Stämapparat - bygga själv?

[labmaster]

Ja, eller så är det puckat att bygga en elektronisk stämapparat till en akustisk gitarr.

Men va f-n, du har ju fått några lösningsförslag så det är väl bara att sätta igång. Vill du lösa det med en FFT i en mikroprocessor så går det fint. Jag har lyckats med en 256 byte FFT för realtidanalys i en AVR AtMega168 så det kan mycket väl fungera i en gitarrstämmare för tondöva.

[bearing]

Om du mäter 165 herts tror jag att det antingen är så att strängen går över till att främst svänga i första flageolett efter en stund, eller att den får någon annan sträng i resonans i den frekvensen.

[cfog88]

Ja, 165 Hz är den första overtone av E strängen. Den är starkaste signalen i första stunden efter att man har rört på strängen. Finns en massa andra harmonics från den, som ligger på n*82.4Hz, där n är 2,3,4,5...

När n är 2,4,8,16,32... , är det ändå "E" så om du inte visar vilken "E" den är spelar det ingen roll om du mäta upp 165Hz eller 82.4Hz.

[4kTRB]

Fast jag tycker ändå att om oscilloskopet visar en jämn sinus på 165Hz
så är det man hör och inte 82Hz. Nej jag håller fast alla andra strängar
så de inte ska svänga med. Det är omöjligt att få en 82Hz ton helt enkelt.

[labmaster]

Vad får du för frekvens på signalen om du mäter när du håller ned 5:te bandet på den tunna E-strängen?

[4kTRB]

Ca: 330Hz utan nedtryckt.
Ska testa med nedtryck. Återkommer.

[prototypen]

Är det liksvävig stämning ni strävar efter så ska det vara en oherrans massa decimaler med.
Jämna tonsteg är tex 440 Hz * 2^1/12 för nästa halvton.

Stämapparater hade till för ≈10 år sedan en ren kvint så det kanske inte är sådär enkelt att bygga ihop på en kväll.

Flyglar kan ha en lite annan stämning, oktaven är inte helt ren, den höjer lite för varje oktav uppåt.

Protte

[bearing]

Fast jag tycker ändå att om oscilloskopet visar en jämn sinus på 165Hz
så är det man hör och inte 82Hz

Anledningen till att en gitarr låter som en gitarr är för att den har en unik blandning av grundton och övertoner. Är du säker på att du ser en ren sinus 165 Hz? kan det vara så att det finns filter på vägen mellan gitarren och oscilloskopbilden?

[4kTRB]

En mikrofon, i och för sig en billig kareoke, Velleman, och en
väldigt enkel mikrofonförstärkare. Det är allt. Och ja, efter ca:
2 sekunder svänger en sinus på 165Hz som det triggar fint på.
Under de första sekunderna finns 2 sinusformade toppar med
ett avstånd emellan sig som motsvarar 82Hz men mellan de
topparna finns en lägre amplitud med en bågformad form som
sedan gradvis går över till en fin sinustopp och fyller ut mellanrummet
och ger en 165Hz ton totalt och det är den som hörs en bra stund.

[Barry_Lyndon]

Skoj projektidé! Gitarren är som antytts tidigare ett tempererat instrument, så det blir inte exakta "matematiska" intervall utan man kompenserar lite för att alla skalor ska funka hyfsat utan att låta illa.
Det finns även en del andra faktorer som spelar in, t.ex intonation (stränglängden i samspel med bandstavarnas position) som gör att olika gitarrer stämmer olika bra på olika positioner på halsen. Men det brukar man inte störa sig på förrän man spelat ett antal år (eller har bra gehör). Jag brukar grundstämma efter apparat och sen kompensera en aning tills jag hittar en stämning som passar just den aktuella gitarrens intonation bra.

Paul Guy som länkades innan kan sina grejer, han ligger bakom "true temperament"-halsen om jag minns rätt.

PS du kan variera mängden övertoner något genom att slå an närmare stallet eller närmare mitten av strängen. Att du får lite svajig ton de första svängningarna är normalt, det beror på hur hårt du slår an och är för att strängen spänns lite mer just då. Det är den största anledningen till att Midi-system för gitarr ofta har (eller haft, numera finns nog lösningar på det) lite eftersläpning, det tar helt enkelt tid att bestämma vilken frekvens som spelas.

[Nerre]

Är du säker på att du ser en ren sinus 165 Hz?

Det är ju oerhört svårt att se om en sinus verkligen är "ren".

En ljudsignal har ju i varje enskilt ögonblick bara en nivå, zoomar man in några perioder så ser det väldigt mycket ut som sinus, men innehåller signalen övertoner så är kurvformen inte riktigt sinus. Övertonerna ger ju inga "hack" eller "spikar" utan de ger små avvikelser från den rena sinusformen.

Det är just därför man behöver en spektrumanalysator.

[psynoise]

Att påpeka också är att en gitarr har väldigt lite övertoner jämfört med många andra instrument. Är nu inte helt säker men ett svagt minne säger att det är endast upp till 3:e övertonen som är markant hörbar. Detta förklarar varför distorsionseffekter är vanliga och inte minst varför spelsättet ofta skiljer sig jämfört med piano och synth.

[SM7CZR]

En mikrofon, i och för sig en billig kareoke, Velleman, och en
väldigt enkel mikrofonförstärkare. Det är allt.

Kan man tänka sig att mikrofonen inte klarar strängens grundton så bra utan den registrerar övertonen lättare?
Eller är det kanske mikrofonförstärkarens fel?

[labmaster]

Det är helt fantastiskt vilka diskussioner det kan komma upp när någon öppnar en tråd om en av de mest triviala problemställningar.

Jag har inte kollat hur kommersiella gitarrstämmare är konstruerad men de flesta som bygger hobbylösningar använder digitala filter i en mikroprocessor. Det finns en del studentprojekt vid olika universitet i USA dör studenter byggt "stämmare". Det är inte helt ovanligt att dessa studenter använt MatLab för att räkna fram filterkoefficienterna. Om jag inte minns fel har jag sett implementationer med såväl tredje ordningens filter som med femte ordningens filter.

Oavsett om TS ser en tydlig Sinus eller ej så måste han bestämma sig för hur gitarren skall stämmas och det finns ett antal olika alternativ. Grundalternativet eller det som brukar heta standard är att det skall vara 440Hz då man håller ned band 5 på den tunna E-strängen.

Om TS skruvar till den Tunna E-strängen så att det blir 440Hz då han håller ned band 5 så kan han sedan mäta frekvensen för E-strängen utan att hålla ned något band. När han sedan skall stämma av nästa sträng två nedifrån så håller han ned band fem på denna och då skall han få samma ton som på den tunna E-strängen. Mäter han sedan sträng två så får han reda på frekvensen för denna sträng och den tonen kan då använda för att stämma sträng tre genom att hålla ned band fyra.

Från sträng fyra till sex är det återigen band fem som gäller med samma algoritm som när han stämde sträng två i förhållande till den tunna E-strängen.

Om jag räknat rätt så bör det vara 110Hz på den tjocka E-strängen när man håller ned band 5 men det kanske någon nämnt redan i tråden.

Rekommendation: Skippa nu mätningarna med oscilloskopet och sätt igång att designa sex digitala filter och implementera dessa i en mikroprocessor eller skit i hela projektet och stäm gitarren med stämgaffel. Eller baka ihop ett program med en kraftfull FTT algoritm som går att köra i realtid i en mikroprocessor.

[MattiasJ]

Och för att göra allting ännu besvärligare beror det på vad man stämmer. Även om stämmaren vissar perfekt stämning kan det ändå behövas lite "humanisering" innan det faktiskt låter bra och man kan spela med någon sorts njutning.

Två av mina gitarrer, en av ukulelarna, min mandolin och elbasen behöver lite efterjustering för att klinga riktigt fint - trots att de stämmer fint över banden. Och då kan stämmaren säga vad den vill! Till syvende og sidst är det ändå örat som har rätt.

Jag har fyra eller fem stämmare i varierande prisklasser och utföranden, men den jag använder mest är faktiskt gStrings i min Android-telefon...