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[原创] 初探卡西欧GP混合电钢琴的键盘&击弦机系统(中)

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发表于 2020-1-28 09:32:26 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 david 于 2020-1-28 09:41 编辑

      击弦机第二模块那里,靠近“琴槌”根部(大致在原声三角钢琴琴槌柄安装麂皮滚轮的位置),有一个下凸部分,挖了一个长圆孔,两个长边平行,两端是圆滑的弧形,整体像是400米的标准运动场的轮廓,如下图:



       第一模块那粘有绒料的小平面,在功能上相当于三角钢琴击弦机的“顶杆”,粉红色滚轮和浅蓝色顶杆平面线,和深红色的滚轮和深蓝色的顶杆平面线,分别代表琴键没被按下和被按到底时第一模块和第二模块的相对位置。

       这个下凸部分的近琴槌支点端,做了“凸轮”的设计,在功能上这就相当于三角钢琴击弦机装在琴槌柄位置的鼓轮,是完成击弦动作的重要组成部分。“凸轮”导致了琴槌运动和琴键运动的传动比,随着琴键的按下而不断增加。具体点说就是哪怕是琴键被匀速按下,击弦机第一模块和第二模块的连接点跟着匀速上升,琴槌也会有个加速度,越来越快往上运动。这个情景,和原声三角钢琴一致。

       随着琴键被按到底,GP琴键底碰到了键底厚绒圈而迫刹车停止,与此同时,琴槌柄也碰到了安装在击弦系统上方的档条而被迫停止继续往上运动,就同时完成了琴键和琴槌的刹车静止过程。此时,哪怕继续按着琴键,琴槌也不会回退,而是继续处于运动轨迹的接近最高点,这和原声三角钢琴不一样。


      
       在三角钢琴那里,琴槌此时已经击弦完毕,在琴弦给予的反弹力和地心引力的作用下快速往下运动,跌落的琴槌头被安装在琴键末端的托木头接住,静止在琴槌整个运动轨迹的半程左右的位置。而琴槌被托木接住前,顶杆已经回到了准备再次击弦的工作位置。琴槌撞击包有麂皮的托木头时,会形成一个冲击力,根据杠杆原理,作用到演奏者这端,会使琴键有上抬的趋势,但此时卡钉那里依旧受压,受冲击力的位置和卡钉受力的位置,同在琴键杠杆支点的同一端,但是两者力的方向相反,所以说此时到了键底的琴键,阻力会变轻一些,就是说,在这瞬间琴键的手感变轻了。如果释放琴键,琴槌继续下落,直到琴槌柄被下方托木上的厚绒条接住。在GP这头,琴键触底后,琴槌就升到了其运动轨迹的接近最高点,也就是说,琴键的手感没有琴槌的回退撞击而造成变轻的感觉。


      那是不是说,GP的琴键阻力,在琴键下沉过程中,越来越大呢?——是的,其实三角钢琴也一样。三角钢琴的琴键下沉到一半后,琴键末端就会把制音器杠杆顶上去,导致琴键下沉阻力增大。如果踩了延音踏板,琴键末端就不再和制音器杠杆接触了,键盘手感就会变轻一点。说实话,GP没有学到这一点,但听说KAWAI的NV10做到了,不要忘了,其售价也去到RMB80000左右。所以说,脱离价格来苛求品质就是耍流氓,呵呵。GP的琴键自然重心在支点的靠近演奏者这一边,卡钉没有受击弦系统下压力的情况下,琴键是处于下沉到底状态的。而三角钢琴的琴键加铅块配重,一般也是加在演奏者这头的,GP的琴键并没有加配重,也呈现这种特性。就是说,GP和三角钢琴的琴键自重,都是帮助演奏者更容易把琴键按下去的,所以说,GP下沉阶段阻力增加算不上是缺点。

       我描述一下按动模型琴键的体验:首先,一摸琴键,一丁点儿力,就能使琴键开始往下运动了,没有觉得有特别大的“台阶”阻力感,就是说,琴键的静阻力不超标。不瞒大家说,很多普通电钢琴的手感,就败在这里:轻按不动,加点儿力——“咚”,人还没搞清楚咋回事,琴键已经触底了,至于给出的那个音符的强弱呢,听天由命咯......这对于琴键的准确拾音,构成了很大的障碍,哪怕三触点的导电橡胶或光电的传感器,质量再牛,精度再高,通通都没有用。因为,失控的琴键运动,被如实刻画下来了。要怪,也只能怪电钢琴的机械运动部分设计,用料或装配欠佳,导致琴键的静态阻力和动态阻力的严重不匹配,构成了不良的电钢琴手感。大家以后选购电钢琴,先别急着通电开机,先摸摸琴键再说,发现这种问题就一票否决,一点儿都不冤。部分国际知名大牌子的电钢琴,售价RMB2000多的,也不会出现这种问题的,标杆已经在这里了,大家自己看着办。

我通过仔细观察,反复实验,倒是有不少发现:
(1)第一模块的小滚轮和第二模块的长圆孔有间隙。当琴键触底,不再通过第一模块的“顶杆”向第二模块的凸轮提供推力时,给琴槌借助运动惯性继续往上抛一点点的自由行程,如同原声三角钢琴的Let -Off(断联)过程。

我专门做过以下实验:
A)实验一:琴键触底后,用手固定住琴槌当时停留的位置,松开琴键,会发现第一模块的“顶杆”和第二模块的凸轮会脱离接触,脱离的程度就看小滚轮和长圆孔之间的间隙了,同时也导致已经触底的琴键会抬起些许(大约2~2.5mm)。我就初步怀疑,琴槌“击键”的最后一丁点儿行程,是被“抛出去”的。为了印证这个猜想,我就设计了下一个实验:

B)实验二:放一把钢尺在击弦机上方靠近琴槌运动最高点附近恰当的地方并固定,不同力度触键,发现琴槌都在琴键触底后停在同一个位置,不因击键力度的变化而相异。轻按琴键,琴槌不会敲到钢尺,随着击键力度的增加,琴槌就慢慢挨到钢尺了,发出“嗒嗒......”的响声,击键力度越大,“嗒嗒”声就越响,很有意思。就是说,击键力度增强,琴槌的速度就会相应增加,击键力度增加到一定程度时,琴槌的向上行程会增加,以至于碰到本来挨不着的钢尺而发出撞击声。而小滚轮和长圆孔之间的间隙的的尺寸,加上击弦机上方档条的存在,也把大力度下的向上行程“微量增加”精确地控制在一定的范围内。
[media=x,800,490]gp混合电钢琴琴槌行程测试_腾讯视频  https://v.qq.com/x/page/h3055muvze2.html[/media]

(2)松开琴键时,时刻与顶杆接触的第一模块首先下沉,导致第二模块的凸轮失去支撑,一同下坠。此时凸轮和“顶杆”的绒面处于虚接触状态,琴键复位时,第一模块和第二模块又回到重新准备击键的相对位置。这个过程中因为两个工作面的虚接触,应该不会产生磨损,不理解的请重温伽利略当年在比萨斜塔上做的那个著名实验。在演奏中,琴键与击弦机的运动量惊人,假以时日,每一琴键的击键次数,数以万计,十万计。这种减少磨损量的设计,不知是不是设计者特意为之,反正,现在达到这个效果了。

(3)GP的琴键下沉与抬起的过程,精确地伴随着琴槌的上升与下降,就像照镜子般同步,这也导致了琴槌下降复位,琴槌柄遇到下方档条的缓冲材料而被迫刹车静止,而在此过程中,分两种情况:

A)如果抬键速度较慢,手指头始终不离开琴键的话,到琴键完全复位的那一瞬间,就感到一种仿佛是琴槌带来的“振动波”闪一下,没有感受到特别的冲击感,琴键并无任何的上下抖动。

B)如果手指猛地抬起,任由琴键自己复位,琴键复位过程,就会有肉眼可见的上下微微颤动,那是由于琴槌绕着支点由高位往下作自由落体运动,撞到下方档条的缓冲材料后上下跳动几下,连带使第一模块微微上下颤动,使琴键上卡钉受到的压力快速来回波动,当压力小到少于不足以维持支点这头的琴键重心所在的重力矩,已经复位琴键就会再次略微下沉,这就是琴键颤动的来由。这种现象一般在原声立式钢琴那里看不到,在原声三角钢琴那里倒是常见,尤其是大尺寸的那种。

       反正,在GP这里,只要复位过程中的琴槌产生跳动,琴键也会跟着微微上下颤动。你可以说这是GP的缺点,但是部分原声三角钢琴那里照样有啊,这怎么说呢?对此我也不发表意见。对于选购者,觉得这个琴键复位颤动很劝退的话,尽可以选购别的品牌和型号,实在找不到,自己造一台也行。

(4)琴键和琴槌的精确联动,加上琴槌运动到靠近最高点时,琴槌柄先后与电路板上的三触点感应单元接触的时机调校得宜,就决定了GP的同音反复能力确实相当出色,这个我没法做实验,就拿网上找到的一个测试的视频来给大家看看。
[media=x,800,490]CASIO GP系列混合电钢琴击弦机测试_腾讯视频  https://v.qq.com/x/page/b1316f9xvy9.html[/media]

      GP的手感,能像原声三角钢琴几成,我也实在没法说。大家看看这个一般电钢琴的重锤运动模式:

来看GP的:
再看原声三角钢琴的:


       可以看到,GP的击弦机结构虽然已经简化成两个模块,但是基本上各个固定点,连接点的位置和三角钢琴相仿,工作时各个部件相对位置的不同而引起的传动比动态变化,也和三角钢琴相似,和普通电钢琴倒是相去甚远。综合网上网友们的意见,同时弹过普通电钢琴,GP混合电钢琴和原声三角钢琴的,多数人会认为GP的手感相对而言偏向三角钢琴多一些,而不是偏向普通电钢琴。

      我从来也没有,以后也不会说GP的手感能全面PK掉原声三角钢琴,某些指标超过的不算。我能说的是,GP已经在成本允许的范围内,目前做到了相对的近似。有人不满意,或GP以后会对它进行改良,都是很正常的事情。

    至于琴键下沉各个阶段中的阻力,CASIO官方给出数据了:实验条件是以mf的力度触键,最大速度为300mm/秒,换言之,这个琴键下沉1CM左右的行程,用时大约0.033秒,我实在是没有条件来做这个实验了,所以援引了官方数据。有意思的是,放眼那么多家做电钢琴的,就CASIO敢把这个数据亮出来,实在自信满满兼勇气可嘉。


      实验数据放出来了,如果别家怀疑其真实性,要搞垮GP,搞臭CASIO,那是分分钟的事情:弄一台GP回去,用专用的高精尖的设备来做同样的试验即可,如果做出来的结果与之大相径庭,就实锤了CASIO造假,要负法律责任,经济责任,道德责任......总之就是大家有热闹看了。不过2015年到现在为止,这种热闹我们一次都没看到过,连一点儿蛛丝马迹都没有。

(未完待续)

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发表于 2020-1-29 05:59:05 | 只看该作者
看看热闹…………
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3#
发表于 2020-2-4 16:36:51 | 只看该作者
看图片,GP的琴锥位移比原声三角要大,恐怕会对手感有影响吧?
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4#
 楼主| 发表于 2020-2-5 08:45:54 使用第一键盘发送 | 只看该作者
二十八画 发表于 2020-02-04 16:36
看图片,GP的琴锥位移比原声三角要大,恐怕会对手感有影响吧?...
这个其实对手感没啥大影响,GP的琴键哪怕复位不到1/2,再按下也能再次有效拾音。
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