La considerazione alla base del progetto OPTOSOUND è che molti strumenti musicali producono il suono attraverso l’innesco di vibrazioni su una o più parti della propria struttura. Queste vibrazioni non sono altro che la sorgente del campo acustico che, propagandosi nell’aria, raggiunge l’orecchio dell’ascoltatore è chiaro quindi che il contenuto armonico del campo acustico è assolutamente identico a quello delle vibrazioni presenti sulla struttura dello strumento musicale a vibrazioni.
L’idea innovativa è quella di utilizzare la fibra ottica come canale di comunicazione veloce, immune alle interferenze elettromagnetiche, economico e praticamente senza degrado di alcun genere del segnale fino a distanze dell’ordine dei chilometri, e come trasduttore delle vibrazioni dello strumento musicale attraverso un sensore integrato nella fibra stessa, detto reticolo di Bragg (FBG), e quindi completamente passivo da un punto di vista elettrico.
Oltre a quelli già citati, esistono altri vantaggi connessi all’utilizzo di questa soluzione, come le dimensioni ridotte del sensore (il diametro di una fibra ottica “nuda” è 125 μm), la possibilità di avere più sensori distinguibili lungo un’unica fibra ottica (multiplexing) ed altri ancora.
Il reticolo di Bragg in fibra, fissato sul corpo dello strumento musicale, è in grado di monitorare le vibrazioni dello strumento durante l’emissione di un suono. Tali vibrazioni, tramite un sistema di demodulazione, sono convertite in un segnale elettrico compatibile con i sistemi di riproduzione audio esistenti.
Il progetto, infatti, prevede anche lo sviluppo di una apposita centralina optoelettronica in grado di “interrogare” i sensori e fornire in uscita un segnale elettrico adatto all’ingresso di un normale sistema di audio-diffusione.
Il sistema nel suo complesso, dunque, porta con se tutti i vantaggi derivanti dall’utilizzo della sensoristica in fibra ottica:
- immunità alle interferenze elettromagnetiche;
- riproduzione fedele del suono (eliminazione di distorsioni non lineari tipiche dei sensori piezoelettrici);
- banda piatta (non necessità di equalizzazione);
- ridotte dimensioni e scarsa invasività sullo strumento musicale;
- possibilità di remotizzazione tra sensore e sistema di interrogazione con garanzia di scarsissime attenuazioni del segnale;
- applicabilità a tutti gli strumenti a vibrazione.
Ogni strumento musicale necessita di trasduttori elettroacustici al fine di poter trasformare le onde sonore da esso emesso in segnali elettrici compatibili con i sistemi di riproduzione, amplificazione e registrazione audio. Esistono, a livello commerciale, diverse tipologie di trasduttori elettroacustici (pickup elettromagnetici, piezoelettrici, ottici e microfoni) per strumenti musicali ampiamente diffusi.
Il pick-up è un dispositivo in grado di trasformare le vibrazioni delle corde di uno strumento musicale cordofono (ad esempio la chitarra elettrica o il basso elettrico) in impulsi di tipo elettrico; Esistono vari tipi di pick-up.
Il microfono, invece, è un trasduttore di tipo elettro-meccanico in grado di convertire le onde di pressione sonora in segnali elettrici.
Così come per i pick-up, esistono diversi tipi di microfono che basano il proprio funzionamento su differenti tecnologie e metodi di conversione.
Tali dispositivi sono limitati da una serie di difetti che ne compromettono le potenzialità: interferenza elettromagnetica, banda passante limitata, necessità di introdurre modifiche strutturali allo strumento, interferenza magnetica dei pick-up con le corde metalliche, attenuazione del segnale su lunghe tratte e problemi di feedback durante le esibizioni dal vivo.
Altri limiti di questi dispositivi sono:
- la necessità di un condizionamento elettronico il più possibile in prossimità dei sensori, data la debolezza del segnale prodotto e la vulnerabilità rispetto alle interferenze elettromagnetiche;
- il livello di fedeltà del suono riprodotto;
- i problemi di ritardo di trasmissione in caso di lunghezza significativa dei cablaggi strumento – impianto di diffusione;
- il costo elevato dei cablaggi di qualità in grado di migliorare i tre punti precedenti.
La Optoadvance propone un pick-up fotonico che, sfruttando la tecnologia in fibra ottica, superi le problematiche sopracitate.
Chi sono i nostri potenziali clienti?
Nel mercato degli strumenti musicali possono individuarsi fondamentalmente due categorie di consumatori:
- quello occasionale, suonatore amatoriale o della domenica, non particolarmente esigente per la qualità e sensibile al basso prezzo di vendita; tale categoria di consumatori si rivolge secondo la propria percezione del mercato a marchi quali IBANEZ, operante a livello mondiale, e BONTEMPI, marchio italiano rivolto anche alla produzione di giocattoli musicali.
- quello professionale, particolarmente attento alla qualità propagandata anche attraverso l’immagine di artisti di rinomanza internazionale che usano gli strumenti prodotti da marchi quali FENDER o GIBSON, fortemente innovatori e di elevata qualità e prezzi conseguenti.
Visto che l’obiettivo del progetto è realizzare dispositivi con caratteristiche di elevata qualità, i sistemi proposti per la riproduzione del suono saranno destinati principalmente ad artisti professionisti, concertisti, orchestre e filarmoniche, a cui verrebbero forniti sistemi personalizzati e complessi.