楽しく遊ぶための初心者にもわかる電子工作のヒント

エレキギターのようなオリジナル楽器を作る

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ので、、簡単にギターのような楽器が作ることができます。

最終的にはこのような4弦ギター風の楽器を作ったのですが、作り方などを紹介します。

現在の状態はこの写真のようになっていて、少しずつ改良していく過程も結構楽しめますので、それらを紹介していきましょう。

最終形の自作楽器

これをヒントに、ぜひ自分のオリジナル楽器を作ってみてください。


まず最初に「棒」のような単純な形状のものを作って、どんな音が出るのかを確かめることにしました。

胡弓や三味線でも結構な音域があるので、2本か3本弦で充分かなぁ・・・と思っていたのですが、改良をしていくと、結局、4本弦になったのですが、まず、どんな音になるのかを1本弦楽器を考えていきます。

ギター本体の寸法図 

今回作ったギター本体

最初のアイデアとしては、音を拾うピックアップコイルは自作して、インディアンハープのような、既成の楽器にはない味のある音の出るものを作ろう・・・とイメージしました。


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。

本体用には安価な松材 25x40x1800をホームセンターで298円で購入したものを切断して使用しています。

スチール弦は使い古しのフォーク弦を使いましたが、新品を購入しても6本セットで数百円で販売されているものを購入してもいいでしょう。

糸巻き 壊れた手持ち品を利用しましたが、新品を購入する場合は、3連のものではなくて、エレキギター用の1個づつ使えるものが良さそうです。安いものでは、アマゾンで、1000円以下から入手できます。

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  結構安いのに驚きます。

その他、フレット用の針金 2.5mmアルミ線、1.5mm樹脂巻き鉄線、太めの釘などを使っています。

写真のような小さなアングル(隅固定用のL字金具。2個で158円)で弦を張ることを考えましたが、弦の高さを調節するのが難しいので、最終的に、これは使うのをやめました。

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


ピックアップを自作しようとして、下のような材料で作ってみたのですが、これも最終的には、3mのコードが付いて1200円の既製品があったので、それを使いました。

ピックアップ用部品

ピックアップ用にと、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)を購入したのですが、それで作ったものよりも、既製品のほうが集音力が強かったので、最終的には、下右の既製品を購入して、それを少し加工して使いました。

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してみる  

さあ!加工していきます

ギター本体の加工

弦の振動を電気的な振動に変えるので共鳴構造が不要なはずです。

しかし、これも弦の振動をピックアップが拾うだけでなく、本体も共鳴しながら弦に振動を与えているのですから、「楽器の音」というのは単純なものではないことに感心しました。ここではそういう事は考えないで、音を出すことを第一にして進めます。

作ったあとで考えると、もう少し本体の棒が太いもののほうが、しっくりする感じですので、自作する場合は検討してくださいね。

糸巻き部分の穴などを、最初は手持ちの金属ドリルを用いて加工していましたが、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。 糸巻き部分の長穴も金属用ドリルでは苦戦していましたが、木工用ドリルで簡単に加工できたことにびっくりしました。 やはり道具は必要ですね。

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つあけていましたが、最終的にはこの穴は使いませんでした。

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。

音程については、全長の半分の長さの位置で「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・・・

このチューナーは、調音には結構便利で、下の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・・・などに使っていました。

このパンフルートも、結構面白いものです。(ここでは内容は取り上げていませんが・・・)

チューナーがあれば、自分の声の音程もメーターで確認できますので、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

手作り楽器のフレットの間隔は、このチューナーを使って音合わせしながら位置決めして、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。

でもやはり、弾きやすさなどの問題がでてきて、やはり後日、調整しています。一発で決めるのは難しいので、フレットを仮止めして、様子を見ながら進めるのがいいと思います。

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。

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。 特に糸巻き側の弦の高さ調整が重要なのですが、これは何回も高さ調整のやり直しをしました。

ピックアップを自作してみました

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、音の出る原理を見てみたかったので、ピックアップコイルを作ってみました。

ピックアップは、弦が振動すると、永久磁石から出る磁力線を切ることでコイルの中に電流が流れて、それが音の変化として検出されるという原理です。

このためにまず、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。

さらに下のような長い軸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は良くありません。 結果的には、長い芯棒のコイルは音が小さいようで、コンパクトに密集させて巻くのが良さそうです。

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になっていて、長い方の磁束密度は小さいので音が小さいということでしょう。

うまく音を拾うピックアップを作るのには、巻数や巻き方を変えて試行錯誤しないといけない感じで、これはかなり大変そうです。

自作のピックアップコイル

この細い線の両端をアンプに接続して、弦に近づけて弾いてみると、ちゃんと普通に音が出ます。

自作したピックアップを2つ以上つなぐ場合は、コイルを直列につないでいけばいいのです。

複数のピックアップを作る場合は、磁石のN・Sをあわせるために、巻く方向と巻数を揃えなければいけません。 

細い線を結線していくのは大変ですが、自作する方は、是非挑戦してみてください。

私はこのテストだけをやったあとで、ピックアップを4本製作するのは大変だと思って、作るのを断念して市販品を購入したのですが、やはり市販品はうまくできています。

アンプを使って音を出します

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。 

このような実験用アンプを1つ作っておくと結構いろいろなことに使えて便利ですので簡単に紹介しておきます。

このアンプはコンデンサマイクを使うために作ったものですが、オーディオ用オペアンプ(NJM386BD)をつかって簡単に作ることが出来るアンプです。

今回使用したアンプの回路図

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、以前作っているものを少しアレンジして、取り回しが良くなるように、8Ωのスピーガーをマイクロスピーカに変えてユニバーサル基板の裏側に固定しています。

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。

自作のコイルを使う予定でしたが、接続部分が使っているうちにちぎれそうなので、私は、最終的には、コード付きの市販品を購入して使ったのですが、自作コイルを使うのであれば、ピックアップの位置が決めたあとに、コーキング剤でピックアップと細い線を固定するなどの方法を取るといいでしょう。

音を出してみましょう

自作コイルを使った場合は、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コーキング剤かボンドなどで固定します。

このときに、強く弦を弾いて最大音を出したときに、指が弦に触れないような位置になるようにします。

楽天

開放弦で隙間が約5mmにして、最高音のときの弦とピックアップの隙間は3mm程度になるようにしたところ、コイルに指が触れないでうまく音が出ました。 ・・・ ともかくは2弦ですが、音が出せたので、ここまでは「成功」です。

しかし私はこの自作コイルを使わないで、市販品を一部加工して使いましたし、その他でも、弾くときにネックが固定するような板を追加工したり、専用アンプを作ったり・・・と改良が続いています。その後の経過や問題点などを書いておきます。

さらにいくつかの変更をしています

結局、4弦にしました

スチール弦の 1E・2B・3G・4D の4弦を張りました。 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、幅広い音程がほしいので、このようにしましたが、これでも、弾く時の違和感はそんなにありません。

フレット加工の状態

弦の末端(巻コマと反対側)も、最初はアングルを使って弦を張っていたのですが、最終は、高さに合った木釘をつかって、下の写真のように末端は弦を釘で打ち込んで止めています。

弦の末端処理

市販のピックアップに変え、そして更に・・・

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ると、取り回しもにも問題ないし、音も均一になってきて、かなり実用的にものになりました。

購入したピックアップ

このピックアップはギターのサウンドホールに取り付けるように作られた、3mのコード付きのもので、手荒に扱っても大丈夫なように作られています。

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、本体のネックをくり抜いてはめ込むようにしました。

市販のピックアップコイル部分

ピックアップを埋め込むための加工

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。

このコード付きピックアップであれば、手元で少々手荒く扱っても線が切れることもありません。

ギターアンプに接続

このような取り付け位置で、自作のアンプに繋いでみると、ちゃんと音が出ます。

上のようなピックアップの取り付け方では、音の大きさのバランスが悪かったので、再度、ピックアップの取り付け方を下の写真のように変えました。

支持板の取り付け

そしてさらに、棒だけでは弾くときに安定しませんので、簡単な支持板を貼り付け、膝に固定しやすいように切込み加工をしています。

本来はもう少し大きい板のほうが安定するのですが、100均で板を購入したので、これが精一杯です。

また、小さいアンプでは物足りませんので、10Wのモノラルアンプを作ってみました。

ここでは、10cmのスピーカを使ったところ、低音もきれいにでてきて、微妙な音の変化も楽しめるようになりました。

10Wアンプ裏側

自作エンクロージャー

このアンプについては、詳しく書きませんが、BOXはお酒が入っていた残材の箱を利用していますし、スピーカのホコリ除けネットは100均で購入した滑り止めシートで、さらに、アンプ部品も2000円以下の出費で製作できました。



これでかなり「楽器」らしくなりましたが、まだまだ改良点もあります。

例えば、写真のように、電源にスイッチング電源のユニットを使っていますが、これはもったいないので、手持ちのACアダプターと三端子レギュレータを使った安価なものに変える予定にしています。

このように、電子工作を工夫して遊ぶ段にはそんなに懐が痛まないのがいいところですね。

もっとも、このオリジナル楽器も「本格的な楽器」とするにはまだまだなものの、ともかく、自作品のなんとも言えない「味」が楽しめます。

以上ですが、何かの参考にしていただくと嬉しいです。


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最小限必要なことのおさらい(1-2)

電子工作に使う電源のいろいろ(1-3)

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7セグLEDをアナログ的に使う

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ろーそくICとはどんなものなのでしょうか

モーターを使って遊んでみよう

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電子工作に使えそうなバイポーラトランジスタ

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バイポーラトランジスタのダーリントン接続

電界効果トランジスタFETの基礎

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コンデンサマイク用ミニアンプを試作

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