Bygge av resonanslåda för stämmgaffel

[Rhadge]

Ska köpa en stämmgaffel, som jag hade tänkt bygga en resonanslåda till för att få en längre ton.

Någon som kan ge tips till mig inför detta?

Tanken är att jag helt enkelt gör en låda med kvadratiska sidor av trä, med ett hål för nedsänkning av stämmgaffeln och sedan ett block på botten av lådan som stämmgaffeln står på, och som fortplantar ljudet.

Jag vet dock inte vad som är optimalt ur akustisk synpunkt, varför jag vänder mig hit.

Redigerat 24 februari 2009 av Rhadge

[YogSothoth]

Eftersom du bara skall förstärka en frekvens (440 Hz?) borde det vara ganska enkelt att bygga en låda som har resonans vid den frekvensen. Har inte detaljerna i huvudet nu, men frekvensen har en specifik våglängd, som man utgår från för att avgöra dimensionerna på lådan. En kvartsvågspipa eller ett horn borde gå att göra relativt enkelt med rätt resonansfrekvens. Om du gör en kvadratisk låda är det nog bra om väggarna är tunna så att de svänger med och bidrar till ljudet.

ps. googla lite på stående vågor, våglängd och liknande, så borde du hitta bra info.

/Andreas

Redigerat 24 februari 2009 av YogSothoth

[Boxcutter]

Jag är ingen materialvetare så jag vet inte vilken typ av trä du bör använda osv, men jag kan ge dig tips om vilka dimensioner lådan bör ha.

De flesta stämgafflar ligger väl på 440 Hz (tonen A) men för säkerhets skull så gör vi detta för en generell frekvens (vilket är väldigt enkelt).

Först och främst ska du ha en av sidorna öppen, dvs du ska inte ha en helt sluten låda. Detta dels för att ljudet skall höras bättre, men också för att lådans dimensioner ska krympa (med en stängd låda kommer du behöva sidor på cirka 40 cm).

Viktigast är att anpassa lådans dimensioner så att du får resonans i öppningen. Detta ger längd

L = v*(2n+1)/4*f där n är ett heltal från 0 och uppåt, v är ljudets hastighet (cirka 345 m/s i ett 23-gradigt, torrt rum) och f är stämgaffelns frekvens.

Vi ser att om vi väljer n = 0 så får vi en längd på 19.60 cm. Detta är alltså längden från ena väggen på lådan till öppningen (jag hoppas det är uppenbart vilken sida som då ska ha denna längd). På detta sätt får du resonans i det ledet vilket troligen räcker för att få en starkare och mer ihållande ton. Om du vill anpassa de två resterande dimensionerna för att få resonans kan det bli lite problem med 440 Hz. De övriga två sidorna (dvs höjd och bas) skulle då behöva vara 39.20 cm långa vilket inte är så tympligt kanske. Dina alternativ är alltså:

1. Gör lådans längd 19.60 cm lång och ha en öppning i ena änden och nöja dig med det.

2. Göra en väldigt stor låda med en sida på 19.60 cm och de övriga två sidorna (höjd och bas) på 39.20 cm.

3. Köpa en stämgaffel med högre frekvens, t ex 880 Hz som fortfarande är A, alla dimensioner halveras då, så att du får en sida på 9.80 cm och de andra två på 19.60 cm.

För att göra en analys av hur noggrann du måste vara när du bygger lådan krävs lite utförligare matematik som vi skippar, låt oss bara säga att du ska försöka ligga så nära de ovannämnda värdena som möjligt (även de värdena är avrundade men till två decimaler, dvs de stämmer på tiondels millimeter). Ett par millimeters fel gör nog ingen större skillnad, men försök att inte göra ett större fel än 5 millimeter.

[Vallhagen]

Våglängden är ljudhastigheten genom frekvensen; l=v/f

Om ljudhastigheten är 343,3 m/s, frekvensen 440 Hz så blir en kvarts våglängd 19.5 cm. (Kontrollräkna gärna innan handling!). Jag skulle konstruera ett rör (eller fyrkantsprofil) med den längden. Öppen i båda ändar. EDIT: Nej ska vara STÄNGD i ena änden. Hjärnsläpp, se Boxcutter för korrekt info.

Det kan finnas bättre förslag.

tjing

Edit: Hoppla, Boxcutter slängde ihop något mer utförligt än mig medan jag skrev... Nyfiken: Varför vill du stänga till ena änden, Boxcutter? Blir det inte fel då? Edit: Se nedan..och ovan.. fan. Hehe

Redigerat 24 februari 2009 av Vallhagen

[Rhadge]

Tack för era svar.

Vi ser att om vi väljer n = 0 så får vi en längd på 19.60 cm. Detta är alltså längden från ena väggen på lådan till öppningen (jag hoppas det är uppenbart vilken sida som då ska ha denna längd). På detta sätt får du resonans i det ledet vilket troligen räcker för att få en starkare och mer ihållande ton. Om du vill anpassa de två resterande dimensionerna för att få resonans kan det bli lite problem med 440 Hz. De övriga två sidorna (dvs höjd och bas) skulle då behöva vara 39.20 cm långa vilket inte är så tympligt kanske. Dina alternativ är alltså:

1. Gör lådans längd 19.60 cm lång och ha en öppning i ena änden och nöja dig med det.

2. Göra en väldigt stor låda med en sida på 19.60 cm och de övriga två sidorna (höjd och bas) på 39.20 cm.

3. Köpa en stämgaffel med högre frekvens, t ex 880 Hz som fortfarande är A, alla dimensioner halveras då, så att du får en sida på 9.80 cm och de andra två på 19.60 cm.

Måste tyvärr säga att jag inte vet vilken sida som då skall ha denna längd.

Jag TROR att 19.60 cm räcker för mina ändamål. Men inte säker.

[Boxcutter]

Jag bifogar en bild som visar vilken sida jag menar.

Edit: Hoppla, Boxcutter slängde ihop något mer utförligt än mig medan jag skrev... Nyfiken: Varför vill du stänga till ena änden, Boxcutter? Blir det inte fel då?

För om du har öppet i båda ändar får du samma problem som om du har stängt i båda ändar, du måste ha en dubbelt så stor låda.

[Vallhagen]

För om du har öppet i båda ändar får du samma problem som om du har stängt i båda ändar, du måste ha en dubbelt så stor låda.

Ja för fan så är det ju. Hehe, jag var tvungen att slå i mig en macka för att öppna min felaktiga tankebana. Det är en halv våglängd som står i en låda / ett rör med båda ändar slutna eller öppna.

Sorry, jag hade fel, du har rätt.

tjing

[Rhadge]

Tusen tack boxcutter!

Hoppas det är okej med några fler frågor.

Var skall stämmgaffeln sedan placeras på/i den box du ritat?

Hur hög/djup skall lådan vara? Spelar det någon roll ifall man har 19,6 eller 9,8 centimeter som längd? Vilket ger längst ton och högst volym?

Redigerat 24 februari 2009 av Rhadge

[laxlaxlax]

Tusen tack boxcutter!

Hoppas det är okej med några fler frågor.

Var skall stämmgaffeln sedan placeras på/i den box du ritat?

Hur hög/djup skall lådan vara? Spelar det någon roll ifall man har 19,6 eller 9,8 centimeter som längd? Vilket ger längst ton och högst volym?

Stämgaffeln på ovansidan, centrerat. Men det spelar ingen större roll, eftersom det är luftens vängningar i lådan som ger upphov till resonansen.

Om du vill göra ett experiment så kan du ta en plastkartong över huvet och sjunga en ton från ditt mörkaste till ditt ljusaste, någonstans kommer du höra att tonen förstärker sig själv. Det är spännande!

[Boxcutter]

Tusen tack boxcutter!

Hoppas det är okej med några fler frågor.

Var skall stämmgaffeln sedan placeras på/i den box du ritat?

Hur hög/djup skall lådan vara? Spelar det någon roll ifall man har 19,6 eller 9,8 centimeter som längd? Vilket ger längst ton och högst volym?

Som sagt, 9.8 centimeter tar du ifall stämgaffeln är 880 hz, om den är 440 hz måste du ha 19.6 cm (eller längre, men jag antar att du inte vill ha en allt för stor låda). Ju större låda desto svagare kommer tonen att bli (tänk dig en flera mil stor låda, krävs mycket energi för att sätta all den luften i gungning) så det är en annan anledning till att ha liten låda.

Du frågar om höjden. Både höjden och bredden kan anpassas så att du får resonans även i de dimensionerna och på så sätt får starkare och mer ihållande ton. Problemet är att eftersom det blir en stängd låda både i höjdled och i breddled (eller hur man nu ska säga det) så kommer höjden och bredden behöva vara dubbelt så långa som längden.

Så om du har en 440 Hz gaffel kommer alltså ha en sida som är 19.6 cm (den som jag ritade på bilden) och de andra två sidorna (höjden och bredden) måste vara 39.2 cm. En låda som är 19.6*39.2*39.2 cm är ganska stor och otymplig.

Det du borde göra är att se till att basen och höjden skapar resonans för övertoner. Du får då in lite övertoner i klangen men det är nog hellre det än att det klingar falskt.

Du kan då ha basen och höjden vid 19.60 cm också, så kommer de resonera för 880 Hz (eller 13.0 cm för att de ska resonera 1320 Hz osv):

Sammanfattning:

För 440 Hz stämgaffel:

Längden i bilden ska vara 19.6 cm.

Höjden kan vara 19.6, 13.0, eller 9.8 cm (jag hade kanske valt 13.0 cm för att det verkar rimligast rent intuitivt, vet inte varför jag känner så).

Bredden kan vara 19.6, 13.0 eller 9.8 cm (här hade jag troligen valt 19.6 cm).

Mina val baserar jag nog på hur resonanslådor jag har sett har sett ut. Jag tycker de har haft typ lika lång längd som bredd men att höjden har varit mindre.

[Vallhagen]

Tusen tack boxcutter!

Hoppas det är okej med några fler frågor.

Var skall stämmgaffeln sedan placeras på/i den box du ritat?

Hur hög/djup skall lådan vara? Spelar det någon roll ifall man har 19,6 eller 9,8 centimeter som längd? Vilket ger längst ton och högst volym?

Edit: Äh, mr Box hann före igen

Redigerat 24 februari 2009 av Vallhagen

[Rhadge]

Tack igen. Grymt informativt. :-)

De lådor jag ser på internet verkar vara av varierande dimensioner.

Skall testa att göra en låda efter dina specifikationer, och se vad resultatet blir.

Kan tillägga att jag tänker använda stämmgaffeln som bordun. Jag vet inte om de extra övertonerna är bra eller dåliga i det syftet?

[Boxcutter]

Tack igen. Grymt informativt. :-)

De lådor jag ser på internet verkar vara av varierande dimensioner.

Skall testa att göra en låda efter dina specifikationer, och se vad resultatet blir.

Kan tillägga att jag tänker använda stämmgaffeln som bordun. Jag vet inte om de extra övertonerna är bra eller dåliga i det syftet?

Tror inte det blir några problem. Alla musik instrument du kan finna spelar ju alltid en superposition av massa olika övertoner när man tar en ton. Hade det bara varit en enda ren ton hade det ju bara låtit som när man spelar upp en sinuskurva (vilket låter väldigt tråkigt).

[Rhadge]

Vilken tjocklek på träet bör jag ha?

Det kanske beror på vilken ytbehandling och träsort jag använder?

[Boxcutter]

Vilken tjocklek på träet bör jag ha?

Det kanske beror på vilken ytbehandling och träsort jag använder?

Som någon nämnde: Ganska tunt så att träet kan svänga med. som en musmatta kanske, eller lite tjockare? Jag vet inte riktigt, men ta inga rejäla plankor bara.

[Rhadge]

Tack igen.

Träsort spelar kanske inte så stor roll, utan det viktiga är kanske att det svänger? Tror jag testar med något som är lite tunnare än en musmatta, och förstärker på vissa håll med pinnar...

Redigerat 26 februari 2009 av Rhadge

[Rhadge]

Hej igen.

Nu är lådan nästan färdig. Tänkte passa på att fråga hur jag skall göra med självaste stämmgaffeln, hur den skall fästas till resonanslådans yta?

Bara att limma, eller bör jag använda något särskilt material? På bilder på nätet verkar dom ha några slags gummi-/träfötter.

Kan tillägga att foten på stämmgaffeln är rund, ifall jag skall limma fast den behöver jag fila den så den blir platt. Detta sabbar inte ljudet hoppas jag?

Tacksam för svar.

[Guitar Nilsson]

Hej igen.

Nu är lådan nästan färdig. Tänkte passa på att fråga hur jag skall göra med självaste stämmgaffeln, hur den skall fästas till resonanslådans yta?

Bara att limma, eller bör jag använda något särskilt material? På bilder på nätet verkar dom ha några slags gummi-/träfötter.

Kan tillägga att foten på stämmgaffeln är rund, ifall jag skall limma fast den behöver jag fila den så den blir platt. Detta sabbar inte ljudet hoppas jag?

Tacksam för svar.

Om du tänkt sänka ned stämgaffeln i ett hål i lådan (har inte läst alla inläggen) så ta en rundstav av lämplig tjocklek och kanske fem, sex cm lång. I pinnen, i längsled borrar du ett hål som är en eller två mm större än stämgaffelknoppen. Limma pinnen i botten på lådan, då blir pinnen en motsvarighet till ljudpinnen inne i en cello eller basfiol. Sen knackar du till med stämgaffeln och ställer ner den i pinnen som i ett pennställ.

Mysig idé att göra en äkta resonanslåda i dessa digitala simuleringstider. Du kan väl fota av den så vi får se?

Tänk på att inte lacka med mjukt båtlack typ Internationals Original. Det dämpar svängningarna väldigt mycket.