Marimba instrumentkonstruksjon Fra kayu malam wood (Diospyros maingayi)

Hamdan, S., Abdul Wahid, H., Musoddiq, I., Og Yohanes, N. (2018). “Marimba instrument konstruksjon fra kayu malam tre (Diospyros maingayi),” BioRes. 13(1), 43-52.

Sammendrag

dette arbeidet undersøkte muligheten for å bruke en lokal tre Kayu malam (Diospyros maingayi) til å konstruere en marimba, et musikkinstrument. Marimba ble bygget så lik som mulig til den kommersielle rosewood marimba. Lyden og etablerte frekvenser ble sammenlignet med en kommersiell rosewood marimba. Funnene viste at selv om toppverdien av spekteret fra prototypen marimba er forskjellig fra tonehøyde til tonehøyde, er det nyttig å merke seg at prototypen marimba ble innstilt i henhold til pianostandard. Den kommersielle marimba har bare topper i den nedre enden av spekteret, mens prototypen marimba inneholdt topper frem til den høyere enden av spekteret. Marimba laget Av Kayu malam (D. maingayi) produserte samme tonehøyde som marimba laget av rosentre.

Last NED PDF

Full Artikkel

Marimba Instrumentkonstruksjon Fra Kayu Malam Wood (Diospyros maingayi)

Sinin Hamdan,a,* Hasnizam Abdul Wahid,A Iran Amri Musoddiq,B Og Yohanes Nyawai a

dette arbeidet undersøkte muligheten for å bruke en lokal tre Kayu malam (diospyros maingayi) å konstruere en marimba, Et Musikkinstrument. Marimba ble bygget så lik som mulig til den kommersielle rosewood marimba. Lyden og etablerte frekvenser ble sammenlignet med en kommersiell rosewood marimba. Funnene viste at selv om toppverdien av spekteret fra prototypen marimba er forskjellig fra tonehøyde til tonehøyde, er det nyttig å merke seg at prototypen marimba ble innstilt i henhold til pianostandard. Den kommersielle marimba har bare topper i den nedre enden av spekteret, mens prototypen marimba inneholdt topper frem til den høyere enden av spekteret. Marimba laget Av Kayu malam (D. maingayi) produserte samme tonehøyde som marimba laget av palisander.

Nøkkelord: Kayu malam (Diospyros maingayi); Marimba; Frekvens og tonehøyde

Kontaktinformasjon: A: Institutt For Design & Innovasjon, Universiti Malaysia Sarawak, Kota Samarahan, Malaysia; B: Fakultet For Anvendt Og Kreativ Kunst, Universiti Malaysia Sarawak, Kota Samarahan, Malaysia; *Tilsvarende forfatter: [email protected]

INNLEDNING

en marimba er et tre musikkinstrument som har en rekke barer med forskjellige lengder som tilsvarer en annen tonehøyde med et annet frekvensspekter. Instrumentet er kommersielt laget av palisander fordi treet er et tett hardved, selv om det er veldig dyrt og vanskelig a kutte (Suits 2001). Rosewood resonant kvaliteter (dvs. lav demping faktor) føre til at det å ringe mye lenger når truffet. En ren, knutefri del av et stort brett må velges fordi alle stolpene skal være laget av samme brett slik at tonekvaliteten og utseendet blir jevnt (Flynt 2009). Kayu malam med tetthet på 605 kg / m3 er valgt basert på fysiske og mekaniske aspekter, som forfallsmotstand (treet er motstandsdyktig mot forfall og ingen forbehandling er involvert), dimensjonsstabilitet, enkel behandling og utseende, som består av tekstur, kornmønster og farge. Lydabsorpsjonskoeffisientene ved 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz og 4000 Hz oktavfrekvenser er 0.06, 0.17, 0.41, 0.72, 0.87, og 0,92, henholdsvis (Mohammad et al. 2010). Kayu malam er fordelaktig i sin komparative overflod og er relativt lett å forme med enkle verktøy. Det unike og ønskelige spekteret av de fysiske og mekaniske egenskapene til kayu malam gjør det til valg for musikkinstrumenter som samsvarer med menneskeskapte materialer som plast eller metall. Kayu malam er vitenskapelig kjent Som Diospyros maingayi fra Ebenaceae familien funnet I Borneo, Peninsular Malaysia Og Sumatra. Treet er oppkalt etter Den Britiske botanikeren A. C. Maingay.

i konstruksjonen av musikalske skalaer er skalaen bygget på planen om å ha så mange par toner som mulig, noe som er behagelig å høre når det høres sammen. Standardtastaturet består av en hvit, syv notat diatonisk skala, C-D-E-F-G-A-B – (C), gjentatt over syv oktaver, der 5 svart-notat pentatonisk skala, C# – D# – F # – G # – A # -(C#), er gravd. Teknikken til solfege innebærer å tildele notatene til en skala til en bestemt stavelse. De syv stavelser som vanligvis brukes for denne praksisen er do, re, mi, fa, sol, la, og ti. En skala er best definert som en sekvens av notater. Skalaen oversetter tonehøyden til en romlig plassering på en graf. Hver notat tilsvarer en hørbar deling av oktavrommet (Olson 1967). Notatene er atskilt med intervaller, med noen større enn andre. Øret oppfatter visse intervaller som regulatoriske konsonanser, men disse har en tendens til å være de større intervaller: oktav, femte og fjerde, med de mindre intervaller er tvetydige. Fordi de mindre intervaller på halvtone, tone, og tredjedeler er mindre lett å kvantifisere ved øret, oppstår spørsmålet om plasser bør betraktes som presise frekvens steder. I daglig musikkfremstilling anses et skriftlig notat ikke å svare til et fast punkt i tonespekteret, men til en region med akseptabel tonevariasjon.

definisjonen av midten C, for eksempel, er hva øret aksepterer som lavere Enn c skarp og høyere Enn b naturlig, og så videre. Det kan være mulig at moduser og skalaer er bare oktav divisjoner av bekvemmelighet, bestemt av en blanding av gjetting og musikalsk funksjon. Oktaven er delt inn i fem for en pentatonisk skala, eller syv for en diatonisk skala eller modus. En liten korreksjon brukes ved å justere individuelle notater, spille og lytte til den resulterende progresjonen av tonehøyder er behagelig å høre, og uttrykker en veldefinert karakter. Frekvensen av en ren lyd bestemte banen. En f skarp er litt høyere Enn En F, mens En e flat er litt lavere enn En E.

stivhet av tre er en faktor som bestemmer banen. Selv om tre har en rekke overtoner, er disse overtonene ikke harmoniske. Tonehøydene produsert fra disse overtonene er ikke et integrert flertall av deres grunnleggende tonehøyde. Denne ikke-harmonicity i tre gir en særegen tone. For en jevn tverrsnitt midt C-stang uten underkutt, svarer overtonens tonehøyde omtrent Til f skarp (Flynt 2009). En bar med et jevnt tverrsnitt vil vibrere med frekvens direkte proporsjonal med dens tykkelse, men omvendt til kvadratet av dens lengde. Derfor vil en bar med halvparten av sin opprinnelige tykkelse produsere halvparten av den opprinnelige banen, mens en bar med halvparten av sin opprinnelige lengde vil produsere firedoble den opprinnelige banen.

for å skjerpe eller flate banen, kan en bar stilles inn ved sliping på enden eller i tykkelsen. Ved å fjerne omtrent 3% fra lengden, kan en tonehøyde heves med en halvton. Den første overtonen av en uniform bar vil naturlig forekomme på ca 18 halvtoner (eller ca 1,5 oktaver) over den grunnleggende tonehøyde. Dette spesielle intervallet skjer for å være noe dissonant når det spilles i akkorder med andre instrumenter, men det gir marimba sin karakteristiske type lyd, og er vanligvis tilfredsstillende. Målet med dette arbeidet er å produsere en prototype marimba fra kayu malam så lik som mulig til den kommersielle rosewood marimba.

EKSPERIMENTELL

ved konstruksjon av dette instrumentet ble en teknikk diskutert Av Flynt (2009) tilpasset som en guide. Teknikken forblir den samme selv om et annet materiale ble brukt i konstruksjonen av marimba. En lokal tre d. maingayi eller lokalt kjent som kayu malam, ble brukt til å bygge marimba musikkinstrument. De akustiske egenskapene som spesifikk dynamic Youngs modulus (Ed / γ), intern friksjon (Q-1) og akustisk konverteringseffektivitet (ACE) ble undersøkt ved hjelp av fri fri bøyevibrasjon. Yteveddelene av treet ble kuttet i 120 cm lengde og 4 cm tykkelse. Deretter ble de kondisjonert til lufttørr tilstand i et rom med relativ fuktighet på 60% og omgivelsestemperatur på 25 C i 3 måneder før testing. De klare, feilfrie plankene ble maskinert i dimensjoner på 340 mm (L) x 20 mm (T) x 10 mm (R) for fri fri vibrasjonstest.

den eksperimentelle oppsett for free-free flexural test er vist I Fig. 1. Prøven ble holdt med en tråd i henhold til den første vibrasjonsmodusen. En jernplate bundet i den ene enden av prøven er satt mot den elektromagnetiske driveren, og en mikrofon ble plassert i midten under prøven. Frekvensen ble variert fra 1 Hz til 1000 Hz for å oppnå en resonans eller naturlig frekvens. Dynamic Youngs Modulus (Ed) ble beregnet ut fra resonansfrekvensen ved Hjelp Av Eq. 1,

??=4?2?2?4A / I(?n)4 (1)

hvor, ?=??3/12, d er stråledybde, b er strålebredde, l er strålelengde, f er naturlig frekvens av prøven, n er vibrasjonsmodus, ρ er tetthet, A er tverrsnittsareal og m1 = 4,73.

Fig. 1. Skjematisk diagram av free-free flexural system

Q-1, ble beregnet fra resonans, lavere og øvre frekvenser (Eq. 2). Den øvre frekvensen f2 og den nedre frekvensen f1 ble oppnådd ved å redusere amplituden til 0,5 (6,02 dB) under amplituden til resonansfrekvensen f0,

Q-1 = tan (δ) (2)

der, δ = πδ/f0 √ 3 & δ = f2 – f1

Ace BLE evaluert Ved hjelp av eq. 3,

???=√??/? ytan ? (3)

hvor spesifikk vekt (γ) i lufttørr tilstand ble bestemt ved Bruk Av Ekv. 4,

Spesifikk tyngdekraft (γ) = m/mw (4)

hvor, m er ovnens tørre masse av prøven (prøvemasse ved lufttørr tilstand) og mw er massen av fordrevet vann.

en komparativ studie ble gjort med et sett av kommersiell og lett tilgjengelig marimba laget av rosentre (Kawai, Japan). Treet ble kuttet i henhold til de nøyaktige spesifikasjonene til den kommersielle marimba med hensyn til lengden (24,5 til 37,5 cm), bredde (4,5 cm) og tykkelse (2,25 cm). Ulike lengder og tykkelser produsere forskjellige plasser; som lengden blir kortere, vil det produsere en høyere tonehøyde og vice versa.

når treet ble kuttet i barer, var neste fase av konstruksjonen av instrumentet å stille det i henhold til standard tuning som praktisert i vanlig notasjon. Den første prosessen krevde crafter å raspe stengene gjennom hele prosessen; en kromatisk tuner CA-30 (Korg, Japan) ble brukt som referanse til tonehøyde for standard tuning til ønsket frekvens ble oppnådd. Rasping prosessen var fokusert på undersiden av baren, noe som resulterte i en form av en bue (Fig. 2). Det bør bemerkes her at rasping prosessen på undersiden av baren ble gjort bare på en eksperimentell basis. Det er også bemerket at fuktighetsinnholdet også har en merkbar effekt på trebjelkene. Den kjente løsningen for dette er å påføre lakk eller lakk når tuning til ønsket frekvens oppnås. Marimba ble designet med to oktaver i diatonisk nøkkel. Måling av frekvensspekteret ble gjort til tider til ønsket frekvensverdi ble oppnådd. Marimba består av to syv notat diatoniske nøkler og to pentatoniske nøkler. En ‘ C ‘ – tasten er til stede på slutten av de to tastene. De pentatoniske nøklene ble hevet over de diatoniske nøklene.

den grunnleggende og overtone økning i banen ved å fjerne materiale fra endene av baren (Flynt 2009). Den grunnleggende vil flate nar materialet er fjernet fra midten (Fig. 2). Overtonen vil bare flate når materialet bare fjernes nær nodene (omtrent 25% innover fra hver ende). Den grunnleggende og overtone er tunable separat. Dette er viktig når du justerer for å fjerne materialet fra de riktige områdene for å oppnå ønsket resultat.

Fig. 2. Tverrsnitt av en typisk marimba bar (Flynt 2009)

den grunnleggende vibrasjonsmodus har to punkter som kalles noder langs lengden av baren hvor det ikke er noen bevegelse (baren må være fysisk støttet på disse punktene). Stengene ble støttet på en ledning som går langs instrumentets lengde. Hver bar ble boret horisontalt på sine to noder for å imøtekomme støttekabelen. Hullet ble boret på noden for å unngå den musikalske tonen fra demping eller falming bort raskt. Hullet ble boret før endelig trimming til tonehøyde. Under stemmingen til den endelige tonehøyde ble en elektronisk tuner brukt til å stemme på tonehøyde på et piano. Det grunnleggende er begeistret ved å forsiktig slå baren i midten. Tabell 1 viser stanglengden til prototypen marimba. Oktaven for denne prototypen Er Bare C2 og C3 (slutter Ved C4). Merk at tallet representerer oktaven til prototypen marimba. Den kommersielle marimba har fire oktaver (C1, C2, C3, C4 og C5), som slutter Ved C5.

pico Scope dataprogramvare (Pico Technology, 3000 series, Eaton Socon, STORBRITANNIA) ble brukt til å vise og analysere tidssignaler Fra pico Scope oscilloskoper (Pico Technology, 3000 series, Eaton Socon, STORBRITANNIA)) og dataloggere for sanntidssignaloppkjøp. Pico Scope software muliggjør analyse ved Hjelp Av Fast Fourier transform (Fft), en spektrumanalysator, spenningsbaserte utløsere og evnen til å lagre/laste bølgeformer til en disk. Figur 3 viser skjematisk diagram av eksperimentell oppsett. Marimba ble plassert der lyden kunne fanges med minimal forstyrrelse. Forsterkeren (Behringer Powerplay Pro XL, Behringer, Kina) sørget for at lyden som ble tatt, var høy nok til å bli oppdaget av signalomformeren. Figur 4 viser rasping, testing og den ferdige prototypen marimba.

Fig. 3. Skjematisk diagram over eksperimentelt oppsett

Fig. 4. Rasping, testprosess og den ferdige prototypen marimba

Tabell 1. Bar Lengde På Prototype Marimba

fordi både prototypen marimba og kommersielle marimba har ulike frekvenser tilordnet deres respektive pitch, standard piano er valgt for sammenligning.

RESULTATER og DISKUSJON

de akustiske egenskapene til tre kan uttrykkes i form av tre hovedegenskaper: den spesifikke dynamic Youngs modulus (Ed/), intern friksjon (Q-1) og akustisk konverteringseffektivitet (ACE). Den første vibrasjonsmodusen ble vurdert for å evaluere de akustiske egenskapene ved hjelp av fri – fri bøyevibrasjonsteknikk (Ono Og Norimoto 1984; Yano et al. 1993). Ed / Og Q-1 eller tan er relatert til lydhastighet og lydabsorpsjon eller demping i henholdsvis treet. ACE er relatert til forholdet mellom akustisk energi utstrålet fra musikkinstrumentet til energien gitt av strengen (Akitsu et al. 1993). I denne studien var spesifikk dynamic Youngs modul (Ed/), intern friksjon (Q-1) og akustisk konverteringseffektivitet (ACE) av kayu malam wood 18 GPa, 0.0045 og 5×107. Dette resultatet er i samsvar med tidligere funn På Syzygium, Dialium, Gymnostoma, Og Sindora tre (Hamdan et al. 2016).

noteposisjonen (C2, C2#, C3, C3#, C4) til prototypen marimba ble bestemt basert på noteposisjonen til den kommersielle marimba. På grunn av de ulike tonehøyde utvalg av både marimbas, banen fra standard piano ble valgt for sammenligning.

dette forklarer Hvorfor C2 av både prototype og kommersiell marimba I Tabell 2 er på samme frekvens Som c4 av piano. Tabell 2 oppsummerer frekvensene fra prototypen marimba, kommersiell marimba og standard piano.

spekteret mellom den kommersielle og prototypen marimba ble sammenlignet. Selv om toppverdien av spekteret varierte fra tonehøyde til tonehøyde, var det nyttig å merke seg at prototypen marimba ble innstilt i henhold til en pianostandard. Forskjellen mellom den kommersielle marimba og prototypen marimba romlig frekvens gir inntrykk av at hver musikkinstrument produsenten definerer sin egen rett banen. Konstruksjonen og eksperimentet bekreftet variablene som bestemmer hvordan en marimba-bar lyder. Marimba barer er impulsivt spente instrumenter.

Tabell 2. Note Og Frekvens Forholdet Mellom Prototype Marimba, Kommersiell Marimba, Og Standard Piano (Merk: midten C = C4)

Fig. 5. Lydspekteret Til e3-baren slått i midten

energien som får stangen til å vibrere, overføres til den på svært kort tid i forhold til dempingstiden til barens vibrasjon. Ifølge Wgst (2006) skyldes denne effekten frekvensene som er opphisset ved påvirkning. Dette forklarer forskjellene i spektrummønsteret sett mellom den kommersielle marimba og prototypen marimba. Den kommersielle marimba har bare topper i den nedre enden av spekteret, mens prototypen inneholder topper frem til den høyere enden av spekteret. Lydspekteret Til e3-baren slått i midten er vist På Fig. 5. Tabell 3 viser toppfrekvensen fra lydspekteret Til E3-baren slått i midten, sammen med dataene Fra E3 marimba-baren Fra Rossing (2000).

Tabell 3. Toppfrekvens Fra Lydspekteret På E3-Linjen Slo I Midten

KONKLUSJONER

1. et musikkinstrument Er et presisjonsinstrument hvor lyd produseres gjennom vibrasjon. Selv om et solidt materiale (som tre) synes å være stivt, viser det en elastisk oppførsel på et minuttnivå, hvor det kan vibrere. Hver lyd har sin egen frekvens, og derfor gir forskjellige materialer forskjellige lyder.
2. når det gjelder lydteknikk, selv om det er retningslinjer for frekvensverdien som trengs for å produsere en bestemt tonehøyde, er det fortsatt opp til ens øre å avgjøre om lyden er riktig eller ikke. Marimba laget av kayu malam (D. maingayi) kan produsere samme tonehøyde som marimba laget av palisander. Derfor var D. maingayi et levedyktig materiale for å bygge musikkinstrumentet.
3. fra erfaringen gjennom denne undersøkelsen må det tas ekstra forsiktighet på produksjonsstadiet. Den kommersielle verdien av denne marimba er mulig. Å få kilden fra et billigere alternativ vil i stor grad bidra til å redusere kostnadene. Derfor, Fordi D. maingayi er et lokalt tre som vokser I Malaysia-Sumatra-regionen, kan det betegnes unikt og bli et salgsargument dersom marimba-produksjonen på kommersielt nivå initieres i denne regionen.
4. Lyd kan konstrueres gjennom endring av frekvens, Og D. maingayi er et lokalt tre som kan brukes til musikkinstrument (marimba) produksjon.

TAKK

forfatterne ønsker å anerkjenne den økonomiske støtten Fra University Malaysia Sarawak og Departementet FOR Høyere Utdanning (MOHE) under Grunnforskningsordningen FRGS02(01)/1085/2013(31), Malaysia.

REFERANSER SITERT

Akitsu, H., Norimoto, M., Morooka, T. og Rowell, R. W. (1993). “Effekt av fuktighet på vibrasjonsegenskaper av kjemisk modifisert tre,” Wood Fiber Sci. 25(3), 250-260.

Flynt, W. E. (2009). Konstruksjon og Tuning Av Vibrerende Barer, Mekanisk Musikk Digest, Santee, CA, USA.

Hamdan, S., Jusoh, I., Rahman, Mr, og De Juan, M. Q. (2016). “Akustiske egenskaper

Av Syzygium sp ., Dialium sp., Gymnostoma sp. og Sindora sp. tre,” BioResources 11(3), 5941-5948. DOI: 10.15376 / biores.11.3.5941-5948.

Mohammad, J. I., Johari, N., Og Fouladi, M. H. (2010). “Numerisk undersøkelse på lydabsorpsjonskoeffisientene Til Malaysisk tre,” Proceedings of 20th International Congress on Acoustics, Sydney, Australia.

Olson, H. F. (1967). Musikk, Fysikk og Ingeniørfag, 2.Utg., Courier Corporation, Dover, DE, usa.

Ono, T. og Norimoto, M. (1984). “På fysiske kriterier for valg av tre for soundboards av musikkinstrumenter,” Rheologica Acta 23 (6), 652-656.

Rossing, T. D. (2000). Vitenskapen Om Perkusjonsinstrumenter, World Scientific Publishing Company, Inc., Singapore, s.64-67.

Drakter, B. H. (2001). “Grunnleggende fysikk av xylofon og marimba barer,” Am. J. Phys. 69(7), 743-750. DOI: 10.1119/1.1359520

Wgst, U. G. (2006). “Tre for lyd,” Am. J. Bot. 93(10), 1439-1447. DOI: 10.3732 / ajb.93.10.1439

Yano, H., Norimoto, M., Og Rowell, R. M. (1993). “Stabilisering av akustiske egenskaper av tre musikkinstrumenter ved acetylering,” Tre Og Fiber Sci. 25(4), 395-403.

artikkel sendt: 15. August 2017; Fagfellevurdering fullført: 22. oktober 2017; Revidert versjon mottatt: 29. oktober 2017; Akseptert: 30. oktober 2017; Publisert: 2. November 2017.