Pytanie:
Skalowanie obiektu w celu zmiany jego klucza
Joel Coehoorn
2019-06-15 21:38:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Użyłem drukarki 3D do zrobienia rejestratora dla dzieci dla mojego syna. Gra zadziwiająco dobrze. Jednak nie jest dostrojony do zwykłego rejestratora używanego w szkołach. Korzystając z tunera aplikacji telefonicznej, podstawowa sekcja ustnika wydruku dmucha (bardzo wysoko) A, podczas gdy szkolny dyktafon Yamaha dmucha A ♭. Niestety, mój syn stracił resztę wydruku, a teraz mam tylko część ustnika.

Jedną z fajnych rzeczy w drukarkach 3D jest możliwość skalowania modeli. Chciałbym przeskalować ten model, aby był bliżej tego, co widzimy szeroko w sprzedaży. Nie musi być idealne - to są uczniowie podstawówki i nigdy nie będzie świetnej intonacji - ale chcę, aby była wystarczająco blisko, aby uniknąć naprawdę złego dysonansu.

Pytanie składa się z dwóch części:

  1. Czy jest to rozsądne rozwiązanie (czy skalowanie całego modelu spowoduje powstanie czegoś, co będzie możliwe do odtworzenia, w którym takie elementy jak otwory na palce nadal znajdują się we właściwych miejscach)? Alternatywnie, czy lepiej byłoby dodać trochę długości do rurki, a jeśli tak, to czy powinno to być przed, po lub pomiędzy otworami palcowymi?

  2. Jaki stosunek (w procentach ) czy powinienem skalować część w górę, aby stroić od A do A ♭?

To świetny pomysł! Matematycznie nic nie poradzę, ale każdy niepokój na gitarze, podnoszący się, stanowi pewien procent poprzedniego progu (około 83%), więc byłby to przybliżony przewodnik. Stąd komentarz, brak odpowiedzi!
@Tim Proporcje na instrumentach smyczkowych to po prostu współczynniki częstotliwości, więc każdy krok półtonu wynosi `2 ^ (1/12)`, ale uważam, że instrumenty dęte są inne, ponieważ ich skalowanie zwiększy nie tylko długość, ale także szerokość en wysokość słupa powietrza wewnątrz nich, aby uzyskać współczynnik kwadratowy lub sześcienny. W każdym razie zobacz np. http://astro.pas.rochester.edu/~aquillen/phy103/Labs/FluteLab.pdf
@YourUncleBob Uważam, że tylko długość określa częstotliwość. Średnica otworu wpływa na ton i być może względną łatwość wydmuchiwania alikwotów. Jeśli spojrzysz na zdjęcie na https://www.moeck.com/en/service/faq/the-recorder-family.html, zobaczysz, że tenor i bas są prawie dwa razy większe niż sopran i alto, odpowiednio.
@phoog Ten plik PDF, z którym się połączyłem, ujawnia kilka komplikacji, takich jak "długość akustyczna" rury, która nie jest taka sama jak rzeczywista długość (różnica zależy od średnicy wewnętrznej) oraz rozmiar otworów, jak również ich położenie wpływające na wysokość dźwięku również, więc myślę, że OP będzie musiał zagłębić się w trochę fizyki, aby wymyślić prawidłowe obliczenia.
@YourUncleBob Lub prób i błędów!
To 19-godzinny wydruk, a kawałki są wąskie, ale wysokie, co czyni je podatnymi na awarie. Jestem gotów na kilka prób i błędów, ale tylko wtedy, gdy mam dobrą matematykę, aby wykonać kopię zapasową prób i szybko znaleźć rozsądne rozwiązanie.
Nie mam absolutnie żadnego doświadczenia w budowaniu fletów. Dlaczego mogę głosować na odpowiedzi? ;)
Najwyraźniej „Air Columns and Toneholes” Barta Hopkina to książka, która ujawni wszystko.
Są też kalkulatory online do projektowania fletów: https://www.flutopedia.com/calculators.htm; http://iotic.com/flutomat/; http://www.anycalculator.com/pvcpipeflute.html
z tego co wiem, flety można stroić - prawie półtonu - regulując ustnik. możesz przynajmniej spróbować zrobić tylko kawałek między trochę dłużej, aby go przetestować.
Pięć odpowiedzi:
guest
2019-06-16 03:49:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Z pewnością musisz wykonać cały instrument, zanim spróbujesz go skalować, jak mówi inna odpowiedź. O ile projekt nie jest dokładną kopią rejestratora Yamaha, sam skok głowicy może być wszystkim. W szczególności będzie to zależeć od konstrukcji połączenia między głową a resztą instrumentu.

„Właściwe” skalowanie instrumentu jest bardzo skomplikowanym zadaniem. Na przykład, aby stworzyć instrument, który gra precyzyjnie, położenie otworów na palce zależy od ich średnicy, a profesjonalni producenci instrumentów dostosowują takie rzeczy, nakładając pojedyncze warstwy lakieru w celu zmiany kształtu otworu, a nie zmieniając kształt na precyzja drukarki 3D!

Zwróć uwagę, że na zdjęciach wydrukowanej nagrywarki otwory na palce nie są tego samego rozmiaru. To nie przypadek - muszą mieć różne rozmiary, aby instrument grał w harmonii. Ale czy możesz wystarczająco dokładnie wydrukować różne rozmiary, to inna kwestia.

Nie ma więc sensu martwić się takimi szczegółami, równie dobrze możesz skalować wszystko w tej samej wielkości. Aby obniżyć wysokość o jeden półton, zwiększ rozmiar o współczynnik 1,059. Otwory na palce powinny zostać przesunięte w tej samej proporcji.

Jeśli chcesz być nieco bardziej ambitny, możesz zastosować tę samą zasadę skalowania, która jest używana do nadania piszczałkom organowym tej samej barwy w szerokim zakresie boiska. Aby to osiągnąć, rury o wysokim skoku muszą być stosunkowo grubsze niż rury o niskim skoku. Typowy współczynnik skali zwiększyłby średnicę (zarówno wewnętrzną, jak i zewnętrzną) o 1,044 na półton, w porównaniu z 1,059 na długość.

Brzmi to jak fajny projekt, ale nigdy nie stworzysz profesjonalnego- jakości instrumentu w ten sposób, więc nie stawiaj swoich standardów nierealistycznie wysoko!

Jeśli chciałeś wyskalować projekt o większą wartość, na przykład aby wykonać flet prosty altowy lub tenorowy zamiast sopranu, to proste skalowanie jest nie możliwe. Jeśli nic więcej, będziesz musiał przesunąć otwory na palce, aby gracz mógł do nich dotrzeć, i dostosować intonację, zmieniając ich średnicę, jak wspomniano wcześniej. Nie ma prawdziwej alternatywy ani dla praktycznej metody prób i błędów, ani bardzo wyrafinowanego modelowania komputerowego - a modelowanie zwykle jest tylko punktem wyjścia dla prób i błędów, w każdym razie!

Istnieją teraz kalkulatory online do prostych projektów fletów (patrz komentarz pod pytaniem), ale przekształcenie obliczeń w idealnie dostrojony instrument prawdopodobnie nie jest proste.
@YourUncleBob, ale wszystkie te linki dotyczą tylko Querflöte (flet), a nie Flöte (flet prosty), więc będzie to trudniejsze. Myślę, że ten instrument jest mniej kochany niż na to zasługuje.
Dokładnie - nie zakładaj, że stawy głowy muszą być jakimś szczególnym tonem, szczególnie w świecie Thingiverse :-)
phoog
2019-06-16 00:26:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Spójrz na zdjęcie na https://www.moeck.com/en/service/faq/the-recorder-family.html. Instrumenty są rzeczywiście (przynajmniej z grubsza) skalowane proporcjonalnie we wszystkich trzech wymiarach. Zrobiłbym to, zwłaszcza że mówisz o niewielkiej zmianie skali, zamiast drukować flet prosty altowy lub tenorowy z planów na sopran.

Spróbowałbym zmierzyć częstotliwość, z jaką Twój flet prosty gra na A. Następnie podzieliłbym to przez 440 i użył wyniku jako współczynnika skalowania, aby zwiększyć wszystkie trzy wymiary drukowanego modelu.

Alternatywnie, możesz spróbować zrobić to samo z samą głowicą, mierzenie częstotliwości zarówno tej, którą wydrukowałeś, jak i Yamahy w celu obliczenia współczynnika skalowania.

Spróbowałbym być dość dokładny z tym pomiarem, ponieważ ostatnią rzeczą, którą chcesz, jest instrument, który może uzyskać tylko blisko 440 Hz.


Po przeczytaniu strony, do której odnosiłeś się w pytaniu, mam kilka dodatkowych przemyśleń:

samego stawu głowy może nie być tak ważne. Dwa dobrze wykonane flety proste, które oba grają w tonacji koncertowej, mogą mieć inny dźwięk wychodzący z główki z powodu różnic w konstrukcji. Długość stawu głowy może być nieco dłuższa w jednym niż drugim, mimo że zmontowane instrumenty mają tę samą długość. Złożyłbym ostateczny instrument i zrobiłbym wszystko, co w mojej mocy, aby go nastroić, zanim zdecyduję, że rozwiązaniem jest zmiana skali modelu.

Poza tym, że flety w szkole mogą być nastrojone na 432 Hz (lub coś nieco innego niż 440 Hz). 432 Hz nie jest tak rzadkie, ale strojenie starej muzyki (zwykle 415 Hz) lub cokolwiek _ daleko_ poza 440 Hz, jest zwykle widoczne tylko w profesjonalnych instrumentach.
@mirabilos oczywiście. Można było również zmierzyć rzeczywisty strój instrumentów w szkole. Ale przypuszczam, że jest to prawdopodobnie 440 Hz, skoro od czasu do czasu chciałoby się na nich zagrać na pianinie.
Byłbym bardzo zaskoczony, słysząc, że jakakolwiek szkoła (poza programem barokowym) używa fletów prostych nastrojonych na cokolwiek innego niż 440.
Todd Wilcox
2019-06-15 23:11:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Długość należy wyskalować, a rozstaw otworów powinien być skalowany wraz z długością. Możesz chcieć zwiększyć również rozmiary otworów. Prawdopodobnie nie powinieneś zwiększać go we wszystkich trzech wymiarach, tylko w długości. I powinieneś upewnić się, że otwory na palce nie stracą swojego okrągłego kształtu podczas skalowania.

Myślę, że chcesz, aby był o 6% dłuższy (1,0564 razy w stosunku do pierwotnej długości).

Nie jestem matematykiem, ale naprawdę myślę, że znalezienie współczynnika skalowania we wszystkich trzech wymiarach będzie łatwiejsze do kontrolowania jako kwestia modelowania / matematyki / muzyki.
@Tetsujin częścią problemu będzie grubość ścianek instrumentu (a tym samym długość otworów na palce). Oznacza to, że średnica zewnętrzna może zostać zwiększona o inny współczynnik niż średnica wewnętrzna. A co z * średnicami * otworów na palce? Flet prosty tenorowy jest dwukrotnie dłuższy niż sopranu, ale czy fipple jest dwa razy szersze? Na szczęście te względy będą mniej ważne przy skalowaniu instrumentu przy stosunkowo niewielkim współczynniku.
skalujesz go w jednym wymiarze i będziesz musiał poprawić owalne otwory ... nie takie proste.
@Tetsujin Mogę go podzielić na segmenty i rozciągnąć z przodu, na końcu lub pomiędzy otworami palcowymi
@Tetsujin Skalowanie go w więcej niż jednym wymiarze prawie na pewno będzie miało nieoczekiwane i niezamierzone konsekwencje dla wysokości tonu, barwy i grywalności, chociaż przy tylko 6% skalowaniu może się udać.
Laurence Payne
2019-06-16 02:11:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Z pewnością możesz to skalować. Ale zbuduj całość, zanim zdecydujesz, że jest źle. Nie ma znaczenia, jaką nutę gra sama pierwsza sekcja - nigdy NIE ZAGRAJESZ pierwszej sekcji samodzielnie. Oceń to, gdy wszystkie trzy sekcje zostaną zebrane. Podejrzewam, że problem zniknie.

Jednak odnotowałem jeden komentarz na stronie Thingiverse:

„Wydrukowałem to. Wygląda, brzmi i gra pięknie. Jednak jest dostrojony do kilku tików powyżej C #. Każdy geniusz zna przyzwoity sposób albo dostroić projekt, albo dostroić wydrukowany instrument poprzez modyfikację? Nawet jeśli wszystkie połączenia ledwo wiszą na sobie, to nadal jest tylko tik lub dwa powyżej C. ”

Błąd użytkownika lub zły projekt? Nie mówię, że tak jest w tym przypadku, ale nie jest niczym niezwykłym, że tego rodzaju projekt został zaprojektowany przez inżyniera bez muzycznego tła. KILKA aspektów projektu osiąga poprawnie. Ale nie przychodzi mu do głowy przetestowanie tego muzycznie.

kiwiron
2019-06-16 15:53:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Niedawno natknąłem się na ten problem podczas skalowania wymiarów basu F w górę, aby stworzyć drewniany kontrabas w F. Poszedłem z przeczuciem, że długość musi być dwa razy dłuższa, a rozmiar otworu i otwory muszą być dwukrotnie większa powierzchnia. Dało to dolną nutę, ostrą o 7%. Z pewnością jest coś teoretycznego w związku wielkości otworu między instrumentami, czego nie do końca rozumiem.

W przeciwieństwie do niektórych wcześniejszych odpowiedzi, rozmiar otworu zdecydowanie wpływa na strojenie. Spróbuj tymczasowo umieścić kawałek plastiku wielkości orzeszka ziemnego w swoim przeciwległym otworze Yamaha 1. Zagraj w C (trzecie miejsce na pięciolinii) - będzie teraz poważnie rozstrojony. Mój bas Moecka wydaje się mieć „nierówny” stożek, który umożliwia grupowanie niektórych otworów bliżej siebie. Pomiar moich 6 rejestratorów (od sopranu do basu) obala teorię, że rozmiar otworu zwiększa się liniowo.

Zakładam, że nie zwężałeś otworu głowicy - powinien być równoległy. Otwór korpusu powinien stopniowo zwężać się w dół, aby tuż za dwoma dolnymi półotworami, a następnie przebiegać równolegle do dzwonu z małym rozszerzeniem przy dzwonie.

Wracając do pierwotnego problemu, musisz się dowiedzieć dlaczego przegub głowy jest inaczej ustawiony niż w Yamaha. Chciałbym sprawdzić, co następuje:

  • Czy głowica ma dokładnie ten sam rozmiar? Musisz to zmierzyć suwmiarką.
  • Czy wymiary warg są identyczne? (zwłaszcza odległość od bloku do krawędzi)
  • Czy wszystkie powierzchnie są gładkie? Drukarki 3D zwykle pozostawiają dość szorstką powierzchnię.
  • Czy średnica gniazda jest taka sama? Działa jak część odwiertu, gdy korpus jest odłączony.

Kolejną rzeczą wartą obejrzenia jest to, że dwie dolne półotwory sopranu są akustycznie w niewłaściwym miejscu, więc prawa ręka jest różowa może do nich dotrzeć. Są znudzone pod ostrym kątem w kierunku dzwonka. Możesz je bezpiecznie zbadać drewnianą wykałaczką.

Jeśli poważnie podchodzisz do produkcji fletów prostych, książka Adriana Browna o konserwacji fletów prostych jest nieoceniona https://www.dolce-edition.com/workshop.html. Obejmuje podstawy strojenia i zmiany otworu w celu naprawienia typowych problemów ze strojeniem.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 4.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...