Sona ist eine professionelle Stimmmethode für Pauken und ermöglicht schnelles, präzises und leises Stimmen auch in lauter Umgebung. Es ersetzt chromatische Stimmgeräte, Stimm-Apps und Stimmgabel. Die Pauker verwenden Sona zum Stimmen vor Konzerten, zum Nachstimmen zwischen den Stücken oder Einrichten der Stimmanzeigen und Paukenfelle.
Das Paukenstimmen mit Sona funktioniert schnell, präzise, leise und auch in lauter Umgebung.
Der Stimmvorgang verläuft stufenlos. Anzeigefehler sind ausgeschlossen.
Sobald das Paukenfell resoniert, vibriert es mit derselben Frequenz wie die Erregerfrequenz.
Das Stimmen erfolgt orchestergerecht, wie beim Andippen oder leichtem Anschlagen der Pauke im Pianissimo.
Stimmen ist auch in lauter Umgebung möglich, da der zu stimmende Ton fokussiert und alle anderen herausgefiltert werden können.
Die aktuellen Methoden des Paukenstimmens sind zeitaufwendig und oft ungenau. Kurz gesagt: Das Simmen der Pauken ist umständlich.
Konventionell werden Pauken nachfolgendem Prozess gestimmt: Sofern der aktuell gestimmte Ton nicht bekannt ist, wird die Pauke angeschlagen (angedippt) und der Ton über Gehör oder Stimmgerät bestimmt. Der Pauker weiß nun, ob er das Fell, um auf den zu stimmenden Ton zu kommen, spannen oder entspannen soll. Es wird nach Gefühl und Erfahrung nachgespannt. Um den nun eingestellten Ton zu bestimmen, muss wiederum angeschlagen werden. Wenn dieser noch nicht stimmt, muss abermals nachgespannt werden. Diese Schritte müssen solange wiederholt werden, bis der gewünschte Ton eingestellt ist.
Der Stimmprozess verläuft iterativ.
Bei Verwendung elektronischer Stimmgeräte oder Apps, werden die Töne nicht akkurat angezeigt. Oft springt der Zeiger hin und her, oder es wird während des Stimmprozesses, anfangs eine Note und später eine andere angezeigt. Das Stimmgerät muss dabei genauestens beobachtet werden. Um dem entgegenzuwirken, ist es nötig das Fell mehrmals anzuschlagen, oder die Anschlagsposition sowie Lautstärke zu ändern.
Der Stimmprozess ist zeitintensiv.
Der Paukenton besteht aus klangcharakteristischen Teiltönen, die nahezu gleich laut sind und zeitgleich auftreten. Die harmonischen Intervalle des Paukentons sind Grundton, Quinte und Oktave. Die Stimmgeräte schaffen es nicht immer die Teiltöne auseinanderzuhalten und den Grundton zu determinieren. Schlecht aufgespannte Paukenfelle, können zu unsauberen Grundtönen führen.
Details
Die erste Abbildung zeigt die Fourier-Analyse einer Audioaufnahme eines Paukenschlags. Die Fourier-Analyse, ermöglicht es ein Signal in seine Frequenzanteile zu zerlegen. Die harmonischen Intervalle eines Paukentons sind, der Grundton, die Quinte und die Oktave. Die Teiltöne unterscheiden sich in ihrer Amplitude (Lautstärke) verhältnismäßig wenig. Dies ist der Grund, warum elektronische Stimmgeräte Probleme beim Erfassen des Grundtons haben und der Zeiger zwischen zwei Noten hin und her springt.
Paukenfelle, sowie die Pauke als Ganzes, sind sehr empfindliche Instrumente. Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen, geringe Instandhaltung, oder einfache Transporte, führen zu Veränderungen im delikaten Spannsystem. Es kommt zu unsauber gespannten Paukenfellen, was zu Doppelspitzen am Grundton führen kann. Im dargestellten Beispiel ist die Pauke auf „cis“ mit 139Hz gestimmt. Nichtsdestotrotz zeigt die Stimm-App 145,1Hz, was näher zum „d“ mit 146,83Hz ist.
Resonanz ist ein physikalisches Phänomen und tritt auf, wenn ein schwingfähiges System mit dessen Eigenfrequenz angeregt wird und so verstärkt mitschwingt. Beispiele für Resonanz sind die Stimmgabel, der Korpus eines Streichinstruments, der Resonanzauspuff eines Zweitaktmotors, aber auch wenn ein Sänger mit seiner Stimme ein Weinglas zerspringen lässt oder ein starker Wind eine Brücke zum Einstürzen bringt.
Wie du dir sicherlich schon vorstellen kannst, kann Resonanz auch zum Stimmen von Pauken genützt werden. In diesem Fall, wird das Paukenfell mit der zu stimmenden Frequenz aus einem Lautsprecher angeregt und ein Mikrophon zur Aufnahme verwendet. Wenn nun das Paukenfell ausgehend vom tiefsten Ton gespannt wird, hört man, ab einem bestimmten Zeitpunkt, wie der Ton lauter und lauter wird. Dies ist der Moment, wenn die Erregerfrequenz und Eigenfrequenz des Felles, beginnen im Gleichtakt zu schwingen. Es resoniert.
In der folgenden Aufnahme ist ein resonierendes Paukenfell zu hören. Die blauen Wellen im Bild zeigen den Amplitudenverlauf der Aufnahme.
Wie du sehen und hören kannst, ist die Resonanzamplitude um ein Vielfaches höher als die Erregerfrequenz. Die Pauke ist gestimmt, wenn die Amplitude ihren Höhepunkt (apex) erreicht. Die Auswertung kann mittels Mikrophons und Elektronik erfolgen, oder ganz einfach durch deinen Gehörsinn.
Es gibt eine Vielzahl an Möglichkeiten, die Resonanzstimmmethode in die Pauke zu integrieren. Ich habe eine Menge an Prototypen entworfen, gebaut und getestet, um direkt zu erfahren, wie sich die Modifikationen auf das Instrument auswirken.
„Sona“ steht für die Kernkomponenten dieser Stimmmethode. Es ist die einfachste Variante, da schlichtweg keine Integration nötig ist. Dies passt auch zur Erfahrung, dass durch jedes zusätzliche Bauteil, der ursprüngliche Klangcharakter des Instruments verändert wird, also keine Umbauten gewünscht sind.
Als Lautsprecher dient ein kleiner Bluetooth-Lautsprecher, welchen der Pauker über das Fell hält. Ebenso wird die Auswertung der Lautstärke, um den Höhepunkt der Amplitude festzustellen, vom musikalischen Ohr des Paukers, übernommen.
Es macht Spaß, Physik direkt am Instrument zu erfahren. Auch wird man sehr schnell ein Gefühl für dieses Stimmprinzip bekommen.
Probier`s aus. :)
Als ich in meiner Kindheit begann, mich für Musik zu interessieren, wollte ich bald selbst ein Musikinstrument erlernen. Ich entschied mich fürs Schlagzeug, da mich die vielfältigen Rhythmen faszinierten. Nach einiger Zeit spielte ich in der hiesigen Musikkapelle und später in einer Band. Vor allem während der vielen Auftritte, fiel mir auf, wie umständlich das Paukenstimmen doch war. Die Idee einer auf Knopfdruck automatisch stimmbaren Pauke nahm hier ihren Ursprung. Durch mein Interesse für Technik und der schulischen Laufbahn als Maschinenbauer und Produktdesigner, begann ich bald mit der Umsetzung. Dies mündete in meiner Abschlussarbeit an der Universität. Meine Entwicklung ebnete mir den Weg in eine Manufaktur, wo ich Schlaginstrumente für namhafte Orchester entwickelte und zusammenbaute. Das Projekt ließ mich nicht los und ich entwarf in meiner Freizeit immer neue Apparaturen, die sich allesamt um die Aufnahme und Verarbeitung von Vibrationen und dessen Integration in die Pauke drehten. Nach dem Leitsatz Dieter Rams, das Design so unaufdringlich wie möglich zu gestalten, mündete das Projekt nicht wie anfangs gewünscht in einer vollautomatisch stimmbaren Pauke, sondern, unter Miteinbezug der menschlichen Sinne und auf die Kernkomponenten kondensiert, in Sona.
Hinter den Kulissen
Gerne verweise ich auf Kontakte, die ich während des Projektes geknüpft habe. Der Austausch mit Spezialisten ihres Fachs war stets anregend, ob über Foren oder im persönlichen Gespräch.
Da die Resonanz bei diesem Projekt eine zentrale Rolle spielt, würde ich mich auch über Resonanzen von außerhalb sehr freuen.
