martes, 24 de marzo de 2009

DIY - Electrónica para guitarristas - I

Introducción

Todo guitarrista llega a un punto en el que está insatisfecho con su sonido. Empezamos a comprar guitarras de otros tipos, amplificadores, pastillas, etc.
Las guitarras son caras, los amplificadores también y, una de las típicas ideas es comprar una guitarra barata con relativa calidad y mejorarla con nuevas pastillas, herraje y electrónica.
Incluso, si realmente no lo necesitamos, tener una guitarra barata símplemente para probar nuevas pastillas y diseños de cableado siempre es divertido.

Pero, somos básicamente guitarristas. Puede que alguno sea experto en electrónica pero, la mayoría no lo somos. Así que, cuando pensamos en cambiar las pastillas o realizar alguna modificación a la electrónica actual, nos da miedo destrozar la guitarra. La mayoría debe escoger entre dejar la guitarra en manos de un técnico pero, muchos otros descubrirán que, al final, puede ser fácil y divertido hacerlo uno mismo.

Yo llegué a esta situación algunos años atrás, y quise aprender cómo modificar la electrónica de mi guitarra por mi mismo, sin tener que estudiar electrónica.
Empecé mi búsqueda en el forum de Seymour Duncan's forum (http://www.seymourduncan.com/forum), donde he participado durante 3 años (aunque, actualmente, me dí de baja y eliminé todos mis mensajes).

Empecé sin ninguna idea y, actualmente, he diseñado cientos de circuitos para los miembros de dicho foro, para mí mismo, para mis amigos e, incluso, he vendido diseños a guitarristas de estudio, auténticos fanáticos de las modificaciones en las guitarras o guitarristas normales. He realizado diseños desde lo más simple a los más complejo que puedas llegarte a imaginar (hay gente realmente complicada) y, mi intención con esta serie de blogs es transmitirte las mismas ideas básicas que yo manejo para poder diseñar circuitos por tí mismo y obtener la satisfacción de "ésto lo he hecho yo y funciona".

A lo largo de los blogs, no pretendo ser electrónicamente preciso, sino transmitir la idea de un guitarrista a otro, de forma que sea fácil aplicar los principios electrónicos, sin tener que llegar a profundizar de forma exagerada en los mismos.



Conceptos Básicos

Puedes estar muy contento porque ninguna modificación electrónica que hagas a tu guitarra puede estropearla, ni tampoco afectar a tu amplificador.
Por tanto, si nada se puede estropear... ¿por qué no probarlo?. No se va a quemar nada, no te vas a electrocutar. Lo peor que puede pasar es que no obtengas sonido. Se busca el motivo, se soluciona y ¡ya está!.


Señal y tierra

Para que la electricidad funcione, se necesita un punto en el circuito con carga negativa y un punto con carga positiva. La electricidad viaja del negativo al positivo, por definición (aunque nadie sabe realmente en qué sentido viaja).

Todo componente electrónico deberá, por tanto, estar conectado a un polo positivo y otro negativo, para que fluya la corriente en su interior.

En el caso de la guitarra, la señal es la parte del circuito que está ligada al polo positivo y, como su nombre indica, contiene los impulsos eléctricos que se convierten en sonido.

La tierra es un concepto un poco más complicado de entender pero, puedes imaginarte la tierra como una especie de cubo de la basura, donde tiraremos aquellas partes de la señal que no nos interesa utilizar. La tierra se llama así porque, finalmente, toda conexión está ligada a la tierra de tu instalación eléctrica, que acaba en una especie de poste metálico enterrado en el suelo, donde se envían todas aquellas frecuencias o señales indeseadas.

De momento, quédate con la siguiente idea: la tierra nos sirve para derivar frecuencias indeseadas o parte de la señal de nuestro sonido y tirarlas a un agujero negro. Hablaremos más tarde de todo ésto.



Pastillas


¿Qué es una pastilla y cómo funciona?
Una pastilla es una especie de mini generador eléctrico. Básicamente, consiste en una bobina de hilo de cobre enrollada sobre unas piezas metálicas (que son magnéticas, en el caso de pastillas simples, o no magnéticas, en el caso de humbuckers) o apoyadas en una barra magnética.
Los imanes o barras magnéticas sobre las que se apoya la bobina crean un campo magnético, que se extiende hasta la región donde se situan las cuerdas de la guitarra.

Cuando se toca una cuerda, ésta empieza a vibrar. La cuerda, que és metálica, produce una alteración en el campo magético creado. Esta alteración induce una corriente eléctrica en la bobina, que equivale a los cambios que se producen por la vibración de las cuerdas.

Esta señal eléctrica es muy débil, de entre 60 a 450 milivoltios (no puede dañarte en absoluto) y, por tanto, necesitamos amplificarlas para que puedan ser escuchadas. Esa es la función de un amplificador de guitarra.

Así que, imaginate a la pastilla como una pila (generador) que se abre (crea electricidad) solo cuando las cuerdas vibran. La naturaleza de la señal variará con la fuerza que has empleado al tocar, al tirar o golpear las cuerdas.

Hemos hablado de señal y tierra antes. Bien, el cable de la bobina de una pastilla estará unido a la tierra en un extremo y a la señal en el otro, para crear una diferencia de potencial entre la referencia (tierra) y la señal creada por el cambio en el campo magnético. Asimismo, al conectar a tierra la pastilla, ciertas interferencias y ruidos capturados por el largo hilo de cobre que forma la bobina (y que actúa como una antena), son enviados a tierra.


Pastillas simples y dobles (humbuckers)


Una pastilla que contiene una única bobina se denomina "pastilla simple (single coil)" y, la verás a menudo representda por la letra S, cuando describimos la estructura de pastillas de una guitarra (por ejemplo: SSS, HSH, HSS).
Una pastilla con dos bobinas, se denomina "doble (humbucker)" y la verás representada por la letra H.

Las pastillas simples presentan un problema. El largo hilo de cobre utilizado para crear la bobina actúa como una larga antena y recoge muchos sonidos indeseados (radio frecuencia, luces fluorescentes, motores eléctricos, etc.) y crea un ruido (hum) en frecuencias cercanas a 50 - 60 Hz.

Les Paul se dió cuenta de que, oponiendo dos bobinas, con polaridades eléctricas y magnéticas opuestas, algunas frecuencias del espectro se cancelaban, eliminándose el típico ruido (hum) de fondo de las pastillas simples. Por eso se llaman Humbucker.


Polaridad Inversa / Bobinado Inverso (RP/RW)

Originalmente, las pastillas de las Fender Stratocaster, seguían todas la misma dirección de bobinado (misma polaridad eléctrica) y misma polaridad magnética.
Tras el descubrimiento de las humbuckers, se hizo evidente que, si una pastilla (la del medio) se bobinaba en dirección opuesta a las otras (polaridad eléctrica) y se cambiaba la polaridad del campo magnético, cuando se combinara dicha pastilla (medio) con cualquiera de las otras dos (puente, mástil) se obtendría una humbucker virtual, cancelandose el desagradable ruido de fondo típico de las pastillas simples.
Por tanto, las Strato que incluyen una pastilla RP/RW, son silenciosas en las posiciones intermedias (mástil-medio y medio-puente).

Cuando dos pastillas tienen identica polaridad eléctrica y magnética, se dice que están "fuera de fase" y, el sonido resultante es un poco hueco, delgado, débil y chillón. Curiosamente, el típico "quack" que se asocia con las stratocasters, está producido por tener las pastillas "fuera de fase" en las posiciones intermedias.
Las pastillas RW/RP ponen "en fase" dichas pastillas, convirtiendo el sonido en más fuerte, lleno y libre de ruidos pero, eso también elimina el típico "quack" que tanto gusta.


Paralelo y Serie

Cuando dos bobinas están conectadas en serie, el extremo de una bobina está conectada a tierra, mientras que el otro extremo está unido a uno de los extremos de la otra bobina, el extremo restante es la salida de la señal de ambas pastillas, como si se trataran de dos vagones de un tren.

Cuando dos pastillas están conectadas en parallelo, un extremo de cada una está conectado a tierra y, el otro a la señala. Las dos pastillas funcionan como coches en carriles paralelos.

La conexión en serie es típica en las pastillas humbucker. La salida serie es mucho más fuerte, se ensalzan graves y medios y, la pastilla gana fuerza pero pierde un poco de definición, las humbuckers tienen un solido más cálido.

La conexión en paralelo es la típica que puede escucharse en las posiciones intermedias de las Fender stratocaster. El sonido es más bajo, delgado y un poco "vacío" pero, mucho más claro y definido.
Incluso la posición intermedia de guitarras con pastillas simples o humbuckers, es tradicionalmente paralela, incluso cuando combinamos las dos humbuckers de una Les Paul.

Los seis sonidos de una pastilla humbucker


Teniendo en cuenta todo lo explicado arriba, se pueden obtener hasta 6 sonidos diferentes combinando dos bobinas (o las bobinas de una humbucker).


  • Bobinas en serie y en fase (modo humbucker típico)
  • Bobinas en serie y fuera de fase
  • Bobinas en paralelo y en fase
  • Bobinas en paralelo y fuera de fase
  • Bobina exterior sola
  • Bobina interior sola
La fuerza de la señal es mayor cuando las bobinas están en serie y en fase. La combinación más débil es justamente las bobinas en paralelo y fuera de fase.

Como puedes imaginar, podemos combinar dos pastillas (independientemente de cómo sus bobinas están internamente conectadas) de las mismas formas que dos bobinas en una humbucker.
Imagínate que tenemos la posibilidad de combinar 2 humbuckers internamente en las 6 formas y, que podemos ademas combinar cada humbucker con la otra en las 6 formas distintas; eso nos da un total de 6 * 6 + 12 = 48 combinaciones de sonido distintas!!!.

¿Tiene sentido preparar todas estas combinaciones?

La respuesta es que normalmente no. Cada pastilla es un mundo. Hay pastillas con una señal muy débil, de forma que si pones sus bobinas en paralelo, obtendrás un sonido tan delgado que será inusable. Por otro lado, existen pastillas con una salida tan fuerte que, poner sus pastillas en parallelo puede repercutir en un sonido más cálido y definido que el obtenido en serie. En otras pastillas, el sonido de una de las bobinas (coil cut) puede ser más deseable que el paralelo. Hay que probar cada  pastilla para determinar qué modos son más útiles para cada uno.

Las barras de imanes ofrecen su propia impronta y definen las características sonicas de la pastilla (así como el tipo de hilo, las vueltas, etc.) así que, en ocasiones, substituir el iman por otro tipo puede marcar la diferencia.


Jaula de Faraday  / Apantallado

Es hartamente conocido que, para minimizar la captación de interferencias, un circuito debe estar aislado dentro de una jaula metálica y que dicha jaula debe estar conectada a tierra, para enviar las interferencias ambientales a tierra.
Por ejemplo, la cavidad que contiene la electrónica de la guitarra puede ser recubierta de hojas de cobre o aluminio o pintura conductiva, para crear una "jaula de Faraday" donde todos los componentes electrónicos de la guitarra quedan protegidos de interferencia.

Cada componente electrónico debe ser conectado a tierra (cada potenciómetro, interruptor, bobina, pastilla, etc.).
Por tanto, todo componente está conectado a una tierra común (generalmente un tornillo insertado en las paredes de la guitarra, previamente apantallada).
Toda guitarra tiene un cable desde el punto común de tierra al puente de la guitarra, que está en contacto con las cuerdas y, las mismas en contacto con nosotros. Nosotros, estamos de pie, conectados a la tierra, por tanto, cuando ponemos nuestras manos encima de las cuerdas, estamos cerrando el circuito y, permitiendo eliminar los ruidos lanzandolos a tierra a través de nuestro cuerpo.

Es fundamental tener todos y cada unos de los dispositivos bien conectados a tierra y, que dicha tierra sea de calidad, para minimizar los sonidos indeseados.
Si hay una mala tierra en tu red eléctrica, podrías incluso recibir una descarga eléctrica importante, piensa que dentro del amplificador se manejan voltajes de entre 350 a 480 Voltios.

Si tu amplificado utiliza un enchufe con 2 polos (positivo, negativo y tierra), utiliza siempre enchufes que incluyan tierra y, alargos que incluyan tierra.

Adicionalmente, cualquier dispositivo con una tierra deficiente introducira ruidos indeseables. Ya te habrás dado cuenta de que el ruido de fondo del amplificador disminuye drásticamente cuando apoyas tus dedos en las cuerdas de la guitarra. Cada componente mal conectado a tierra introduce y aumenta el nivel de ruido.


Seguirá...

En el siguiente blog, hablaremos de cómo funciona cada unos de los componentes electrónicos presentes en una guitarra eléctrica (pastillas, interruptores, jack, potenciometros, resistencias, condensadores, etc).

¡Mantente alerta!

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