STROJENIE AKORDEONU

1. WYBRANE POJĘCIA I DEFINICJE
´1.1. Cent
´1.2. Jednostki miary ciśnienia powietrza
´1.3. Systemy dźwiękowe
´´1.3.1. Naturalny system dźwiękowy
´´1.3.2. System równomiernie temperowany
´1.4. Strój podstawowy
´1.5. Tremolo
´1.6. Stroik przelotowy, komory rezonansowe i głośnice
´1.7. Tolerancja stroju
2. CZYNNIKI MAJĄCE WPŁYW NA STRÓJ AKORDEONU
3. PRZYGOTOWANIE AKORDEONU DO POMIARU I STROJENIA
4. POMIARY STROJU AKORDEONU
´ Metody pomiaru stroju
´4.1. Słuchowa
´4.2. Metody kontroli stroju przy pomocy aparatury pomiarowej
5. ANALIZA WYNIKÓW POMIARU STROJU
6. STANOWISKA POMIAROWO-STROICIELSKIE
´6.1. Pomiar stroju akordeonu poza stanowiskiem
7. PROCES STROJENIA AKORDEONU
´7.1. Pomiar i strojenie głośnic na stanowisku pomiarowo-stroicielskim
´7.2. Pomiar i strojenie instrumentu bez stanowiska stroicielskiego
´7.3. Uwagi dodatkowe

Poniższa publikacja jest zamieszczona w celach edukacyjnych i nie może być traktowana jako wyczerpujący poradnik dla stroicieli. Są to fragmenty moich wykładów prowadzonych w UMFC w Warszawie. Zawarte tu uwagi są przeznaczone dla osób posiadających już pewną wiedzę z zakresu techniki, podstaw bezpieczeństwa przy tego rodzaju pracach, posługiwania się narzędziami, przyrządami pomiarowymi, komputerami, znającymi budowę akordeonu i potrafiących go demontować oraz składać.

Osoby nie mające żadnych zdolności technicznych i podstawowych wiadomości z tej dziedziny nie powinny nawet próbować samodzielnego demontażu akordeonu, gdyż łatwo mogą go uszkodzić.

UWAGI WSTĘPNE

Akordeon zdobył już sobie poczesne miejsce w muzyce. Jego charakterystyczna barwa dźwięku jest rozpoznawalna i wyróżniająca ten instrument od innych. Powstanie akordeonu uwarunkowane było postępem technicznym w okresie pierwszej rewolucji przemysłowej i zbudowanie takiego instrumentu wcześniej nie było możliwe z powodu braku odpowiednich narzędzi, materiałów i rozwiązań technicznych. To wskazuje na jego niezwykle skomplikowaną budowę w porównaniu z innymi instrumentami, powstałymi dawniej. Złożoność konstrukcji instrumentu pociąga za sobą konsekwencje w postaci znacznej komplikacji procesów konserwacji i strojenia, które wymagają nowoczesnych metod i oprzyrządowania.

Strojenie akordeonu, szczególnie koncertowego, jest sprawą skomplikowaną i pracochłonną, obejmuje wiele zagadnień. Niektóre są do tej pory nie zbadane naukowo. Kilkaset stroików zamontowanych w instrumencie ciągle podlega różnym czynnikom wpływających na ich częstotliwość drgań. Od wielu lat prowadzone były badania w naszej uczelni nad tym zagadnieniem, ale z różnych przyczyn nie zostały zakończone.

 

Manualnie sam proces strojenia jest prosty i łatwy do opanowania, wystarczy trochę zręczności w operowaniu odpowiednio przystosowanym pilnikiem lub podobnym narzędziem. To może niektórych zaprowadzić na manowce. Bo najważniejsza jest wiedza, kiedy i co zrobić przed właściwym strojeniem. To jak w starym dowcipie o mechaniku samochodowym. Uderzył młotkiem w silnik i ten zaczął działać. Cena za usługę 100 zł. Oburzony na cenę, za taką małą pracę, klient zażądał rachunku. Mechanik napisał: uderzenie młotkiem – 1 zł, wiedziałem gdzie uderzyć – 99 zł.

Nie należy zmieniać parametrów stroików bez potrzeby, każda taka czynność jest niszcząca, łatwo przy okazji je uszkodzić, pogorszyć strój, trwałość i inne parametry. Wcześniej trzeba sprawdzić z jakiego powodu powstało odstrojenie. Może stroik jest zabrudzony, wentyl odpadł albo stracił właściwości, płytka stroikowa straciła kontakt z głośnicą itp., wymieniam te przyczyny w innych rozdziałach. Przywrócenie stroju w wielu przypadkach nie wymaga korekty stroików.

Jakość stroju weryfikowana jest ostatecznie przez ucho ludzkie. Wszelkie aparaty pomiarowe pełnią rolę pomocniczą. Mogę nawet stwierdzić, że strojąc „na ucho” możemy równie dobrze, jeśli nie lepiej, nastroić akordeon. A to z powodów, o których piszę dalej. Oczywiście, umiejętne zastosowanie mierników częstotliwości, ciśnienia itp. może nam przyspieszyć proces strojenia. Nie należy też przesadnie fetyszyzować dokładnego strojenia akordeonu na „zero”. Takich warunków nie spełnia żaden ze znanych mi akordeonów, choćby z powodu odstrojeń w funkcji ciśnień. Ucho ludzkie dopuszcza pewną niedokładność stroju – inne instrumenty nie grają zawsze czysto, z zerową dokładnością i nikt nie robi z tego specjalnego problemu. Np. tremolo powstające w fortepianach na skutek brzmienia trzech strun w unisonie skutecznie maskuje odstrojenia. Paradoksalnie można powiedzieć, że w akordeonie, który był idealnie nastrojony według przyrządów, lepiej słychać nawet najmniejsze odstrojenia, co zwykle nie jest korzystne. Z kolei akordeon wykorzystywany w głośnej muzyce nie zawsze będzie stroił w piano z powodu odstrojeń w funkcji ciśnień.

Słuch ludzki nie daje odpowiedzi na pytania o wartości liczbowe, ale zawsze pozwoli ocenić, czy instrument brzmi dobrze lub nie. Potwierdza się to nie tylko przy produkcji instrumentów, ale także podczas budowy nowoczesnej aparatury elektroakustycznej. Nie można przy tym podważyć faktu, że współczesne przyrządy pomiarowe są wielokrotnie bardziej czułe od ludzkich zmysłów. Są one jednak zbyt wąsko wyspecjalizowane i nie ogarniają całości wrażeń estetycznych odbieranych przez człowieka podczas słuchania muzyki. Więc tylko on jest w stanie usystematyzować i zinterpretować wyniki pomiarów wykonanych przez poszczególne przyrządy.

Niezależnie od różnych zasad i teorii, na przestrzeni lat powstały pewne tradycje, upodobania i mody, które mają zasadniczy wpływ na sposoby strojenia instrumentów, np. odstępstwa od 440 Hz, różne wartości tremola itp. Ponadto warto pamiętać, że obowiązujący system równomiernie temperowany jest z natury rzeczy kompromisem pomiędzy możliwością gry w różnych tonacjach na jednym instrumencie, a czystością brzmienia. Instrumenty, w których dźwięk wydobywany jest nie bezpośrednio, lecz za pośrednictwem mechanizmów pobudzających konkretnie nastrojone generatory, otrzymały strój temperowany jako uniwersalną możliwość gry we wszystkich tonacjach. Pociągnęło to za sobą fakt, że właściwie wszystkie dźwięki takiego instrumentu są fałszywie nastrojone, biorąc pod uwagę wrażenia odbierane przez ucho ludzkie, choć teoretycznie wszystko się zgadza. Jest to szczególnie słyszalne w instrumentach mających bogate spektrum alikwotowe, takich jak np. akordeon. Tolerancja ucha ludzkiego oraz maskowanie odstrojeń przez barwę dźwięku instrumentu i inne czynniki zmniejszają uciążliwość tego faktu w praktyce. Gdyby na skrzypcach grało się w stroju temperowanym, byłby to dla słuchaczy instrument w praktyce trudny do akceptacji. Fortepian i organy, podstawowe instrumenty stroju temperowanego, mają widmo niezbyt bogate w alikwoty, w porównaniu z akordeonem czy skrzypcami, odstrojenia są w nich mniej słyszalne. W organach dużo barw dźwięku, a w fortepianie wszystkie dźwięki, powstaje ze współbrzmienia unisonów. Czasami są one celowo odstrajane (pianola), lub odstrojenia powstają z powodu niedokładności strojenia (większość fortepianów i organów), co maskuje zasadniczo niedoskonałość stroju temperowanego. Dotyczy to także w pewnej mierze akordeonu (tzw. tremolo francuskie), ale z powodu bogatego w alikwoty widma dźwiękowego, przekraczającego granicę ultradźwięków, występuje tu większa słyszalność nawet najmniejszych odstrojeń. Zakres ultradźwiękowy nie może tu być pominięty, mimo że nie jest on odbierany przez słuch ludzki. Na skutek nakładania się i zdudnień fal ultradźwiękowych powstają dźwięki w zakresie częstotliwości słyszalnych i tylko przypadek powoduje, że stroją one z dźwiękami muzycznymi lub nie. Niektórzy stroiciele wprowadzają pewne poprawki, uzyskując lepsze brzmienie niektórych tonacji kosztem innych, rzadziej używanych. Spotyka się to przeważnie z wysoką oceną muzyków. Tacy stroiciele, a są to mistrzowie w swoim fachu, mogą posługiwać się przy strojeniu tylko słuchem i aparatura wyskalowana w stroju temperowanym może spełniać jedynie rolę pomocniczą. Najmniej problemów związanych z powyższymi sprawami występuje w przypadku instrumentów nie mających fabrycznie określonego stroju, takich, jak instrumenty smyczkowe, głos ludzki, a także w pewnym zakresie instrumenty dęte, w których na strój poszczególnych dźwięków człowiek jest w stanie wpływać bezpośrednio podczas gry. Strój takiego instrumentu jest trudny do określenia, gdyż częstotliwość poszczególnych dźwięków jest zmienna w zależności od tonacji utworu, momentu gry, a także napięcia emocjonalnego muzyka.

Proces strojenia akordeonu można podzielić na trzy fazy: przygotowanie instrumentu do pomiaru i strojenia, pomiar stroju oraz właściwe strojenie. Tak też zostało to ujęte w niniejszej publikacji. W praktyce fazy te mogą się pokrywać; np. przy zastosowaniu słuchowych metod oceny (pomiaru) stroju, trudno od siebie rozdzielić sam pomiar od procesu strojenia, lecz dla uproszczenia układu pracy taki podział został przyjęty.

1.     WYBRANE POJĘCIA I DEFINICJE

Definicje i pojęcia zamieszczone poniżej zostały opracowane dla potrzeb niniejszej publikacji i zawierają jedynie swoje praktyczne lub potoczne znaczenia.

1.1.     Cent.

1 cent = 1/1200 oktawy, czyli 1/100 półtonu

Odstrojenie o 1 ct obliczamy mnożąc lub dzieląc podaną częstotliwość dźwięku przez pierwiastek 1200 stopnia z 2, np. 1 cent w górę dla 440 Hz = 440.25423 Hz. Stąd wynika fakt, że jednemu centowi w poszczególnych oktawach odpowiada różna wartość w Hz, np. w oktawie razkreślnej 1 Hz odpowiada ok. 4 ct, w oktawie trzykreślnej 1 Hz odpowiada ok. 1 ct. Należy to uwzględnić podczas strojenia, zwracając szczególną uwagę na dokładność stroju wysokich dźwięków.

1.2.     Jednostki miary ciśnienia powietrza

Przy kontroli ciśnienia powietrza zasilającego stroiki stosowane są manometry wodne, gdzie wyniki pomiaru uzyskujemy mierząc różnicę wysokości słupów wody oraz inne manometry mechaniczne lub elektroniczne. Dlatego też w tabelach wyników można spotkać dwie jednostki:

– mm H2O
– Pa (paskal)
10 Pa = 0.980665 mm H20
(w przybliżeniu 1 mm H2O=10 Pa)
Jednostki te najlepiej odzwierciedlają zakresy ciśnień występujących w akordeonie i dają wystarczającą dokładność.
Orientacyjne wartości ciśnienia (podciśnienia) powietrza występujące w miechu akordeonu podczas gry z różną dynamiką:
p – 0 do 200 Pa, mf – 200 do 500 Pa, ff – powyżej 700 Pa (różnie w zależności od klasy akordeonu)

 

1.3.     Systemy dźwiękowe

1.3.1.     Naturalny system dźwiękowy

Można przyjąć twierdzenie, że jest to system przyjmowany przez ucho ludzkie jako czysto brzmiący. Częstotliwość poszczególnych dźwięków obliczamy mnożąc i dzieląc podstawowe częstotliwości przez jak najmniejsze liczby całkowite, a nie jak w systemie temperowanym przez ułamki. To pociąga za sobą pokrywanie się częstotliwości drgań alikwotów zawartych we współbrzmiących ze sobą dźwiękach, czego rezultatem jest doskonałość brzmienia. Z powyższego wynika jednak fakt, że te same dźwięki w obu systemach mają różną wysokość. I tak kwinta systemu temperowanego, np. dźwięk g w tonacji C, jest o 2 centy niższa od kwinty systemu naturalnego, tercja może się różnić już o kilkanaście centów. W zależności od tonacji ten sam dźwięk może mieć inną częstotliwość, żeby zachować czyste współbrzmienie z innymi dźwiękami.
Z powyższego wynika wniosek, że ten system dźwiękowy nie nadaje się do zastosowania w instrumentach o stałym stroju i bardziej rozbudowanych możliwościach modulacyjnych.

1.3.2.     System równomiernie temperowany.

Akordeon strojony jest w systemie równomiernie temperowanym. Częstotliwość dźwięków w systemie temperowanym określa się mnożąc lub dzieląc częstotliwość podstawową przez pierwiastek 12 stopnia z 2.

Tabela 1. Oktawa razkreślna przy a1=440 Hz:

Dla pozostałych oktaw częstotliwość danego dźwięku dzielimy lub mnożymy przez 2.
W tym systemie dźwięki z założenia są odstrojone od czystego brzmienia; jest to kompromis między czystością brzmienia, a możliwością gry w różnych tonacjach.
Obydwa systemy funkcjonują obecnie w muzyce równolegle. Pozwala na to tolerancja słuchu ludzkiego.

W praktyce wykonawczej na instrumentach nie mających fabrycznie dokładnie nastrojonych poszczególnych dźwięków (instrumenty smyczkowe, dęte w pewnym zakresie) gra się przeważnie w stroju naturalnym, zmieniając w trakcie gry ich wysokość w zależności od aktualnej tonacji i współbrzmienia. Brak tej wiedzy stwarza problemy podczas gry w zespołach kameralnych akordeonistów z tymi instrumentami. Np. dobrze nastrojona kwinta w skrzypcach czy wiolonczeli nie będzie stroiła z akordeonem z powodu różnicy wysokości składników tego współbrzmienia w obu systemach. Niektórzy próbują ominąć ten problem strojąc skrzypce do dźwięków akordeonu, z miernym jednak skutkiem, nawet przy założeniu, ze w akordeonie te dźwięki są poprawnie nastrojone (w stroju temperowanym). Skrzypce czy wiolonczela same w sobie źle wtedy stroją. Lepiej jest wyjaśnić skrzypkowi na czym polega problem – gra przecież często z fortepianem – i uczulić go, że ze względu na bogactwo alikwotów w dźwięku akordeonu będzie musiał dokładniej i szybciej dostrajać się podczas gry. Czyli trochę więcej prób i ćwiczeń. Po pewnym czasie skrzypek, czy „dęciak” przyzwyczai się i zacznie dobrze stroić z akordeonistą.
Przykłady współbrzmień w obydwu systemach. Pierwsze współbrzmienie w każdym przykładzie nastrojone jest w systemie naturalnym, drugie w temperowanym.

1.4. Strój podstawowy

Obowiązuje a1 = 440 Hz. Obecnie częściej stosuje się strój wyższy, tzw. radiowy: a1 = 441 Hz lub a1 = 442 Hz. Spotyka się także instrumenty o pośrednim stroju, a także wyższym. Należy mieć to na względzie przede wszystkim przy strojeniu instrumentów przeznaczonych do gry zespołowej.
W niektórych akordeonach można znaleźć oznaczenie stroju podstawowego.

Oznakowanie stroju podstawowego, a2=884,5 Hz
Jest to oznakowanie mojego akordeonu Hohner Gola, który rzeczywiście jest wysoko strojony, czyli a1 ponad 442 Hz. Zwykle były z tym problemy podczas nagrań utworów, w których występował fortepian, ale w niektórych większych studiach nagraniowych tak nastrojone fortepiany były dostępne.

1.5. Tremolo

Tremolo w akordeonie powstaje ze współbrzmienia dwóch lub więcej stroików strojonych na unison, ale różniących się nieznacznie częstotliwością drgań. Tzw. „tremolo francuskie” uzyskiwane jest poprzez jednoczesne brzmienie 3 lub więcej stroików, z których każdy nastrojony jest z małą odchyłką od stroju podstawowego. Takie tremolo charakteryzuje się gęstą, spójną barwą, niemożliwą do uzyskania z dwóch głośnic, nawet nastrojonych z dużym odchyleniem od podstawowego stroju.

Strojenie tremola zależy od typu akordeonu i upodobań właściciela instrumentu. Stroiciel powinien skonsultować się z użytkownikiem, demonstrując mu na próbę kilka dźwięków o różnych wartościach tremola, w całej skali instrumentu lub w miarę możliwości przedstawić brzmienie podobnych instrumentów o różnych tremolach. Rozwiązanie tego problemu zależy w dużej mierze od doświadczenia stroiciela i zasobu zgromadzonych przez niego wyników pomiarów akordeonów o wysoko ocenianym brzmieniu. Tremolo określane jako miękkie, łagodne, wąskie powstaje przez nastrojenie drugiej głośnicy, tzw. ośmiostopowej, od 0 do 4 ct w górę. Tremolo ostrzej brzmiące, szerokie powstaje przez nastrojenie na wartość ok. 5-15 ct w górę. Tremolo strojone na jednakową wartość odchylenia w centach, np. 4 centy w całej skali instrumentu, brzmi miękko w dolnych rejestrach, a ostrzej w górnych. W związku z tym koryguje się je czasami, stosując jednakową wartość różnicy wysokości w hercach albo zmniejszając jego rozmiary tylko w górze skali. Przy różnicy wysokości współbrzmiących stroików 2 Hz powstają słyszalne zdudnienia (falowania dynamiki dźwięku) występujące dwa razy na sekundę w całej skali instrumentu. Posługując się podczas strojenia aparatem wyskalowanym w centach należy w tym przypadku przeliczać dla każdego dźwięku różnicę w Hz na centy wg mnożnika podanego w rozdz. 1.1. Tak więc tremolo 2 Hz dla a1 wynosi: ok. 8 ct, dla a (małego) – 16 ct, dla a3 – 2 ct.

Tremolo strojone z różnicą 8 ct i z różnicą 2 Hz

Często spotyka się, szczególnie w akordeonach koncertowych, tremolo strojone na wartość 0 ct. Takie tremolo zatraca swoje charakterystyczne dla akordeonu brzmienie, lecz generuje czysty dźwięk wykorzystywany przeważnie w muzyce artystycznej. Należy tutaj pamiętać, że wartość tremola wpływa na brzmienie instrumentu przy włączonym regestrze tutti.

1.6. Stroik przelotowy, komory rezonansowe i głośnice

Stroik przelotowy działa tylko podczas jednego kierunku przepływu powietrza, więc żeby można było grać na akordeonie zarówno w czasie otwierania, jak i zamykania miecha, na płytce stroikowej zamocowane są dwa języczki dla jednego dźwięku. Każdy z nich pracuje pod wpływem przeciwnego kierunku przepływu powietrza. Komora rezonansowa jest wspólna dla obydwu. W celu ograniczenia zużycia powietrza naprzeciw każdego stroika umieszczony jest zawór, który zamyka jego kanał powietrzny podczas pracy drugiego.

Płytki stroikowe

Przekrój głośnicy i komory rezonansowej

Komora rezonansowa – można ją rozpatrywać jako rezonator Helmholtza. Jej wymiary i objętość powinny powodować rezonans na częstotliwości któregoś z konsonansowych alikwotów.


Komory rezonansowe w przekroju

a) kierunek powietrza od strony komory rezonansowej ­P1>P2 (otwieranie miecha, P – ciśnienie powietrza)
b) kierunek powietrza od strony płytki stroikowej ­P1<P2 (zamykanie miecha)
1. stroik (język)
2. zawór

Głośnica – zespół rezonatorów (komór rezonansowych) i zamocowanych na nich stroików. W większości akordeonów jest to element odłączany od obudowy, chociaż w niektórych konstrukcjach może być z nią trwale zespolony. Podobnie, jak w organach czy harmonium, w akordeonie może być kilka głośnic różniących się o oktawę lub minimalnie odstrojonych (dających brzmienie tremola).

Głośnica akordeonu

1.7.     Tolerancja stroju

Akordeon powinien być strojony z dokładnością ok. 3 ct w zakresie niskich i średnich dźwięków oraz ok. 1 ct dla wysokich (na podstawie badań wykonanych w Katedrze Akustyki Muzycznej dla potrzeb Zjednoczenia Przemysłu Muzycznego). Dla niektórych typów gorszej jakości instrumentów popularnych można przyjąć, ze względów ekonomicznych i czasowych, większe tolerancje stroju, należy uwzględnić jednak potrzeby właściciela instrumentu.

Przykłady odstrojeń od 0 do 5 ct.

O ct

1 ct

2 ct

3 ct

4 ct

5 ct

Taka dokładność strojenia jest w praktyce trudna do uzyskania i czasochłonna. Dodatkowo na skutek odstrojeń w funkcji ciśnień możliwa dla tylko jednego, wybranego ciśnienia powietrza, czyli dla jednego poziomu dynamiki gry. Ostatecznym sprawdzianem powinno być jednak ucho i jeśli odczuwamy konieczność poprawy stroju, oznacza to przekroczenie naszej tolerancji słyszenia. Możemy wtedy użyć miernika częstotliwości i uzyskać dane pomiarowe do dalszej analizy oraz określenia które stroiki wymagają korekty.

 

2.     Czynniki mające wpływ na strój akordeonu.

Na częstotliwość drgań stroika mają m.in. wpływ:
– masa i sprężystość stroika
– ciśnienie powietrza zasilającego stroik
– sprężystość, szczelność i masa zaworu
– zamocowanie płytki na głośnicy (jakość mieszaniny woskowej)
– zamocowanie głośnicy w obudowie
– wilgotność i temperatura powietrza (jego ciężar właściwy)
– inne czynniki (np. niedomknięte szybry, nieszczelne klapy klawiszowe itp.)

Masa i sprężystość stroika

Zmniejszenie masy końca stroika powoduje podwyższenie jego wysokości brzmienia. W procesie strojenia można zmniejszać masę zdejmując materiał z miejsc położonych blisko końca języczka (patrz rysunek) nie zbliżając się do jego krawędzi. Zmniejszanie sprężystości stroika powoduje obniżenie jego wysokości brzmienia, co można osiągnąć przez szlifowanie miejsc położonych bliżej punktu zamocowania czyli nitowania.

Stroiki dla niskich dźwięków stroimy w górę obrabiając tylko obciążnik.

Sprawa z pozoru jest bardzo prosta, wystarczy ostrym narzędziem obrabiać stroik we wskazanych obszarach, stanowczo jednak zalecam naukę tego procesu na wycofanych z użytku akordeonach. Łatwo można bowiem uszkodzić stroiki już w momencie nieuważnego wyjmowania i wkładania głośnicy do instrumentu, (tym bardziej, że podczas strojenia trzeba to robić wielokrotnie). Występuje także możliwość zdeformowania zaworów, uszkodzenia krawędzi ramek stroikowych, wygięcia albo złamania języczków itp. Nietrudno jest także o pomyłkę przy wyborze stroika i korygowania nie tego właściwego, ponieważ nie ma oznaczeń dźwięków na głośnicach. Nie polecam dmuchania w komory rezonansowe w celu znalezienia stroika. Na języczkach i zaworach natychmiast zbiera się para wodna z oddechu, co może zmienić ich strój, ponadto niektóre typy zaworów mogą pogorszyć swoje parametry i wygiąć się na skutek temperatury oddechu jak i pary wodnej.

Miejsca ujmowania materiału ze stroika

Różne rodzaje języczków stroikowych

Podwyższanie stroju

Obniżanie stroju

Wszelki brud, kurz utrzymujący się na stroiku zmienia jego masę, a więc i strój. Należy usunąć zanieczyszczenia, co w wielu przypadkach wystarczy dla przywrócenia właściwego stroju.

Ciśnienie powietrza zasilającego stroik

Stroik pod wpływem zwiększonego ciśnienia przepływającego powietrza może obniżyć (czasem podwyższyć) wysokość brzmienia. Wartość tego zjawiska jest zależna od wysokości dźwięku, jakości stroików, typu akordeonu oraz innych czynników konstrukcyjnych.

 Wpływ ciśnienia powietrza na częstotliwość drgań stroika

 

Odstrojenie w funkcji ciśnień dźwięku f w różnych oktawach i przy różnych
ciśnieniach (akordeon średniej jakości)

Jak wynika z wykresu, wartość odstrojeń dla różnych ciśnień powietrza, czyli dla gry z różną dynamiką, nie jest stała w całej skali dźwiękowej akordeonu. Szczególnie duże odchyłki mogą występować w niskich oktawach. Jest to zjawisko bardzo niekorzystne, gdyż teoretycznie akordeon może poprawnie stroić tylko przy jednym, wybranym podczas strojenia ciśnieniu powietrza. Podczas gry z inną dynamiką mogą wystąpić wyraźne odstrojenia, szczególnie podczas głośnej gry niskimi dźwiękami. Zjawisko to także uniemożliwia dokładne nastrojenie instrumentu bez kontroli i stabilizacji ciśnienia powietrza, które powinno być jednakowe dla wszystkich stroików, gdyż podczas gry miech podaje przecież dla nich jednakowe ciśnienie. Strojenie przy różnym ciśnieniu powietrza nie daje pożądanej dokładności. Nie ma to większego znaczenia przy grze melodycznej, ale jest słyszalne przy współbrzmieniu lewej i prawej strony akordeonu (szczególnie z barytonami), a także podczas muzykowania zespołowego. Regestry łączone, np. 16 – 4 również muszą być strojone przy tym samym ciśnieniu, bo zarówno głośnica 16, jak i 4 zasilana jest tym samym ciśnieniem powietrza z miecha podczas gry.

Odstrojenia w funkcji ciśnień (pomiar akordeonu średniej klasy)

Wnioskując z powyższego, należy podczas pomiarów i procesu strojenia dążyć do utrzymywania jednakowego i stałego ciśnienia powietrza dla wszystkich stroików. Powinno ono odpowiadać ciśnieniu najczęściej występującemu podczas gry na danym instrumencie. Przyjmuje się, że odpowiada ono mniej więcej grze ze średnią głośnością – mf. W jednostkach miary wynosi to ok. 30 mm słupa wody (300 Pa). Utrzymanie właściwego, stabilnego ciśnienia jest możliwe tylko na odpowiednim stanowisku stroicielskim, jednakże można je uzyskać i utrzymać, z pewną tolerancją, za pomocą ręcznego poruszania miecha.

Wybór właściwego dla procesu strojenia ciśnienia powietrza poprzedza się odpowiednimi pomiarami danego instrumentu, mierząc jego odstrojenia w funkcji ciśnień dla całej skali dźwiękowej. Następnie analizujemy wyniki pomiarów i ustalamy zakres ciśnień, w którym odstrojenia dla różnych wartości ciśnień są najmniejsze we wszystkich oktawach. Środek tego zakresu ciśnień będzie właściwy dla danego instrumentu.

Ważne jest dla gry zespołowej, żeby proces strojenia wszystkich akordeonów odbywał się przy tym samym ciśnieniu powietrza. Ale i tak trzeba pogodzić się z tym, że akordeon grający piano nie będzie przeważnie stroił z akordeonem grającym forte.

Sprężystość, szczelność i masa zaworu

Podczas pracy stroika zawór znajdujący się z drugiej strony płytki stroikowej odchyla się i przepuszcza powietrze. Mała odległość dzieląca go od języczka powoduje, że zaczyna on drgać razem z nim, sprzęgając się jakby w jeden oscylujący zespół. Masa zaworu dodaje się do masy stroika powodując obniżenie częstotliwości drgań. Jego sprężystość jest także czynnikiem zmieniającym wypadkową częstotliwość. Dlatego też wymiana zaworu na inny lub zmiana jego właściwości ma wpływ na strój i powinno to być brane pod uwagę podczas pomiarów i strojenia.

Wpływ zaworu na częstotliwość drgań stroika

Zamocowanie płytki na głośnicy (jakość mieszaniny woskowej)

Płytka stroikowa zamocowana na głośnicy (komorze rezonansowej) tworzy z nią pewien wspólny układ drgający. Jakość mocowania płytki, szczelność ma duży wpływ na strój, wiec wszelkie zmiany w połączeniu, zachodzące np. pod wpływem skoków temperatury lub procesu starzenia się materiałów, powodują zmiany stroju, a  także innych parametrów, jak chociażby barwy dźwięku. Płytka stroikowa po wyjęciu z głośnicy zmienia częstotliwość drgań, zamocowana na stanowisku stroicielskim także będzie miała inny strój. Dlatego też niecelowe jest strojenie płytek poza głośnicą.

Mieszanina woskowa z biegiem czasu traci swoje właściwości i pogarszają się jej możliwości uszczelniające oraz siła mocowania. Stabilność mocowania płytek stroikowych w czasie ma decydujący wpływ na trwałość stroju, ponadto jest ona bardzo zależna od temperatury. W niektórych akordeonach mocowanie płytek stroikowych do głośnicy wzmacniane jest gwoździkami.

Zamocowanie głośnicy w obudowie

Głośnica zamocowana w obudowie akordeonu stanowi z nią jeden układ drgający. Jeśli zostanie ona wyjęta z obudowy, zmienia się strój zamocowanych na niej stroików.

 

Głośnica umieszczona w innym instrumencie tego samego typu, lub na stanowisku stroicielskim zmienia strój w sposób trudny do przewidzenia, przypadkowy. Uniemożliwia to praktycznie pomiar stroju i strojenie końcowe poza instrumentem. Montaż do właściwego akordeonu może również zmienić jej strój, jeśli zostanie ona zamocowana z inną siłą lub w innej pozycji. Nawet nieznaczne przesunięcie w stosunku do otworów w płycie głównej może spowodować zmianę stroju i innych parametrów. W trakcie procesu strojenia należy dążyć do tego, aby jak najrzadziej wyjmować głośnicę z instrumentu, a podczas jej mocowania do obudowy, zachować jak najdokładniej jej poprzednią pozycję i siłę dokręcania. Warto wcześniej zapamiętać, dokładnie zaznaczyć (sfotografować) dokładne położenie głośnic, gdyż w niektórych akordeonach dają się one w małym zakresie przesuwać.

Konsekwencją zbytecznego wyjęcia głośnicy i ponownego, niedokładnego jej zamocowania może być rozstrojenie akordeonu.

Wilgotność i temperatura powietrza (jego ciężar właściwy)

Wilgotność i temperatura mają wpływ na ciężar właściwy powietrza, co z kolei ma wpływ na częstotliwość drgań stroików. Dlatego też pomiary i proces strojenia należy przeprowadzać w pomieszczeniach, które odpowiadają przeciętnym warunkom występującym w salach koncertowych. Instrument, który był transportowany na koncert podczas niekorzystnych warunków atmosferycznych (niska temperatura, deszcz), nie powinien być użytkowany natychmiast po wejściu do sali koncertowej, gdyż jego strój, a także inne parametry mogą być znacznie zmienione. Pomiar stroju, lub strojenie także nie może się odbywać na instrumencie, który bezpośrednio przedtem był przechowywany w magazynie, lub innym pomieszczeniu, w którym warunki atmosferyczne znacznie odbiegały od normy.

Inne czynniki

W akordeonach wyposażonych w mechanizmy regestrowe często występuje usterka w postaci niedokładnego zamykania kanałów dźwiękowych przez zasuwy (szybry). Przyczyną tego jest rozregulowanie mechanizmu, zacieranie się szybrów od kurzu, brudu i innych uszkodzeń. Niedokładne zamkniecie szybrów powoduje niepożądane przydźwięki pojawiające się w regestrach łączonych. Z kolei niepełne otwarcie zasuw powoduje, że dźwięk jest słabszy, odmiennej barwy, a przede wszystkim zmienia to strój wszystkich stroików w trudnym do przewidzenia zakresie.

Źle wyregulowane zasuwy regestrowe

 

Szybry w pozycji prawidłowej

Przykład zmian stroju wprowadzanych przez szybry.

 

Można napotkać stroiki, które po kilku sekundach zmieniają częstotliwość drgań nawet w zakresie kilku centów. Należy zwrócić uwagę na ten problem podczas pomiarów stroju.

3.     PRZYGOTOWANIE AKORDEONU DO POMIARU I STROJENIA

Jedynym poprawnym pomiarem stroju, dającym największą dokładność, jest pomiar w pełni sprawnego, kompletnego i zmontowanego instrumentu. Wszelkie usterki, luźno drgające elementy, a także pomiary fragmentów instrumentu, jego poszczególnych części bez obudowy mogą wprowadzić błędy do wyników.

Przed przystąpieniem do strojenia należy więc sprawdzić prawidłowość funkcjonowania poszczególnych podzespołów (szczególnie mechanizmu regestrowego), ponieważ strojenie uszkodzonego instrumentu jest niecelowe i nie daje żadnych gwarancji trwałości stroju. Samo strojenie powinno się odbywać na końcu szeregu czynności przygotowawczych (czyszczenie, naprawy itp.), gdyż można niekiedy odzyskać właściwy strój bez strojenia na skutek eliminacji większości przyczyn rozstrojenia, np. kurzu, brudu, nieszczelności, luzów w mechanizmach itp. Doskonałość techniczna instrumentu daje gwarancję, że sam proces strojenia będzie przebiegał prawidłowo i osiągnięta zostanie maksymalna dokładność stroju i jego trwałość.

Podczas wizyty w niemieckim, renomowanym serwisie akordeonów miałem możliwość obejrzenia prac przygotowujących akordeon do strojenia. Odklejono wszystkie płytki stroikowe od głośnic, zerwano wszystkie zawory, umyto stroiki w specjalnym płynie (płuczka ultradźwiękowa). Następnie naklejono nowe zawory, przyklejono płytki nową zalewą woskową, wyregulowano regestry, mocowanie głośnic i doprowadzono akordeon do pełnej sprawności. Dopiero wtedy rozpoczęto proces strojenia.

Należy usunąć wszelki brud, kurz utrzymujący się na stroikach, płytkach stroikowych i głośnicach oraz w całym instrumencie.

Sprawdzić poprawność zamocowania płytek stroikowych do głośnic. W razie usterek można, rozgrzewając, przetopić mieszaninę woskową wokół płytki stroikowej tak, aby zapewnić odpowiednią pewność i szczelność zamocowania. Należy uważać, żeby nie przekroczyć właściwej temperatury, gdyż masa może ulec zwęgleniu i stwardnieje. Użycie, jak to często bywa, lutownicy bez regulacji temperatury może przynieść taki negatywny efekt. Właściwą temperaturę proponuję ustalić podczas prób na zużytych instrumentach.

Wymienić zestarzałe, nieszczelne, poodginane zawory. Zwykle trudno jest je naprawić i po jakimś czasie usterka powraca. Brak zaworu, lub jego nieszczelność i utrata sprężystości, zmienia strój.

Sprawdzić pozycję i stan mocowań głośnic oraz, w razie konieczności, je naprawić i wyregulować. W wielu akordeonach mocowania te wykonane są niedokładnie, co stwarza możliwość montażu głośnic w nieprawidłowym położeniu. Na skutek właściwości drewna użytego do ich konstrukcji, jak i obudowy instrumentu, po pewnym czasie elementy te mogą się odkształcić. Może to spowodować utratę szczelności styku powierzchni podstawy głośnicy z płytą. Trzeba te niesprawności skorygować, gdyż strojenie nie przyniesie w tym przypadku pożądanych rezultatów. Zbyt mocne dokręcenie głośnicy może spowodować jej wygięcie w środkowej części i utratę szczelności oraz stroju. Można to stwierdzić niekiedy bez specjalnych pomiarów, widać wtedy na uszczelce przyciemniony obszar powstały od kurzu osadzonego przez powietrze uciekające szczeliną w tym miejscu. Warto przy okazji ocenić stan uszczelek po nimi.

Sprawdzić zamykanie zasuw regestrowych (szybrów), wyregulować mechanizmy regestrowe prawej i lewej strony instrumentu.

Ostrzegam przed nieumiejętnym użyciem smarów i olejów w celu poprawy działania mechanizmów akordeonu. Do tych czynników łatwo przywiera kurz i zanieczyszczenia z powietrza, co po pewnym czasie może znacznie pogorszyć działanie podzespołów, a nawet je zablokować. W wielu przypadkach może to być nieodwracalny proces.

Wszystkie mechanizmy akordeonu należy doprowadzić do pełnej sprawności, gdyż ich stan (np. niedokładne zamykanie się klap klawiszowych) także może wpływać na strój.

4.     POMIARY STROJU AKORDEONU

Zasadą jest pomiar częstotliwości pojedynczego stroika, zarówno przy otwieraniu jak i zamykaniu miecha. Oczywiście pomiary wykonujemy dla poszczególnych głośnic, czyli oddzielnie dla każdego regestru. Pomiary regestrów łączonych, np. tutti, albo tremola dają fałszywe wyniki; trudno odczytać podczas takich pomiarów wynik z ekranu aparatu, gdyż podaje on zmienne wartości.

To samo dotyczy strony basowej. Problem pojawia się w przypadku akordeonów popularnych, a szczególnie tych pozbawionych regestrów. Można wtedy podłożyć pod głośnice cienki papier lub folię zasłaniając kanały powietrzne. Guzik mechanizmu basowo-akordowego uruchamia kilka stroików jednocześnie, tworząc akordy lub basy wielooktawowe, niezależnie od regestrów. Po otwarciu przykrywy mechanizmu uzyskujemy dostęp do dźwigni uruchamiających pojedyncze klapy. Naciskając guzik basowy możemy zaobserwować kilka obniżających się popychaczy. Kiedy przesuniemy jeden z nich ręcznie, uruchomi się klapa, czyli pojedynczy dźwięk (oczywiście wcześniej powinniśmy zablokować zbędne stroiki regestrami itp.).

Mechanizm basowo-akordowy

 

Metody pomiaru stroju

4.1.     Słuchowa

Dźwięk akordeonu posiada bogate widmo akustyczne, co zostało zilustrowane na poniższym wykresie. Widmo znacznie wchodzi w zakres ultradźwięków, które mimo że są niesłyszalne, wchodzą w reakcję z innymi alikwotami, czego wynikiem są słyszalne zdudnienia (falowanie dynamiki) już w pasmie akustycznym. To powoduje, że w akordeonie bardzo wyraźnie słychać nawet najmniejsze odstrojenia we współbrzmieniach, gdyż nakładają się na siebie drgania dużej ilości alikwotów.

Zawartość alikwotów w dźwięku a1 (instrument średniej jakości)

Opisane powyżej zjawisko wykorzystywane jest podczas oceny stroju metodami słuchowymi, podczas których stroiciel słucha współbrzmień alikwotów, a nie częstotliwości podstawowych.

Obraz fali dźwiękowej tonu podstawowego w postaci sinusoidy (górna część wykresu) oraz fali dźwiękowej akordeonu (dolna część wykresu).

 Metoda kontroli stroju wg następstwa kwintowego (koła kwintowego)

Jest to najstarsza metoda osiągania stroju równomiernie temperowanego przy pomocą słuchu. Potrzebny jest do tego tylko jeden dźwięk wzorcowy. Może to być dobrze nastrojony kamerton o zbliżonej do akordeonu barwie dźwięku lub inny instrument. Dźwięk wzorcowy powinien być przedtem skontrolowany metodą obiektywną. Doświadczenia stroicieli wskazują na to, że najdokładniej można stroić w oktawie 2-kreślnej. Wynika to z faktu, że w procesie strojenia porównuje się ze sobą współbrzmienia kwinty. Trzecia harmoniczna dźwięku niższego (oktawa + kwinta) posiada częstotliwość drgań odpowiadającą drugiej harmonicznej dźwięku wyższego (oktawie). Jeśli podstawowe harmoniczne występują w oktawie dwukreślnej to częstotliwość drgań drugiej i trzeciej harmonicznej występuje w zakresie bardzo dobrej słyszalności ucha ludzkiego. Ponadto wszelkie, nawet bardzo małe odstrojenia na tych częstotliwościach dają wyraźne, wystarczająco częste zdudnienia.


Koło kwintowe


Kolejność porównywania współbrzmień

Metoda kontroli słuchowej stroju opisana powyżej nie wymaga praktycznie żadnych inwestycji, nie licząc kamertonu, wymaga ona jednak nieprzeciętnych zdolności, a przede wszystkim dobrego słuchu oraz wieloletniej praktyki, ale daje możliwość osiągnięcia dużej dokładności stroju.

 Metoda porównawcza  z wzorcami

Ta metoda kontroli słuchowej stroju polega na porównywaniu strojonego dźwięku z innym dźwiękiem wzorcowym brzmiącym unisono. Źródłami dźwięków wzorcowych może być inny, dobrze nastrojony instrument (szczególnie przy strojeniu instrumentów do gry zespołowej), zestaw stroików zamocowanych na stanowisku stroicielskim, uruchamianych zasuwami, generatory elektroniczne itp. Ważne, aby barwa dźwięku była zbliżona do barwy brzmienia akordeonu, czyli zawierała dużo alikwotów.

W praktyce stosuje się porównywanie stroju dwóch głośnic zamontowanych na jednym stanowisku stroicielskim, co eliminuje błędy wynikające z różnego ciśnienia powietrza dopływającego do stroików wzorcowych i strojonych. Starsze stanowiska stroicielskie zasilane były powietrzem za pomocą pedałów nożnych, co powodowało brak stabilności i jakiejkolwiek kontroli ciśnienia; nowsze – przy pomocy pompy z regulatorem obrotów. Powyższa metoda obarczona jest podwójnym błędem spowodowanym precyzją słuchu stroiciela oraz dokładnością stroju dźwięków wzorcowych. W przypadku rozstrojenia wzorca stroiciel nie wiedząc o tym stroi błędnie całą partię instrumentów, które być może będą stroić w oktawach, lecz mogą mieć różne stosunki częstotliwości dźwięków w obrębie oktawy. Taki instrument nie będzie stroił z innymi podczas gry zespołowej. Dlatego szczególnie ważną jest tu częsta kontrola wzorców metodami obiektywnymi.

4.2.     Metody kontroli stroju przy pomocy aparatury pomiarowej

Współcześnie łatwo jest zdobyć odpowiedni aparat lub program komputerowy do pomiaru częstotliwości dźwięków, więc poprzednie, stare metody wychodzą już z użycia.

Aparaty elektroniczne, nawet najdokładniejsze, nie eliminują wcześniej opisanych błędów spowodowanych przez stanowiska stroicielskie lub inne czynniki. Posługując się aparatem podczas strojenia, powinniśmy mieć świadomość, jakimi błędami mogą być obarczone wyniki pomiarów. Musimy brać pod uwagę odchyłki od stroju, jakie powstają na stanowisku stroicielskim, a mierząc kompletny instrument należy znać wpływ ciśnienia powietrza na strój i odpowiednio je stabilizować. Niezaprzeczalną zaletą aparatów do strojenia jest ich obiektywność, niezależna od precyzji słuchu stroiciela. Muszą to być jednak przyrządy odznaczające się odpowiednią dokładnością i stabilnością. Mierząc strój przy pomocy aparatu, otrzymuje się wyniki w postaci liczbowej, które można zapisać w specjalnych tabelach. Mogą one później posłużyć do analizy i wyboru właściwej dla danego instrumentu metody strojenia. Analiza wyników pomiaru pozwoli na określenie stroju podstawowego dla instrumentów, w których nie był on fabrycznie oznakowany, określenie wartości tremola oraz wytypowanie stroików przeznaczonych do strojenia przy założonej tolerancji stroju, co znakomicie skróci sam proces strojenia. Przykładowa tabela do zapisu wyników pomiaru stroju zamieszczona jest poniżej. Aparaty mogą być także wyposażone w gniazda służące do przekazywania danych do komputera. W tym przypadku tabelę pomiarów może utworzyć sam komputer, przy zastosowaniu odpowiedniego oprogramowania, dokonując jednoczesnej analizy wyników pomiarów. Niektóre programy komputerowe same potrafią zapisać wyniki sesji pomiarowej w postaci tabeli, którą potem można wydrukować, dokonać analizy (np. w arkuszu kalkulacyjnym Microsoft Excel), utworzyć odpowiednie wykresy itp.

 

Tabela spełnia rolę pomocniczą w procesie analizy wyników pomiaru. Powinno być w niej miejsce na wszystkie dane mające znaczenie podczas interpretacji wyników, a jej układ powinien ułatwiać odszukanie potrzebnych wartości liczbowych. Budowa tabeli powinna w pewien sposób odzwierciedlać konstrukcję danego akordeonu, dlatego też jej wygląd może być różny dla poszczególnych typów instrumentów.

5.     ANALIZA WYNIKÓW POMIARU STROJU

Po wypełnieniu tabeli należy zanalizować wyniki pomiarów. Przydatny jest tu komputer z odpowiednim oprogramowaniem. Dobrze nadają się do tego wszelkiego rodzaju elektroniczne arkusze kalkulacyjne mające możliwość dokonywania obliczeń statystycznych i rysowania wykresów (np. Microsoft Excel). Na wstępie trzeba wprowadzić do komputera zawartość tabeli, co pozwoli uzyskać wykresy przydatne dla określenia stroju podstawowego, wartości tremola i wytypowania stroików wymagających korekty.

Poniżej podane są przykładowo w formie wykresu wyniki pomiarów stroju prawej strony akordeonu 120-basowego marki Weltmeister Supita przy włączonej głośnicy 8-stopowej w kanale.

Wykres odstrojeń

Z wykresu wynika, że średni strój tego akordeonu jest wyższy od 440 Hz dla a1 i zawiera się między +3 a +4 ct. Prawdopodobnie miał fabrycznie określony strój podstawowy 441 Hz czyli +4 ct. Jeśli nie trzeba wracać do stroju podstawowego 441 Hz, to z analizy wynika, że przy założeniu tolerancji stroju ±2 ct, do nastrojenia pozostaje tylko 14 stroików.

Kolejnym parametrem, jaki należy określić, jest wartość tremola. Poniższy wykres ilustruje, jakie różnice występują dla poszczególnych dźwięków pomiędzy głośnicami dającymi barwę tremola

 

STRONA W BUDOWIE