楽しく遊ぶための初心者にもわかる電子工作のヒント

ピックアップとアンプでエレキギターができる?

エレキギターは弦の振動を電気的に取り出し、それを増幅して音を出しているので、極端に言えば、アコースティックギターのような共鳴のための胴部は不要ですから、ギターのようなものを作って音の出る様子を確かめてみましょう。

ここでは、「ギターもどきの楽器本体」、振動を拾う「ピックアップ」、「かんたんなアンプ」で音を鳴らしてみよう・・・というのが今回の工作の内容です。

もっとも、私自身が音楽のプロでも楽器のプロでもないので本格的なものではありませんし、これと同じものを皆さんに作っていただきたいと考えているものではなく、これらをヒントにしてオリジナルな楽器を作って発展させていただきたいと思います。

今回作ったのは、写真の真ん中の「棒」のような単純な形状のものです。 上の普通のギターやミニギターに比べると貧弱なようですが、これを発展していけばいいので、ともかく、工作して楽しみましょう。

今回作ったギター本体

ギター本体の寸法図 本体部分の原形

まずは1弦で音を出すまでやってみます。

最初は音の出る仕組みを確認するために、ホームセンターで購入した材木を使って1弦のギターを作ります。(最終的には大幅に改造していますが、まず、実際に音を出すまで1弦で進めています)


使った部品類

最終的には、いろいろ変更を加えていますが、当初の部品類について書いておきます。

本体用
木材 25x40x1800(松材) 298円で購入、スチール弦 (市販のフォーク弦、エレキ用の弦がいいでしょう。購入しても1本200円程度です) 、 糸巻き 手持ち品を利用(新品を購入する場合でも、1000円以下で入手できます)、小さなアングル(隅固定用のL字金具。2個で158円を購入。最終これは使わなくなりました)、フレット用の針金 2.5mmアルミ線+1.5mm樹脂巻き鉄線、8mm丸シール

使用した糸巻き フレットの制作

フレットに使用した針金類 弦を止めるL金具

ピックアップ用
鉄釘+超強力マグネット6mm径(100均で8個100円)+0.16mmポリウレタン銅線(100g970円)

ピックアップ用部品

工具等
10.5mm木工ドリル(480円で購入)、 金切り鋸+ヤスリ(100均で購入)、 瞬間接着剤など・・・  


ギター・ピックアップなどの加工

ギター本体

上の写真で、上が普通のギターのサイズで、下がミニギターですが、今回作るのは、弦の振動を電気的な振動に変えるために、共鳴構造が不要なことからネックの部位だけのものにしましたが、持ちにくいので、後で何か考えようと思っています。

弦は導電性のあるものが必須で、ナイロン弦は使えません。 ここでは、手元にあったフォークギター用の市販のスチール弦(材質はピアノ鋼線)の「お古」を使い、糸巻き部分も、壊れた糸巻きの使えそうなところを加工して使っています。

全長はミニギターより少し大きい程度にしたのですが、この材料は約40mmx30mmx1800mmの松材を、上の写真のように、適当な長さに切って使いました。

今回は、楽器の仕組みを考えるだけなので安い木材を使ったのですが、写真の通常のギターのネックの実寸の幅が50mmですので、少し太い材料で作ったほうが実用的で楽しいかもしれません。

これらの穴をあけるのに、最初は手持ちの金属ドリルを用いていましたが、10.5mmの木工用ドリルを購入して加工すると、かんたんにきれいな穴が加工できますし、糸巻き部分の長穴も、それで簡単に加工できたことにびっくりしました。

ここでは、テストのためもあって、ピックアップ用の穴を3つあけていますが、最終的には穴は使用しなくなりましたので、この部分については、いろいろな検討が必要な部分ですので、この通りにしないほうがいいでしょう。(後で説明しています)

糸巻き・弦

ここでは手持ちの壊れた糸巻きを使いました。 このような糸巻きは意外に安価ですので、適当なものを購入するといいでしょう。アマゾンの安価なものの例ですが、6弦を張るとすれば、もっと幅広の木材が必要になりますので事前の検討をお願いします。

アマゾンの糸巻き販売品の例Amazonの商品例

  

→Amazonのギター糸巻きを探してみる


使用した弦はフォークギター用のスチール弦ですが、新しく購入する場合はエレキギター用の弦を使用すると安心でしょう。(最初は1Eの弦1本を使用)

その他では、弦を止める金具は写真のようなアングルを使用したのですが、この穴に弦を入れると9mmの高さになって、若干高い感じなので、最終的にはこれは取り外して使いませんでした。

この高さは弾きやすさや調弦のときのフレット位置に影響します。 7.5~8mm程度が良さそうですが、これはこのままで進めましたが、私の最終のものも参考にしてください。

フレットの加工

2種類の太さの線(ここでは2.5mmと1.5mm)を用意して、まっすぐに伸ばしてから幅に合わせて適当な長さに切って木材に貼り付けていきます。

全長の半分の長さの位置が「オクターブ」になるはずなのですが、弦を押さえて音を出すので、その張力が加わり、微妙に音程がずれるため、ギター用のチューナーを使ってフレット位置を調整しました。

そのために、ここでは、ギター用のチューナーを使って、弾いた音を拾いながらフラットの位置を決めました。

自分の音感を頼るのもいいのですが、私は下の手持ちのチューナーを使って音を合わせました。

使用したチューナー

このチューナーは過去に1500円程度で購入したもので、これがあるといろいろなところで利用できます。 

→Amazonのページを紹介しておきます。適当なものを持っているといいかも・・・

例えば、ハーモニカのベンディング(半音ほど下げて音に変化をつける奏法)の音程の状態を見たり、写真のような水道パイプのパンフルートを作ったときの音合わせ・・・などに使っていたのですが、このようなものを1つ持っていると結構便利です。

声の音程も見れます。 楽器演奏や音楽好きな方は購入を検討してみるのもいいかもしれません。

自作したパンフルート

フレットは、チューナーを使って音合わせしながらフレットの位置を決めて、それを瞬間接着剤で固定します。

もちろん、高音側に順番にフレット間隔が狭まっていきますし、弦の長さが半分になるとオクターブの音になるはずですが、弦を押さえると音が変わりますので、ともかく、チューナーを基準にフレット位置を決めました。

弾きやすさなどの問題がでてきて、やはり後日、全面改造していますので、一発で決まらないと考えておきましょう。

フレットを押さえないで適当に弦を張ってから音を出しながらフレットを貼りつけていくといいでしょう。私は開放弦がC4に合わせて調整しました。

調律している様子

フレットの位置【参考】 

弦の高さをうまく調整しないと、このように、第一フレットの間隔が変になります。私は色々試行錯誤して、何回もやり直しが必要でした。

ピックアップの加工

私は最終的には市販のピックアップを購入したのですが、音の出る原理などを知っていただきたいので、やってみた順で紹介します。

ピックアップは、弦が振動することで永久磁石から出る磁力線を切ると、コイルの中に電流が流れて音としての変化を検出できる・・・という原理です。

ここでは、鉄釘を適当な長さに切って、釘の頭に永久磁石を貼り付け、細い銅線を巻きつけてコイルを作りました。

ピックアップの作り方

この状態でLCメータを使って測定すると、直流抵抗9.3Ω、インダクタンス3.7mHでした。

後日、下のような形状のコイルを作って試作したところ、 ①高さを短く、 ②密集してコイルを巻く・・・という形状のもののほうが良さそうで、コイルから鉄心が飛び出しているのも良くないようですし、さらに、長い芯棒のコイルは音が小さい・・・という結果になりました。参考にしてください。

ちなみに、両方のコイルともに同じ材料で、500回ずつ巻いたつもりですが、長い方のコイルは7.5Ω 3mHになっています。

この先の両端をアンプに接続して弦に近づけて弦を弾いてみてください。ちゃんと普通に音が出ます。(簡単な自作アンプを後で紹介しています)

ただ、このピックアップをたくさん作るのは大変ですし、この方法では、ピックアップの固定が大変です。

私も最終的に、見映えの問題と引き回しをしたときの断線が気になるので、市販のコード付きのものを購入して使っています。

これでは工作にはならないのですが、下の例のように、結構安いですし・・・。  

アマゾンでのピックアップの販売品の例

→Amazonでギター用ピックアップを探す  私は、写真上右のものをアマゾンで購入して一部改造して使用したのですが、GOODでした。

作ったピックアップですが、2個以上の場合はコイルを直列につないでいきます。

ただ、複数のピックアップを作る際には、磁石のN・Sをあわせたり、巻数を揃えて、さらに、細い線を結線するのは大変ですが、自作したい方は、是非挑戦してください。

次は、音を出すためのアンプについて説明します。

アンプの製作

適当なオーディオアンプがあれば、それが利用できます。 オーディオアンプのAUX端子などにコイルの両端を接続します。

ここでは以前に作ったアンプ(こちらからページにリンク)を転用して音が出るかどうかを確認しています。 このようなものを1つ作っておくと結構便利ですので簡単に紹介しておきます。

今回使用したアンプの回路図

これはコンデンサマイクの使い方を考えてみようと、以前に、オーディオ用オペアンプ(NJM386BD)をつかって作ったアンプです。

もちろん、大きな音は出せませんが、このようなものを1つ作っておくと、いろいろなところで確認用として使用できます。

ここでは、そのページで紹介したものを少しアレンジして、8Ωのスピーガーがブラブラしていたので、ユニバーサル基板の裏側にマイクロスピーカを固定しました。

自作アンプの部品配置 

アンプ基板裏面の追加工部分 裏にスピーカを固定

この入力端子に製作したピックアップコイルの両端をワニ口クリップのついたコードなどでつなぎます。

音を出してみましょう

このアンプでは、スピーカが小さいので、音はいま一つですが、ノイズもなく、それなりの音がします。

ギター本体の穴に製作したピックアップを差し込んで、弦とピックアップ上端との隙間を決めてピックアップを固定しますが、最大音を出したときに弦に触れないように位置を決めて弦を弾くと、うまく音が出ます。

私のギターの場合は、開放弦で隙間が約5mmで、最高音のときの弦とピックアップの隙間は3mm程度になっていますが、この条件でうまく音が出ました。 ・・・ ともかくは「成功」です。

その後の経過と問題点など・・・

最終形は、4弦にしました

1E・2B・3G・4D の4弦を張って、フレットは全部作り直し、調律も全部やり直しました。 ウクレレと同じような弦の張り方にしてもいいのですが、このような弦の張り方でも引きやすいです。

最初はアングルを使って弦を張っていたのですが、穴の位置が高くてフレットから弦が離れすぎていたので、それを使うのをやめて、下の写真のように弦を止める方法に変更しました。 弦は釘を打ち込んで止めています。

以上で、自作のピックアップコイルで音を拾ってアンプに通すと「音が鳴る」というのを確認できました。

しかし、自作のピックアップでは、正しい位置に固定するのが大変なことや、細い線なので動かすと線が切れそうだし、ピックアップが単独なので、音のバランスも取りにくいことから、市販のピックアップを購入してみました。

市販のピックアップを改造して取り付け

下の市販のピックアップを購入して少し改造して取り付けたら、かなり実用的になりました。

上で紹介したAmazonで購入したものですが、これはギターのサウンドホールに取り付けるように作られており、3mのコード付きで、手荒に扱っても大丈夫なように作られています。

取り付け用の耳の部分は不要なので金鋸で切り取ってギターネックに埋め込むのですが、下の写真のように、大きな磁石の周りにコイルが巻いてある構造なので、斜めにはめ込んで音を捉えるようにしました。

まず、木工ドリルで適当に彫り込んだあとに、彫刻刀を利用してピックアップの面の高さを微調整しながら彫り込みました。

飛び出していると弾きにくいので、高さをフレット面にツライチにしました。

自作ピックアップのために開けた3つの穴も埋めるなどで、2時間以上かかっています。

弦を張って、自作のアンプに繋いでみると、ちゃんと音が出ます。成功です。

この状態でも「本格的な楽器」とするにはまだまだで、安定した位置で演奏できるように「胴部」を作ることを検討中ですが、ともかく、自作品のなんとも言えない「味」があります。

まだまだ改造を要する点もあり、「市販の楽器はうまくできているなぁ」と感心するのですが、みなさんも、(これをそのまま真似するのではなく) このような何かの楽器を作ってみると結構楽しいですよ。

【注】この記事のギターはまだまだ検討の余地がありますが、ここでは、作り方や手順を示して、失敗内容も残していますので、それも参考にして、ぜひ自分なりにアレンジして作っていただくといいでしょう。


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