19 de ago. de 2014

Discos de vinil feitos em casa.


 A foto ao lado é de uma unidade VMS70 da Neumann (sim, a empresa alemã conhecida pelos microfones). Uma ferramenta muito sofisticada de gravação de discos de vinil, uma peça de engenharia alemã rara de se encontrar hoje em dia.
Alguns entusiastas recriaram máquinas assim mas elas são caras e os discos virgens de vinil para gravação também o são. Tudo era muito inacessível até surgir um experimento no mínimo inusitada: Gravar trilhas em CDs com equipamentos modernos mais fáceis de conseguir e bem mais baratos.

Antes do vinil:
 Já em 1877 o Sr. Thomas Edison realizou alguns experimentos inserindo uma agulha no diafragma de um receptor telefônico porque acreditava que se um papel se movesse rápido o bastante abaixo do sistema a agulha registraria o som (algo como um gráfico de sismógrafo).
Se o som eram ondas se propagando em meios materiais, elas poderiam ser "escritas" permanentemente em um material específico (placas de cobre e depois discos de cera) por uma agulha e poderiam ser lidas e ser transformadas novamente em som por outra. Foi o princípio que ele usou para criar o Fonógrafo, que apesar de interessante era bem ineficiente. Edson se ocupou de suas outras invenções e ao retomar essa apenas 10 anos depois, o alemão Emile Berliner já havia criado o "Gramofone" (foto ao lado). Apesar do gramofone não ter a capacidade de gravar discos como o fonógrafo, em 1901, juntando-se a Eldridge Johnson e fundando a "Victor Talking Machine Company" os sócios produziam e vendiam fonógrafos e discos em grandes quantidades.
 A foto ao lado é de uma "VV-XVI". Em 1906 a grande corneta responsável pela amplificação mecânica dos sons foi readaptada em uma câmara interna para essas unidades se tornarem móveis nas casas das pessoas e a empresa já gravava e vendia discos dos cantores mais populares da época, criando uma facilidade de acesso à música sem precedentes na história.
 Na metade do século 20 a maior parte das casas já estava equipada com a próxima versão desses dispositivos, conhecida agora como "toca discos" e era bastante popular até surgirem os "toca-fitas" nos anos 80, que ofereciam mídias mais compactas e usavam uma tecnologia ligeiramente diferente de gravação magnética ao invés de mecânica.


 O processo de gravação:

Um disco uniforme de vinil (sem ranhuras) é cavado por uma ferramenta de corte com a ponta feita de diamante. Em algum tempo, fios de Níquel-Cromo começaram a ser enrolados nessa ferramenta para aquece-la e "amaciar" o corte e deixar as trilhas mais uniformes, aumentar a durabilidade do corte e diminuir o ruído audível na reprodução do disco. É possível ve-lo na foto.
Essa é uma cabeça de gravação stereo. Transdutores magnéticos movem a agulha em dois eixos perpendiculares, cada um fazendo um angulo de 45 graus com a superfície. Dessa maneira os dois canais são devidamente distribuidos em um eixo horizontal e um vertical.
Vale lembrar que em condições normais agudos fariam ranhuras insignificantes e não seriam audíveis e graves poderiam facilmente cavar através do disco até o outro lado, então uma equalização específica foi usada para resolver esse problema, a "RIAA". Todo amplificador de toca-discos conta com um e vários circuitos surgiram para maior fidelidade de reprodução ao longo dos tempos e na gravação usava-se o "RIAA invertido" e a linearidade do audio dependeria de, além de todos os fatores mecânicos, que ambos atenuassem e amplificassem as mesmas frequências nas mesmas proporções. 
Por fim, para produções em linha, um processo idêntico é usado e a partir dessa primeira mídia é produzido uma matriz em metal, um disco com elevações no lugar dos cortes que vai ser instalado em uma prensa hidráulica. Por esse processo o disco é amolecido por uma fonte de calor, prensado e resfriado de modo a conservar as trilhas de audio.



O vinil feito em casa:
 Se você faz o tipo "CDs são heresia digital, queime-os e ouça vinil" você acaba de encontrar um novo herói! O Sr. Beau Walker resolveu pegar seus CDs e gravar sulcos neles usando um método caseiro bem parecido com o usado nos discos de vinil e para assombro dele, de seus leitores e de toda uma comunidade hacker, eles funcionam!
O projeto não é muito bem documentado no blog, mas eu já penso em fazer uma quando tiver um tempo livre, alguém a fim de participar da empreitada?

O sistema descrito no processo de gravação tem um pré amplificador e um power amp com dois canais de 25W que movem os dois auto-falantes, substitutos dos transdutores lineares usados nos gravadores profissionais. O Sr. Walker usa o deslocamento dos cones para movimentar a ferramenta de gravação que por sua vez cava as trilhas no plástico do CD.
Um toca-discos fornece a rotação adequada para gravação enquanto, vistos ao fundo, um fuso (um eixo de rosca usado em CNCs) conectado a um motor de passo desloca a cabeça de gravação da borda para o centro do CD.
Você pode conferir essa invenção funcionando no blog do autor, clicando aqui
Vinil Digital:
Após escrever e aperfeiçoar um algorítmo que convertesse som em sulcos em uma superfície de maneira completamente digital, a srta. Amanda Ghassaei resolveu utilizar dois métodos, uma impressora 3D para depositar sedimentos e recriar as ondulações por meio de construção e uma Cortadora a laser para cavar os sulcos em uma superfície uniforme. A segunda foto é de um disco de madeira queimado a laser.
Nós já vimos nesse Blog pessoas imprimindo guitarras com essas ferramentas, mas recriar uma superfície tão detalhada e com sulcos tão precisos quanto uma agulha gastando o material de maneira analógica, seja depositando material ou retirando, é um feito árduo para qualquer máquina, por maior que seja a resolução e mesmo considerando um modelo 3D perfeito sendo criado em ambiente virtual.
Apesar da qualidade do audio não ser muito alta, com um sample rate de 11Khz e uma resolução de 5-6 bits (contra 48Khz / 16 bits comum hoje em dia) vale a pena conferir esses discos tocando só pela engenharia envolvida. Assista o modelo impresso em 3D ou o modelo gravado a laser, é só clicar.

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