Električne orgulje Orla Ruby


Danas su nabavljene električne orgulje Ruby, proizvod talijanske tvrtke Orla iz 1979. godine. Tvrtka Orla osnovana je 1965. godine te je i danas prisutna na tržištu. Proizvodnju je započela električnim orguljama, a danas proizvodi i električne klavire, sintesajzere i električne harmonike.

 

 


 

Odabor vrste instrumenta. Crvena tipka TABS uključuje orgulje, odnosno razne veličine FLUTE i STRINGS koje se odabiru tabovima na prednjoj ploči. Umjesto toga moguć je odabir 5 drugih zvukova instrumenata. Potenciometri LOVER VOLUME i BASS VOLUME prilagođavaju jačinu zvuka donje i nožne klavijature u usporedbi prema gornjoj klavijaturi. 

 

Kontrole za odabir jednog od osam ritmova uključujući kontrole za brzinu, jačinu, visinu i način aktivacije tih ritmova.

 

Tabovi za uključivanje pojedinih tipova i veličina orgulja te efekata.

 

U sekciji PEDAL su kontrole koje aktiviraju pomoću nožne pedale. U sekciji LOWER odabire se vrsta orgulja za donju klavijaturu (FLUTE ili STRINGS) i kontrola SUSTAIN kojim se određuje kako će se gasiti zvuk nakon što se tipka na klavijaturi otpusti: trenutno ili uz postepeno prigušivanje.

 

U sekciji UPPER odabire se vrsta orgulja za donju klavijaturu (FLUTE ili STRINGS) te kontrole PRECUSSION i SUSTAIN. Kontrola Precussion (udaraljke) dodaje mekom jednoličnom tonu orgulja jači početni akcent, kao da je istovremeno sa tonom orgulja odsviran i kratki ton bubnja, klavira ili sličnih “udaraljki”.

 

Tabovi za odabir efekata, VIBRATO ili TREMOLO. Svi ovi efekti na drugačiji način moduliraju jednolični ton orgulja tako da zvuk vibrira, podrhtava, odnosno dobiva valnu dimaniku jačine kako se amplitudno modulira. 

 

Na 5-polni DIN konektor spaja se pedala za kontrolu jačine zvuka (tzv. Expression ili Swell pedala), a na konektor desno se spaja nožna bas-klavijatura koja sadrži 13 tipki (jedna oktava).

 


 

U kompletu električnih orgulja Orla Ruby trebao bi se još nalaziti stalak, te nožna bas klavijatura i pedala no mi smo nabavili samo glavni uređaj. Testom je utvrđeno da orgulje ne rade, odnosno iz zvučnika se čuju samo neki šumovi, krckanja i brujanje. Stoga pogledajmo unutrašnjost ovog muzičkog instrumenta.

 

 

Vidimo da je elektronika orgulja Ruby napravljena modularno. Osim modula napajanja, te modula izlaznog pretpojačala i pojačala, tu je još osam različitih modula za generiranje zvukova i ritmova. Pogledajmo svaki modul pojedinačno…

 

Mrežni transformator, ispravljači i stabilizatori i filtri napona napajanja.

 

Integrirano pojačalo STK080 može isporučiti preko 30W izlazne muzičke snage.

 

Pretpojačalo.

 

Specijalizirani integrirani krug M254B1 je generator osam različitih ritmova za električne klavijature.

 

Specijalizirani integrirani krug M108B1 implementira do 61 tipku za električne klavijature.

 

Specijalizirani integrirani krug M108B1 implementira do 61 tipku za električne klavijature.

 

 


 

Testom smo utvrdili da napajanje daje sve potrebne napone, a pločice orgulja su vizualno uredne. Vidimo da se orgulje baziraju na dva specijalizirana integrirana kruga M108B1 od kojih svaki ima kapacitet od 61 tipke, a u našem slučaju implementiraju 2 x 44 tipki klavijatura (dva puta po tri i pol oktave) i još 13 tipki nožne klavijature (jedna oktava). Osam ritmova koje podržavaju orgulje generiraju se u također specijaliziranom integriranom krugu M254B1.

 

 

Ono što odmah upada u oči to su korodirani i posve dotrajali kontakti svih konektora na matičnoj ploči kojima su povezani moduli. Jasno je da nije moguće nikakvo daljnje testiranje ili popravak ovih orgulja sve dok se ovi konektori ne zamijene novima. Iako konektori orgulja liče na stare ISA slotove na računalima (osim što imaju jedan red kontakata) razmak između pinova nije isti na oba konektora. Stoga je potrebno nabaviti originalne konektore ili popraviti stare na način da se svi kontakti zamijene novima. Nabavka originalnih konektora zasigurno danas više nije moguća, stoga smo se odlučili na zamjenu pinova. Pinove najbliže originalnima pronašli smo na nekim davno kupljenim rednim konektorima. Vjerojatno je ovdje bilo moguće iskoristiti pinove sa ISA slotova starih PC matičnih ploča, no odlemljivanje tih dugačkih konektora sa višeslojne matične ploče je praktično vrlo teško izvedivo.

 

Slika lijevo – Lijevo je originalni konektor orgulja sa dotrajalim kontaktima, a desno je novi konektor iz kojeg ćemo iskoristiti kontakte. Razlika u razmaku kontakata između ova dva konektora je oko 0,1 mm tako da novi konektor ne može zamijeniti stari.

Slika desno – Prvi na slici je originalni kontakt konektora iz orgulja, u sredini je kontakt sa novog konektora, a na kraju je prerađeni kontakt novog konektora i oblikovan tako da pristaje u konektor orgulja.

 

Slika lijevo – Na prva dva konektora smo zamijenili kontakte, a za usporedbu na druga dva konektora se još uvijek nalaze originalni dotrajali konektori.

Slika desno – Trebalo je zamijeniti kontakte na 16 konektora ili ukupno nešto manje od 300 kontakata. Sve stare kontakte trebalo je oprezno izvaditi, zatim je bilo potrebno izvaditi nove kontakte, svaki odrezati i oblikovati, te postaviti u originalna kućišta konektora iz orgulja. Ne treba spominjati da je također bilo potrebno sa matične ploče odlemiti i ponovno zalemiti svaki pojedinačni konektor. Ovo je bilo otežano time jer je na matičnu ploču također zalemljena šuma vodova. Ipak, lakše je bilo nekako manipulirati tim vodovima nego svaki pojedinačno odlemljivati s ploče.

 

 

Lijevo je stanje kada su svi kontakti zamijenjeni i konektori vraćeni na matičnu ploču. Desno je originalno zatečeno stanje. Neka razlika se i ne vidi, no za reparaciju ovih konektora je bilo potrebno nekoliko sati usredotočenog rada, da ne računamo vrijeme utrošeno na traženje i nabavku zamjenskih kontakata.

 

Nakon što je popravak konektora završen i moduli vraćeni na svoje mjesto sve funkcije orgulja su uredno proradile. Prekide su još jedino uzrokovali klizni potenciometri koje smo također rastavili i očistili. Bilo bi lakše ove potenciometre zamijeniti novima, no tu je potrebno pronaći klizne potenciometre vrijednosti 100 kΩ koji moraju imati iste dimenzije kao originali (70x10x16 mm sa hodom klizača od 40 mm) jer u protivnom neće stati u utor kućišta i nožice neće pristajati na tiskanu pločicu.

 

Potenciometri nisu predviđeni za rastavljanje i sastavljanje. No da bi se isti očistio, sigurno da nije dovoljno poprskati ga izvana i u utore nekim kontakt sprejem, nego je potenciometar potrebno oprezno rastaviti kako bi se došlo do kliznih i otpornih površina. Neke potenciometre je lakše otvoriti, neke teže, a neke je nemoguće otvoriti bez da se pri tome ne uništi dio kućišta. Potenciometri ugrađeni u naše orgulje spadaju na žalost u ovu posljednju kategoriju. Potrebno je izrezati ili izbrusiti plastične kopče na bočnim stranama kućišta da bi se potenciometar mogao otvoriti, a nakon čišćenja kućište se zalijepi nekim ljepilom za plastiku.

Kod  većine potenciometara koji ne rade kako treba problem nije u istrošenosti otpornog sloja ili kliznih kontakata već u zaprljanosti i koroziji kliznih kontakata, a uzrok tome je sljepljeno staro mazivo i prašina koja se uvukla u unutrašnjost potenciometra. Ovdje je bilo potrebno samo očistiti klizni kontakt vidljiv na gornjoj polovici kućišta.

 

Nakon ovog popravka sve funkcije orgulja napokon rade ispravno. Električne orgulje Orla Ruby generiraju karakterističan “vintage” zvuk koji je posebno cijenjen u svijetu audiofila. Kombinacijom kontrola moguće je postići veliki broj zvukova i zvučnih efekata. Satima smo se igrali raznim kombinacijama kontrola i uvijek nas iznenadi neki novo dobiveni zvuk. Ako i nismo neki stručnjak za sviranje klavijatura, zahvaljujući velikim i lijepo dizajniranim kontrolama te analognim potenciometrima ove orgulje mogu poslužiti kao zabavan generator različitih zvučnih efekata i ritmova za neki muzički mix, nešto poput popularne Dub-sirene opisane na našoj stranici 🙂

 


 

Orgulje Orla Ruby na prednjoj ploči nemaju potenciometar za glasnoću izlaznog pojačala (MASTER VOLUME). Umjesto toga, jačina zvuka se kontrolira pomoću posebne pedale spojene na 5-polni DIN konektor označen sa PEDAL. Ta pedala se naziva Expression ili Swell pedala.

Razlog zbog kojeg orgulje (i neki drugi instrumenti) imaju nožnu kontrolu jačine zvuka orgulja je taj da se omogući bolja dinamika sviranja instrumenta. Orguljaš uz sviranje rukama na obje klavijature, lijevom nogom svira na nožnoj klavijaturi, a desnom nogom pomoću pedale kontrolira jačinu zvuka. Mehaničke orgulje nemaju tipke osjetljive na pritisak nego se jačina svake pritisnute note može mijenjati jedino mehaničkim (kasnije električnim) pomicanjem kapaka (roleta) ispred cijevi orgulja. Cijevi bi bile zatvorene u svojevrsnu drvenu kutiju sa kapcima koji su se mogli više ili manje otvoriti. Na taj način se onda mogao više ili manje prigušiti zvuk koji izlazi iz cijevi orgulja.

Na Swell pedalu kod električnih orgulja postavljaju se određeni specifični zahtjevi. Oni se odnose na mehaničku osjetljivost pedale, na jačinu prigušenja kod minimalnog i maksimalnog otvaranja, na linearnost i dinamiku odziva te na frekvencijski odziv. Pedala mora biti građena da daje određeni otpor pritisku noge, da spriječi prenaglu dinamiku i da propušta neku minimalnu jačinu zvuka i kad je potpuno zatvorena (jer i kod pravih orgulja neki zvuk se ipak čuje i kad su kapci kutije posve zatvoreni). Znamo da niže audio frekvencije imaju veću akustičku snagu pa se kod Swell pedale to nastoji izjednačiti promjenjivim RC filtrima što onda mijenja linearnost i frekvencijski odziv takve pedale. Generalno gledano različite orgulje različitih proizvođača imati će donekle različite karakteristike prigušivanja zvuka u svojem opsegu rada.

Obično se koriste Swell pedale sa potenciometrom ili sa opto-parom koji se sastoji od žaruljice i foto-otpornika (LDR). U našem slučaju na konektor za Swell pedalu imamo doveden napon napajanja, tako da je originalna pedala vjerojatno bila sa opto-parom.

Za početak smo nacrtali shemu pretpojačala i izlaznog pojačala kako bi shvatili kako bi Swell pedala ovdje trebala funkcionirati.

 

 

Na ulaz pretpojačala vode tri koaksijalna voda koje smo označili sa IN 1, IN 2 i IN 3. To su vjerojatno audio signali iz generatora tonova, efekata i ritmova koji se ovdje miješaju u jedan izlazni audio signal. Moguće da su to i linije iz tri klavijature (gornja, donja, nožna) no u ovoj fazi nećemo raskapati po šumi žica koje vode na pojedine module. Uglavnom, ulazni audio signal se dovodi na tranzistorsko pretpojačalo, a to je spoj izravno vezanog dvostupanjskog kaskadnog pojačala sa zajedničkim emiterom i dvije povratne veze. Ovakvo gotovo identično pretpojačalo detaljno smo opisali u objavi Gitarsko pojačalo Gitacord 50/s high fidelity de luxe.

Signal se dalje vodi na RC filtar preko kojeg je ostvarena veza sa 5-polnim DIN konektorom označenim sa PEDAL. Primjećujemo da potenciometar (ili LDR) pedale nije vezan izravno između pretpojačala i izlaznog pojačala kako je to uobičajeno, nego svojim promjenjivim otporom sudjeluju u paralelnoj grani složenog RC filtra. Ovime potenciometar više neće moći prigušiti izlaz na nulu kako bi to bio slučaj bez da je vezan preko kondenzatora. Također, prigušivanje viših audio frekvencija kao i osjetljivost (dinamika) prigušivanja će biti to veće što se potenciometar više zatvara. Tako je ovim RC filtrom udovoljena većina zahtjeva koja se postavlja pred ovakve pedale.

Na 5-polni DIN konektor za pedalu vode još četiri žice. Dvije su za napajanje, izravno 12 V ili preko otpornika 150 Ω. Preko ovih linija se napaja žaruljica koja osvjetljava LDR i vrlo vjerojatno krug za dodatne kontrole (sklopke) na pedali. Naime preko pedale se osim glasnoćom upravlja sa još dvije dodatne funkcije kontrole zvuka koje možemo povezati sa tri tipke na prednjoj ploči orgulja u sekciji PEDAL, a koje su nazvane FLUTE 16′, FLUTE 8′ i SUSTAIN. Ove funkcije aktiviraju se bočnim dijelom stopala preko dvije povratne klizne sklopke montirane na bočnim stranama pedale. SUSTAIN je standardna funkcija kojom se neprekidno zadržava postignuti ton, odnosno isti se ne gasi sam od sebe i ne gasi se nakon otpuštanja tipke na klavijaturi.

Nakon RC filtra slijedi još jedan tranzistorski stupanj. Ovaj put je to pojačalo sa zajedničkim kolektorom ili emitersko slijedilo, dakle sklop za odvajanje, odnosno transformaciju impedancije sa izlaznog stupnja pretpojačala na ulaz pojačala snage sa STK080.

Na priključnici EXT_IN imamo doveden izlazni signal sa pretpojačala, no ovdje se također može dovesti i neki vanjski ulazni audio signal za miješanje i kasnije pojačanje na izlaznom pojačalu snage.

 

5-polna priključnica PEDAL i shema spajanja opto-para (žaruljica + LDR) ili potenciometra za kontrolu glasnoće (Master Volume). Nismo uspjeli otkriti čemu služe dodatne dvije žice, odnodno dodatne dvije sklopke na pedali.

 

 

Raspored kontakata na pretpojačalu.

 

Raspored kontakata na izlaznom pojačalu.

 

Izlaz iz pretpojačala (ulaz na izlazno pojačalo) označen je sa EXT_IN i vjerojatno se može koristiti kao ulazna ili izlazna audio priključnica. Izlaz iz pojačala preko otpornika 330 Ω vodi na priključnicu za spajanje slušalica (EARPHONE), a sam audio izlaz je zaključan otpornikom 47 Ω / 7 W. Ovaj otpornik vjerojatno služi za prekostrujnu zaštitu zvučnika od proboja izlaznog stupnja pojačala STK080. Taj hibrid sa simetričnim napajanjem sadrži diferencijalno pojačalo na ulazu i kvazi-komplementarno pojačalo na izlazu gdje bi u slučaju proboja izlaznih tranzistora na zvučnik došao istosmjerni napon napajanja ±28 V.

 


 

Orgulje Orla Ruby su još uvijek analogne orgulje iako nisu izrađene u potpuno diskretnoj analognoj tehnici. Sadrže pet specijaliziranih čipova:

  • M108B1 x2 (single-chip-organ) – generatori tonova za 2 x 61 tipku orgulja (Orla Ruby na tri klavijature sadrži ukupno 101 tipku)
  • M254B1AM – generator 8 različitih ritmova
  • MM 5837 – digitalni šumni izvor i generator pseudo-slučajnih sekvenci
  • CEM 3320 – naponski kontroliran 4-polni audio filtar

Naravno, ugrađeno je i nekoliko digitalnih logičkih integriranih krugova te integriranih operacijskih pojačala.

Kroz primjer ovih električnih orgulja upoznali smo se sa nekim specifičnostima ove grane elektronike. Uz sve probleme sa propalim kontaktima na matičnoj ploči i nedostajućim vanjskim (nožnim) kontrolama zapravo možemo reći da imamo sreće što kvar nije bio na jednom od specijaliziranih čipova koje bi danas bilo već jako teško nabaviti. Elektroničke sheme električnih orgulja su prilično nedostupne i iste se mogu jako puno razlikovati ovisno o proizvođaču i ugrađenoj tehnologiji.

Čak i potpuno analogne orgulje uglavnom rade sa relaksacijskim oscilatorima pravokutnog napona jer je takav (digitalni) napon najlakše precizno dijeliti na potrebne frekvencije za svaku tipku. Tako i nema neke razlike u tome da li je upotrijebljen spoj nekog multivibratora sa dva diskretna tranzistora ili se za dobivanje pravokutnog napona određene frekvencije koriste neka integrirana rješenja (logički krugovi). To je tako s elektroničke strane gledano, no slično kao i rasprava oko tranzistorskog i cijevnog pojačala, kod audiofila će uvijek biti aktualna rasprava i glede tranzistorskog i integriranog oscilatora pravokutnog napona, iako se unutar čipa nalazi isti tranzistorski spoj samo manjih dimenzija. Kad se nešto ocjenjuje “na uho”, tu se već ulazi u stvar ukusa i rasprave mogu biti beskrajne. No kad se nešto mjeri električnim instrumentima onda je to već egzaktna znanost gdje nema mjesta subjektivnim osjećajima. Problem je u tome što za egzaktnu metodu treba imati specifičnu instrumentaciju i znanje. Za ovo drugo pak je dovoljan samo trenutni osjećaj i vjera u sebe, pa se u rasprave tog tipa svatko lakše uključi 🙂

 

Valni oblik i frekvencijski spektar tona FLUTE 16′.

 

Valni oblik i frekvencijski spektar sva tri FLUTE tona zajedno.

 

Valni oblik i frekvencijski spektar tona STRINGS 8′.

 

Valni oblik i frekvencijski spektar tona STRINGS 4′.

 

Valni oblik i frekvencijski spektar svih FLUTE i STRINGS tonova zajedno.

 

Lijepo se vidi da što je ton složeniji i bogatiji to mu se valni oblik više razlikuje od čistog sinusnog i sadrži više različitih harmonika u frekvencijskoj domeni.

 

 


 

 

 


Leave a comment

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena.

7 thoughts on “Električne orgulje Orla Ruby

  • Anonimno

    Hey!

    Super thanks for your responds. I was abroad and didn’t check my mail really.

    I have your PCB images, but which one is exactly the preamp?
    Also it seems when the tremelo effects are on the noice increases even more any idea on that?

    And how you lift those keyboards paths so you can easily see the pcb boards?

    Thank you very much, higly appreciate your input!

    kind regards,
    Bas

    • crowave Post author

      I sent you a picture.
      There are two screws for the upper keyboard and two screws for the lower keyboard. The preamplifier PCB has label “ORLA000081”.
      My advice is, please do not repair this device if you have no knowledge and experience in electronics. Also, it is necessary to have electronic measuring instruments and equipment. There may be many causes of electronics failure. A common problem is bad contacts, but it doesn’t have to be the only problem…

  • Anonimno

    Hey,

    this is great!

    2 questions:

    Do you know if you can control the upper volume by adjusting it inside and which card would that be?
    You maybe still have the volume pedal?

    thank you!
    Bas

    • crowave Post author

      “Master Volume” trimmer-potentiometer is located on the preamplifier PCB (see diagrams added to my post). I guess some potentiometer connected to EXT_IN would also work as a Master Volume. I work to figure out how the original pedal works (connector PEDAL). It will be difficult because I don’t have an original pedal and I don’t know how it works. Maybe I find something in a few days…

  • Drazenka

    Zanima me kolika je cijena tim orguljama. Pošto ja imam top stanje sa kopletnom opremom .Ja sam to dobil novo. Hvala.

    • crowave Post author

      Takve stvari nemaju cijenu 🙂 Ja ne skupljam baš muzičke instrumente i ne bavim se tim područjem pa stvarno ne znam kako idu cijene i potražnja u toj branši. Ja sam ih kupio posve slučajno na nekom buvljaku za 300 kuna jer su mi izgledale fora. Da sam znao da su neispravne ne bi dao ni 50 kuna. Ako su vaše kompletne i kao nove onda će se svakako lakše prodati nekom ciljanom kolekcionaru jer oni najčešće traže upravo mint stvari. Najbolje ih je jedno vrijeme oglašavati na aukcije.hr (uz zaštitnu cijenu) ili na kakvom oglasniku pa će se valjda netko javiti, ponuditi nešto, objasniti ponuđenu cijenu… Sa tim starim stvarima se nikad ne zna 🙂
      lp Ljubomir