeutta (askelmoottori pyörittää). Useaa kiekkoa voidaan käyttää samanaikaisesti, jolloin syntyy harmonioita. Monet ovat varmasti nähneet joskus urun, jossa on vetimiä. Hammond-uruissa nämä vetimet liikuttavat mikrofonia kiekkoon nähden. Kun vedin vedetään pohjaan, mikrofoni on lähinnä pickupia, jolloin sen äänen voimakkuus on suurin. (Pillejä käyttävissä uruissa vetimet toimivat avaamaan ilmavirtoja eri putkiin).

Oheisella videolla esitellään projekti – Making a Robotic Musical Instrument | Organ Robot Build:

(Testaus alkaa 21:10).

(Projektin sivut: Hackaday.io – Hammond-Inspired Tonewheel Organ Robot)

Äänikiekko pyörii ja pickup-mikrofoni rekisteröi kiekon muodon vaihtelevana jännitteenä
Äänikiekko pyörii ja pickup-mikrofoni rekisteröi kiekon muodon vaihtelevana jännitteenä

Ääneltään tuo ei ole mielestäni niin kaunis, mutta idea on hyvä ja toteutus erittäin mielenkiintoinen.

Vanhemmissa Hammond-uruissa on melko uskomaton äänikiekkojen määrä, 93 kappaletta -jokaiselle äänelle omat, sekä harmoniat. Myöhemmissä versioissa 60-luvulla tonewheel-kiekkoja tarviittiin enää esimerkiksi 12kpl, jolloin transistorien avulla saatiin näppärästi muutettua äänten taajuuksia painetun koskettimen mukaan. 70-luvlla mentiin jo kovaa vauhtia täysin elektronisia, äänikiekottomia ratkaisuja kohden. Äänikiekkojen huoltaminen sekä niiden raskaus eivät olleet erityisen toivottuja ominaisuuksia.

Oheisilla videolla esittellään Hammond-urkujen äänentuotantoa.

How A Tonewheel Generator Works (by synthpro):

Hammond Organ Tone Generator:

Hammond M3 -urun testausta – Hammond M3 MKR Bass Foldback:

Hammond M3 -urun tonewheel-osio
Hammond M3 -urun tonewheel-osio
Hammondin pyörivät äänikiekot ja pickup-mikrofonit
Hammondin pyörivät äänikiekot ja pickup-mikrofonit
A Hammond C-3 organ
A Hammond C-3 organ

Itseä kävi kovasti kiehtomaan työ äänikiekko-teknologia ja sen hieno ääni kaikessa toimintaperiaatteen yksinkertaisuudessaan.

Nykyään kaikki urkuäänet saadaan vaikkapa Yamaha Reface YC -syntetisaattoriin. N. 300 euron hintaan.

Yamaha Reface YC Synthesizer Demo by Sweetwater:

YAMAHA REFACE YC
YAMAHA REFACE YC

Kyseisessä soittimessa on valittavissa viisi historiallista urkutyyppiä:

  • H Sets a distinctive electric organ sound from the 1960s, characterized by sine- like waveforms that are simple yet warm. This sound was used in many genres of music, such as rock, pop, and jazz.
  • V Sets the sound of a transistor organ from the 1960s. With harmonic content very close to that of a square wave, it is notable for highly present tones. This type of organ was often used in psychedelic rock and ska.
  • F Sets the sound of a transistor organ from the 1960s. This organ is notable for a thick sound with its sawtooth com- ponent boosted in volume. It was put to use in 60s pop music and the alterna- tive pop of the 90s.
  • A Sets the sound of a transistor organ made in Japan during the 1970s. This organ was notable for a bright sound similar to that produced by the sawtooth waveforms of a synthesizer.
  • Y Sets the sound of a Yamaha transistor organ that was released in 1972. With harmonic content very close to that of a square wave, it was characterized by highly present tones in the high range and extreme sound crushing when distortion was increased.

Nämä ovat sellaisia laitteia, joita ei ehkä osaa arvostaa kuten niitä olisi arvostanyt 1930-luvun Hammondkeikkailija :D.

Lähde: Hackaday – TONEWHEELS WARBLE IN THIS ORGAN-INSPIRED MUSICAL INSTRUMENT