Cấu Tạo Và Cơ Chế Hoạt Động Đàn Piano Cơ

Chi tiết Cấu tạo đàn piano cơ

Âm thanh đàn Piano được vang lên nhờ sự kết hợp hết sức phức tạp của rất nhiều chi tiết máy một cách hoàn hảo và tinh tế. Mỗi chi tiết nhỏ của Piano cũng được chế tác hết sức tinh vi và công phu, gần 6000 chi tiết sản xuất thủ cộng.

Khi phím đàn được nhấn xuống, hệ thống truyền động đến búa đàn dẫn đến hoạt động đập búa vào dây đàn tạo ra độ rung, tần số rung cộng hưởng với soundboard tạo ra âm thanh piano tuyệt hảo.

2 bộ phận quan trọng nhất trên đàn Piano Cơ gồm : Khung đàn (Frame) và dây đàn (String).

1. Khung đàn Piano Cơ

Tiền thân của đàn Piano là nhạc cụ với tên gọi Harpsichord được chế tạo khoản năm 1700 bởi Bartolomeo Cristofori, với một bộ máy búa gõ vào dây nhưng mỗi lần gõ chỉ 1 dây. Sau năm 1750, thế giới phát triển Piano theo 2 hình thức cơ bản, tại Anh quốc Piano được thiết kế cổ điển và phức tạp hơn, tại Đức Piano gọn nhẹ và đơn giản. Đến năm 1800, người Đức đã hoàn thiện được cây Piano hiện đại như ngày nay.

Cấu tạo cây đàn Piano cơ bản:

Đàn piano hiện đại ngày nay được từ 6 bộ phận chính là: khung đàn (Frame), dây đàn (String), bảng cộng hưởng (Soundboard), bộ máy (Action), bàn đạp (Pedals) và hộp đàn (Case). Giá trị cây piano nằm chính yếu ở 6 bộ phận này.

Khung đàn (Frame)

Cấu tạo Frame – Khung đàn piano grand

Thời trước, khung đàn thường được sản xuất bằng gỗ dẫn đến sau thời gian dài sử dụng, chịu tác động của môi trường và nhiệt độ gỗ bị giãn ra, âm thanh không giữ được như ban đầu. Đến những năm 1800, hợp kim gang được sử dụng làm Frame Piano giúp tăng cường chịu lực, tái tạo âm thanh nhẹ nhành thanh thoát hơn.

Điều hết sức đặc biệt trên khung đàn là tính chịu lực đáng kinh ngạc, mỗi khung phải giữ lực cho 220 dây đàn Piano với lực căng mỗi dây có thể lên đến 20 tấn.

Soundboard Piano là gi? 

Soundboard Piano là bảng gỗ với nhiều thanh gỗ thiết kế chéo giúp gia cố lực và cộng hưởng âm thanh đàn. Soundboard là bộ phận quan trọng nhất của cây đàn piano, và là bộ phận quyết định chất âm của đàn. Một số nhạc cụ khác cũng có soundboad như: violin, guitar…dựa vào con ngựa đàn ta sẽ nhận biết được vị trí soundboard nằm ở đâu.

Các tấm soundboard thường được làm từ gỗ họ thông nguyên khối như gỗ Vân Sam Sitka, độ dày của Soundboard vào khoảng ½ inch tương đương 1.27cm, rộng khoảng 4 – 6 inch tương đương 10.16 – 15.24cm và được ghép lại với nhau để tạo thành 1 tấm soundboard lớn. Bảng cộng hưởng (Soundboard) bao gồm 2 bộ phận chính là: xương sườn (Ribs) và ngựa đàn (Bridge).

Tuning pin (Chốt giữ dây) với cấu trúc như các pulong có các ren nhỏ giúp giữ dây, chiều dài mỗi ren khoản 20-25mm được vặn xuyên qua phần khung đàn đến phần trụ giữ chốt, được giữ bởi một chiếc bạc.

Chính chất lượng gia công khung đàn Piano (Frame) đã tạo ra chất lượng âm thanh, và cũng là công nghệ độc quyền của mỗi hãng.

Hộp đàn Piano (Case)

Cũng là một bộ phận hết sức quan trọng trong hình thành độ vững chắc và chất âm thanh từng cây đàn Piano.

• Hộp đàn đối với dòng dáng đứng Yamaha (Upright) thường chữ “H” hoặc “X” đối với dòng cao.
• Đối với Grand Piano được phân thành : Upright Piano, Baby Grand Piano, Grand Piano, Concert Grand Piano,…

2. Dây đàn Piano (String)

Dây đàn Piano được chế tác từ thép không ghỉ với các yếu tố đặc trưng như dẻo dai, ít carbon nhất và kích thước khác nhau giứa các dây.

Loại dây	Đường kính (mm)	Vị trí
13	0,775	Cao
15	0,900	Trung cao
17	1,000	Trung
19	1,100	Trầm

Lực căng dây trung bình khoản từ 75kg, khi vận hành lực kéo của tất cả 220 dây đàn Piano có thể lên đến gần 20 tấn, thật sự đáng kinh ngạc so với âm thanh tạo ra.

Càng về phía bên phải, tức âm thanh cao (trebb) thì đường kính dây nhỏ dần nhưng số lượng dây trên mỗi nốt tăng lên. Để đảm bảo âm thanh Piano được dày và chắc chắn, theo tiêu chuẩn mỗi nốt sẽ có 2 đến 3 dây. Những nốt cao Piano sẽ ngắn hơn nốt trầm và mỏng nhất là 70mm.

Dây Piano phần các nốt trầm được làm độc lập, để tạo tần số thấp, các dây được quấn một lớp dây đồng bên ngoài để tăng độ bền và giảm tần số rung.

Hành trình dây đàn piano cơ

Hitch pin giúp giữ cố định phần đầu dây đàn, sau đó dây được gối lên ngựa (bridge) được đặt trên bảng cộng hưởng (Soundboard) và cuối cùng là quấn 3 hoặc 4 vòng vào đầu tuning pin của pinblock để giữ cố định đầu còn lại của dây. Các trục này được đóng cố định vào khối gỗ chắc chắn (block) để giữ dây khỏi bị tuột.

Pinblock mang tính độc quyền công nghệ của từng hãng, các hãng uy tín lớn như Yamaha và Kawai hệ thống này đảm bảo dây ổn định, hạn chế tối đa hiện tượng tuột dây.

Cấu tạo hết sức phức tạp với 1 chi tiết nhỏ, Pinlock gồm tới 6 lớp gỗ theo chiều dọc : dọc, ngang, và 2 chiều nghiêng góc 450 trái ngược nhau. Đặc điểm này giúp chịu lực kéo từ mọi phía mà không bị nứt gãy đồng thời giúp công việc lên dây đàn dễ dàng hơn.

Tới đây, chúng ta có thể thấy chỉ những chi tiết rất nhỏ của đàn Piano cơ cũng được cấu tạo hết sức phức tạo và tinh tế, điều này tạo nên giá trị đẳng cấp cho cây đàn Piano qua hàng trăm năm.

Cơ chế hoạt động của đàn piano

Hiểu một cách cơ bản nhất thì khi tay ta tác động một lực đè phím đàn xuống, thì bên trong trục đứng sẽ được đẩy lên khiến búa gõ vào dây dàn. Cùng thời điểm này thì bộ phận phím chặn âm sẽ được nâng lên khỏi dây đàn để dây đàn có thể rung tạo ra âm thanh. Điều này được thể hiện thông qua biểu đồ sau đây:

Sơ đồ thứ tự cơ chế hoạt động của đàn piano

• Mỗi phím đàn (1) là một đòn bẩy, có điểm tựa ở một trục thăng bằng (2). Khi người chơi nhấn một phím đàn xuống, phần đuôi đòn bẩy được nâng lên khiến trục đứng (3) đẩy khớp nối (4) một đầu được giữ chặt lên. Đầu tự do của khớp nối kéo theo chi tiết hình chữ L được gọi là đòn bẩy thoát (5) (escapement lever) và đòn bẩy lặp (9) (repetition lever).
• Đòn bẩy thoát đẩy con lăn (6), một cuộn nỉ được gắn chặn vào cán búa (7), đẩy đầu búa lên cao. Đòn bẩy thoát dừng lại khi mà phần đuôi nhô ra của nó chạm vào nút chỉnh (8). Đầu búa rời khỏi đòn bẩy thoát và gõ vào dây đàn. Đòn bẩy lặp cũng được nâng lên, nhưng chỉ tới khi khi đòn bẩy thoát vượt qua nó và chạm vào chiếc ốc rơi (10). Đòn bẩy lặp giữ nguyên vị trí này cho đến lúc phím đàn được thả ra.
• Sau đó búa rơi một nửa đường về vị trí cũ. Nó bị chặn lại bởi con lăn và chạm vào đòn bẩy lặp đang ở vị trí được nâng lên cao. Đòn bẩy thoát vì vậy có thể trượt phía dưới cán búa vẫn đang được nâng lên một nửa để trở về vị trí ban đầu của nó. Trong lúc đó, búa kiểm tra (11) ngăn đầu búa gõ lại vào dây đàn.
• Nếu phím đàn được thả ra một phần, búa gõ thoát khỏi búa kiểm tra trong khi đòn bẩy vẫn giữ nguyên ở trạng thái nâng lên. Nếu người chơi lại ấn phím đàn này xuống, đòn bẩy thoát có thể một lần nữa đẩy con lăn và làm cho đầu búa nâng lên, gõ vào dây đàn. (Hệ thống này cho phép sự lặp lại liên tục của một nốt trước khi phím đàn và chiếc búa kịp quay trở về vị trí ban đầu của chúng. Đây là một cải tiến quan trọng so với cơ cấu đơn giản của thời kỳ đầu.)
• Trong lúc này, phần đuôi của phím đàn đẩy phím chặn tiếng (12) lên phía trên, nâng nó lên khỏi dây đàn. Khi mà phím đàn đã được thả lỏng một phần nào, phím chặn tiếng rơi ngược lại lên dây đàn làm tắt tiếng đàn.
• Khi phím đàn được thả ra hoàn toàn, toàn bộ cơ cấu lại trở về vị trí đầu tiên nhờ trọng lực. Không giống với những chiếc grand piano, vertical piano không thể dựa vào trọng lực để buộc mọi thứ trở về vị trí ban đầu. Ở grand piano, các bộ phận đặt nằm ngang trên phím đàn, còn với vertical piano thì bộ cơ lại được xếp gần vuông góc. Vì không thể chỉ dựa vào trọng lực nên nó dùng thêm các loại dây và những băng vải nhỏ để kéo các phần của bộ cơ trở về vị trí cũ.

Đó là các thành phần cơ bản tạo nên cấu tạo và cơ chế hoạt động của một cây đàn piano cơ. Tới đây, chúng ta có thể thấy chỉ những chi tiết rất nhỏ của đàn Piano cơ cũng được cấu tạo hết sức phức tạo và tinh tế, điều này tạo nên giá trị đẳng cấp cho cây đàn Piano qua hàng trăm năm Chúc các bạn sẽ có thêm được những kiến thức mới sau khi đọc bài viết này.