Die Tremolo-Soundmachine     

von Jürgen Linder         
 
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Der Beitrag erschien bereits 2012 in der ELO und war Teil eines Franzis-Wettbewerbs. Die Schaltung  sollte eigentlich ein Tremolo / Vibrato  für eine E-Gitarre werden. Da aber die Verbindungen zu einer Gitarre mit dem Schaltdraht aus dem Lernpacket Elektronik nicht besonders stabil sind und auch nicht jeder Haushalt eine E-Gitarre besitzt, wurde aus meiner Idee eine einfache Soundmaschine,  mit der man mit etwas Geschick einige Rhythmen erzeugen kann!

Die Tonerzeugung geschieht mit dem Kippgenerator auf Seite  85 (Handbuch Lernpacket Elektronik / Abb. 7.13), jedoch wird statt dem Piezo-Lautsprecher  der 10nF-Kondensator verwendet, was einen tieferen Ton abliefert.  Zu den weiteren Modifikationen (siehe Schaltplan ) komme ich später. Die eigentliche Schaltung der „Soundmachine“  besteht aus einem halben Operationsverstärker LM358 als NF Verstärker  und dem  NE 555  für das „Tremolo“.

Ein Tremolo wird als eine periodische Schwankung der Lautstärke bezeichnet. Es wird also eine Amplitudenmodulation vorgenommen. Das kann z.B. der E-Gitarrist bereits  mit seinem Laustärkeregler an der Gitarre erzeugen ohne irgendwelche Elektronik.  Ein Vibrato ändert die Tonhöhe periodisch. Dies entspricht einer Frequenzmodulation.

Normalerweise baut man ein  „Tremolo“ über einen Optokoppler auf.  Die historische Variante bestand aus  einer Glühlampe,  die  einen  Fotowiderstand steuerte.  Der Fotowiderstand sorgte für das An- und Abschwellen der Lautstärke. Der Effekt ist z.B. im Song „Boulevard of  Broken Dreams“ der Gruppe Green Day gleich am Anfang schön zu hören.



Der NE 555 steuert über einen 1KΩ-Widerstand einen NPN-Transistor (T3, BC547 ) an. Der Transistor steuert über einen 470Ω-Widerstand (R12)  eine LED an (hier die grüne LED, D1). Die LED zeigt die Blinkfrequenz des Tremolo an.  Über den  Kollektor wird der Minuspol des Operationsverstärkers angesteuert.  Die Spannung am OP schwankt somit im Takt des NE 555. Somit wird das eingespeiste Tonsignal beeinflusst. 

Mit einem 100KΩ-Widerstand (R3) und dem Taster (Ts1) lässt sich auf einfache Weise  Vogelgezwitscher erzeugen („Zwitschertaste“). Mit der Parallelschaltung des Widerstandes erhöht sich die Frequenz am Tongenerator.

Leider ist der Bauteile-Vorrat etwas begrenzt, aber  Sachen  aus dem Haushalt oder der freien Natur waren  ja erlaubt. Mir  fiel  bei meinen Überlegungen der „Rettende Bleistiftstrich!“  ein (Kosmos Radiomann).  Der Funker, des bei der Polarexpedition 1928 verunglückten Luftschiffes „Italia“, musste sein Funkgerät reparieren, hatte jedoch keinen Widerstand mehr zur Verfügung.  Er fand die Lösung in Form eines Bleistiftstriches  (dies war auch ein Versuch im alten Radiomann der Firma Kosmos!  Den Kasten habe ich immer noch.)!



Im Vorfeld meiner Überlegungen testete ich den Widerstand unterschiedlicher Bleistifte. Ein Bleistift hat so ca. 50 – 100 Ohm je nach Länge und Beschaffenheit, was aber für einen Tongenerator bzw. das NE 555 Tremolo ein viel zu kleiner Widerstand  ist. Ich zeichnete  verschiedene Striche auf Papier und überprüfte die Widerstandswerte mit einem Multimeter.   Um es hier etwas abzukürzen, man sollte den Strich mit den Stärken HB oder weicher aufzeichnen.  Das Papier sollte auch kein dünnes sein, sonst ist der Widerstand größer als  2 MΩ und für den Versuch nicht verwendbar.  Je nach Dicke der Graphitschicht hat man dann so  ca. 1 MΩ pro cm, was aber nur ein sehr, sehr  grober Richtwert sein kann.  Im Schaltplan sind am Tongenerator  die zwei Drähte angedeutet, die man auf den Bleistiftstrich (R1) drückt und aufeinander zubewegt. Somit hat man ein „Bleistift-Potentiometer“, um die Tonhöhe des Generators zu verändern.

Das gleiche Prinzip wendet man nun auch noch am NE 555 an. Auch dort ist durch die welligen Linien das zweite Drahtpaar angedeutet, dass ein zweites „Bleistiftpoti „(R9)  zur Änderung der  „Tremelo-Frequenz“  verwendet. Der  1KΩ Widerstand R7 parallel zum 22 µF Kondensator C2  am OP ist erforderlich, damit  Störungen durch den NE555 die Tongenerator/NF-Verstärker Kombination  ohne Verbindung zum NE 555 nicht beeinflussen können. 

Beim Aufbau sollte man so vorgehen, dass man zuerst den Tongenerator aufbaut und mit dem „Piezo“  testet.  Wenn der Tongenerator funktioniert,  ersetzt man den „Piezo“ durch den 10nF (C1) Kondensator.  Die Taste mit dem Widerstand  kann man jetzt auch schon einbauen. Nun wird der NF-Verstärker aufgebaut und das Tonsignal direkt eingespeist. Der Minus-Anschluss am OP wird jetzt direkt angeschlossen, später wird der Anschluss an den Kollektor des NE-Transistors (T3) gelegt (!).  Wer möchte kann den 100µF Elko  zwischen dem Plus-Eingang und dem Ausgang des Tongenerators einbauen.  Am Ausgang kann nun der „Piezo“ direkt  angeschlossen werden.  Auch hier kann ein 100µF Elko am Ausgang angeschlossen werden (diese 2 Kondensatoren sind ja noch frei!).  Im Schaltplan ist ein Umschalter  (aus einer Drahtbrücke zu realisieren) dargestellt,  der den Ausgang direkt am  „Piezo“  oder über den Elko ansteuert. Das Aufbaufoto zeigt diesen Elko nicht! Der Ton-Teil ist nun fertig.

Nun muss noch die Tremolo-Steuerung mit dem NE 555 aufgebaut werden.   Auch hier sollte die Schaltung des NE 555 ohne die Verbindung zum  OP getestet werden.  Blinkt die LED (D1), dann kann auch das „Bleistift-Poti“ getestet werden.  Mit dem Bleistift-Poti kann die Frequenz verkleinert werden. Als Anzeige dient hier die grüne LED. Zum Anschluss des Tremolo-Modulators  wird die Drahtbrücke am Minuspol des OP entfernt und wird  durch  eine Drahtbrücke zwischen  OP-Minus-Anschluss  zum Kollektor des NE-555-Transistors verbunden.

Für den Bleistift-Widerstand sollte gutes, etwas glänzendes Papier und ein Bleistift der Härte HB oder weicher  (1B, 2B, …4B…) benutzt werden. Härtere Stifte ergeben einen zu hohen Widerstand. Wer kein Multimeter mit einem Ohmbereich bis zu 2 MΩ oder mehr zur Verfügung hat,  kann den Tongenerator der angegeben Schaltung zum Testen verwenden.   Man bringt nun mehrere unterschiedlich  starke Striche auf ein Papier.  Man kann sogar Parallelschaltungen aufzeichnen, um den Widerstandswert auf Werte kleiner als 1 MΩ  zu bringen.   Man testet nun bei laufendem Tongenerator, in dem man die zwei Schaltdrähte auf den Bleistiftstrich drückt. Sofern sich der Ton nicht ändert, ist der Widerstand, oder der Abstand zwischen den Drahtenden noch zu groß.

Sobald sich die Tonhöhe ändert,  kann man mit dem Gehör  den Widerstand von  1MΩ heraushören. Dazu drückt man die „Zwitschertaste“  (Hört sich wie Vogelgezwitscher an, bei  laufendem Tremolo!) mit dem Parallelwiderstand von 100KΩ. Die Bleistiftdrähte dürfen aber jetzt nicht aufliegen.  Nach loslassen der „Zwitschertaste“  versucht man den ungefähren Widerstand des Bleistiftstrichs mit dem Gehör  herauszufinden und  markiert sich die Stelle der beiden Punkte auf dem Blatt. Ein Bleistiftstrich mit ca. 500 KΩ sollte die Funktion gut erfüllen (hier hilft nur ausprobieren!).



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