Questo articolo è il secondo di un gruppo di tre post, dato che la prima stesura stava diventando troppo lunga per un singolo post. Se avete già letto il primo, e dopo aver letto questo post, potete passare al terzo.

Il peccato originale

L’inizio di tutti i mali è da ricercarsi nella diffusione dei dispositivi di riproduzione digitale, che come lupo in vesti di agnello hanno invaso i nostri mercati nella prima metà degli anni ’90; a quel tempo lo storage era molto più costoso di oggi, quindi non era pensabile avere dispositivi con GB di spazio disponibile: era necessario che ogni singola traccia audio non occupasse troppo spazio.

Prima ancora dei dispositivi digitali, l’avvento e la diffusione della rete Internet ha reso necessario contenere il più possibile la dimensione dei files da trasferire, dato che i transfer rate dell’epoca avrebbero richiesto un tempo insostenibile per il trasferimento (chi ha usato i vecchi modem a 56K sa di cosa sto parlando…).

Vennero quindi creati degli algoritmi di compressione audio digitale che, al costo della perdita di informazione (quindi: a scapito della qualità) permettevano di ridurre sensibilmente la dimensione dei files, rendendoli gestibili dalle connessioni Internet del tempo. Il più famoso di questi formati è l’Mp3: ne esistono altri (AAC, OGG, WMA…) ma l’Mp3 è quello che più si è affermato per diffusione e flessibilità d’uso.
Inventato dal Fraunhofer Institut alla fine degli anni ”80, l’algoritmo Mp3 consente di scegliere diversi livelli di compressione al fine di ridurre la dimensione del file, influenzando il bitrate finale: inizialmente era considerato “accettabile” un valore di 128Kbit/s, ma al crescere delle performances tanto delle connessioni Internet casalinghe quanto della potenza di calcolo dei computer casalinghi la frequenza usuale è salita a 192 poi 256 e fino a 320Kbs, che è il limite del protocollo Mp3.

Si noti bene che questi numeri di bitrate non vanno confusi con la frequenza di campionamento di cui ho parlato in altri articoli: qui rappresentano la “quantità di informazione al secondo” espressa rispetto al segnale digitale iniziale (un po’ come la portata d’acqua di un rubinetto), che ricordiamo a sua volta essere frutto di un campionamento. Parlerò nuovamente più avanti di bitrate. Rimanendo validi tutti i rapporti tra frequenza di campionamento iniziale e qualità del risultato, adesso si aggiunge tutto il degrado causato dall’algoritmo di compressione.

Effetti della compressione sul bitrate

Giusto per darvi un’idea del baratro in cui ci hanno gettati gli Mp3, ecco una tabella che confronta i bitrate dei formati moderni più diffusi per la compressione audio digitale (Nota bene: Kbps = 1024 bit per secondo mentre MB = 1024×1024 byte):

Si tenga presente che sui FLAC il bitrate non è costante poiché dipende dai parametri applicati in fase di codifica del file oltre che dal tipo di traccia musicale.

Per il DSD (Direct Stream Digital), formato alternativo al PCM, si usano parametri differenti: si parla infatti di una sorta di “modulazione di frequenza”, il campionamento avviene ad 1 bit ma ad un multiplo di 64 volte la frequenza di campionamento dei CD, quindi 44,1Khz x 64 = 2,8224MHz; i formati DSD successivi sono ulteriori multipli, fino al più alto che attualmente (inizio 2020) è il DSD 512 quindi frequenza di 2,82MHz x 8 = 22,5792 MHz.

Secondo alcune fonti il campionamento ad 1 bit introduce distorsioni per cui il risultato qualitativo sarebbe inferiore a quello ottenuto tramite PCM. Le fonti sono state smentite, le smentite sono state contestate and so on. Noi comuni mortali aspettiamo con ansia il responso finale.

Campionamento digitale: è veramente lossless?

Il titolo è un po’ ad effetto, lo ammetto.

Chiariamo subito: come vi ho raccontato in un differente articolo, il teorema di Nyquist-Shannon ci garantisce matematicamente che il campionamento audio digitale eseguito con frequenza opportuna non produce perdita di dati, all’interno di un determinato range di frequenze. Il punto della questione è: quanto deve essere ampio questo range? Abbiamo detto anche che l’orecchio umano difficilmente può percepire frequenze superiori ai 18kHz (nel migliore dei casi) quindi di fatto decidiamo di buttare (cioè di perdere nel campionamento) le frequenze che non useremmo.

Compressione LOSSY o LOSSLESS

Arriviamo adesso al punto centrale della questione: se è vero (e ci sarebbe da discuterne, e lo faremo) che il formato PCM a 16bit/44.1kHz rappresenta il termine di paragone in cui è presente tutta l’informazione desiderata, un formato di compressione audio digitale “lossy” è quello che decide consapevolmente di perdere informazione a beneficio del peso. Esistono poi formati cosiddetti “lossless” in cui l’algoritmo di compressione riesce a fare la magia risparmiando spazio, a volte anche in maniera considerevole, ma senza perdita di informazione utile: ad esempio il formato FLAC o il formato ALAC (la versione proprietaria della Apple), che possono essere realizzati con diversi valori di risoluzione che nel caso del FLAC possono assumere valori molto alti.

Storicamente, per i file ALAC la limitazione era data non tanto dal protocollo quanto dalle caratteristiche hardware dei computer Apple su cui il formato è nato. Oggi questo limite mi risulta sia stato superato.

E’ veramente percepibile la differenza tra un brano in formato Mp3 320kps e lo stesso in formato CD? Beh, teoricamente la differenza è abissale. Di fatto nell’Mp3 manca tanta informazione. Ma per percepire la differenza sono necessari due elementi imprescindibili: (1) una filiera audio di qualità e (2) un orecchio addestrato.
Questo significa che nella maggioranza dei casi nella vita quotidiana, non sentireste la differenza tra un file in Mp3 o in un formato CD. Chiaramente stiamo parlando solo di file Mp3 ad almeno 256Kbps, altrimenti la differenza si sente facilmente anche senza un impianto audio di qualità.

Aspetta un momento

LETTORE: quindi fammi capire, mi sono fatto un mazzo così a leggere kilometri di storie, formati, campioni, punti e menate varie e ora te ne esci con un “non sentiresti la differenza”? MA VEDI DI ANDARE AFF

GORIM: aspetta mio caro lettore. Un po’ di pazienza. Il tuo disappunto è comprensibile, ma devi considerare che vale sempre la regola “se ti piace come si sente, si sente bene”; che poi è un principio legato alla psicoacustica. Però segui questo ragionamento:

• Se ti dico che un sommelier riconosce sfumature nei vini che il bevitore comune non riesce a percepire, sei portato a credermi
• Se affermo che il critico d’arte sa cogliere in un quadro significati che l’osservatore comune non coglierebbe, sei quasi portato a credermi
• Se scrivo che una persona allenata a fare una cosa la sa fare meglio di una non allenata, sei portato a credermi.

Quindi adesso ti dico che un orecchio allenato, e con consapevolezza degli aspetti tecnici, percepisce la differenza: credimi sulla parola, e continua a leggere l’articolo: nella seconda parte vedremo concretamente cosa si intende per compressione audio digitale, e quali sono gli effetti sulla qualità del risultato.

Angolo degli acquisti

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The post Risoluzioni (e compressioni) per il nuovo anno, Ep. 1 appeared first on Counter-Clock World.

Pagina aggiornata il 18/10/2020: corretto un refuso sulle specifiche delle Sony MDR.

Questo articolo è il terzo di un gruppo di tre post, dato che la prima stesura stava diventando troppo lunga per un singolo post. Prima di leggere questo post sarebbe consigliabile aver già letto il primo ed il secondo.

Tutto merito dell’evoluzione

Proviamo a spostarci dall’ambito audio a quello video, in cui è molto più facile cogliere i benefici di una risoluzione più elevata: si pensi alla prima volta che ci si è trovati davanti ad un TV 4K o un display Retina della Apple: effetto wow garantito.

Per motivi puramente evoluzionistici, l’occhio umano ha sviluppato una maggiore sensibilità alla risoluzione rispetto a quanto ha fatto l’orecchio, che invece ha puntato più alla “spazialità”: gli scopi erano gli stessi, in un caso individuare più facilmente una preda o un predatore nella foresta (sopravvivenza), nell’altro per capire rapidamente da che lato arriva la minaccia (sopravvivenza).

Quindi siamo sicuramente molto bravi a capire dove è posta nello spazio una sorgente sonora rispetto a noi, ma non siamo altrettanto bravi a capire che in un segnale mancano determinate frequenze audio. Un orecchio educato a tale scopo invece sa riconoscere dei “marcatori” che sono possibili solo nel caso di audio ad alta risoluzione, altrimenti assenti, quindi esattamente come un sommelier sa cogliere sfumature non immediatamente percepibili.

Una panoramica sul campionamento

Tornando al mondo del video usiamo un esempio comprensibile in via intuitiva. Immaginate che questa qui sotto sia non una immagine al computer, ma quello che vedete dalla vostra finestra:

Poiché amate i panorami lo volete disegnare in maniera fedele: per aiutarvi prendete dei fili, e dividete la finestra in riquadri:

Per uno strano gioco del destino siete costretti a scegliere un singolo colore per ogni riquadro: questo perché dovrete trovare un modo “ripetibile” per descrivere l’immagine e garantendo che il risultato sia sempre lo stesso. Quindi niente sfumature, colore esatto. Ma quale? Che domande, uno di quelli contenuti nella scatola da 16 matite colorate che avete accanto a voi.
Come fate a scegliere il colore per ogni riquadro? Beh, scegliete quello che meglio rappresenta il riquadro, quindi ad esempio la tonalità dominante. In questo modo la vostra rappresentazione è diventata come questa:

Bella eh?  Beh, non esattamente come quella iniziale. Però c’è il vantaggio che per inviarla basterebbe un SMS visto che avete “compresso” l’informazione: supponiamo di numerare le celle con una coppia di valori (x,y) dove x e y possono assumere i valori 1 oppure 2, la singola cella viene rappresentata con il colore scelto che nel nostro caso è un numero compreso tra 1 e 16 (cioè il numero della matita colorata della vostra scatola); così avete ricodificato l’immagine con risoluzione 2×2 pixel e profondità 5bit quindi con occupazione totale di 20bit (più qualcun altro per trasmettere i metadati).

Ma quanto mi lossy

Però terminati i festeggiamenti vi rendete conto che in questo modo l’immagine fa veramente schifo. Allora rimpicciolite ed aumentate i riquadri: in questo modo quando sceglierete la dominante della singola cella, potrete trovare un valore più simile alla varianza originale. Inoltre decidete di supportare il piano industriale della Faber-Castell e vi regalate una confezione da 256 matite colorate. Avete ottenuto questo risultato:

Fa ancora schifo ma meno di prima, se ci fate caso quasi si mantiene l’idea dell’albero. Stavolta il vostro file occupa 16x16px ad 8bit quindi 2048bit (più metadati).

Se volete migliorare il risultato è chiaro che dovrete rimpicciolire sempre di più i riquadri, fino a farli verameeeeeeeeeente piccoli così da ridurre il più possibile la varianza di colori dentro la singola cella, e comprare una scatola di colori talmente grande che per Natale aspettatevi la cesta regalo “da parte degli operai della Faber-Castell con tanta gratitudine”. Il file è diventato molto più grande ma il risultato stavolta è notevole.

Capite che rispetto alla immagine reale, la risoluzione dovrebbe diventare “infinita” o almeno paragonabile alla sensibilità dell’occhio umano, e la profondità di colore altrettanto infinita o paragonabile alla sensibilità dei coni fotorecettori dentro la retina umana. Sprecare spazio per informazioni che l’occhio umano non potrebbe percepire sembra una scelta insensata, quindi esistono dei valori (che non conosco e che comunque dipenderebbero da troppi fattori anche soggettivi) considerabili come “lossless”, mentre tutti i tentativi precedenti sono “lossy“.

Fino a quanto possiamo comprimere?

Quello che abbiamo fatto è stato campionare un segnale video analogico (l’immagine dalla finestra) decidendo quale livello di particolari sacrificare (per l’audio, significherebbe: quali frequenze escludere dal campionamento): non si potranno vedere i nidi dentro l’albero, ma tanto non li avreste visti comunque (quindi tagliamo le frequenze che non avremmo sentito comunque); un campionamento di questo tipo è considerabile “lossless” perché tra la visione diretta dell’immagine originale e quella dell’immagine che avete campionato, non ci sono elementi mancanti.

A questo punto decidete di comprimere il messaggio, scegliendo di escludere anche sfumature di colore che l’occhio non riuscirebbe a vedere, ad esempio riducendo il numero delle matite (cioè usando un numero minore di bit per ogni campione), oppure applicando questa strategia: raggruppo le celle a gruppi di 2×2, e le rappresento con un singolo colore (quello dominante) potendo quindi ridurre il numero di matite necessarie: ma stavolta questo metodo è lossy, perché delle 4 celle, almeno 1 (e fino a 3 o addirittura tutte) avranno adesso un colore diverso da prima, e non sarà possibile sapere che colore avessero prima della trasformazione.

Ogni lasciata è perduta

Tornando al mondo dell’audio, la compressione Mp3 adotta meccanismi simili a quelli appena citati quindi a perdita di informazione. Ne consegue una lezione molto importante: l’informazione persa in una codifica lossy non potrà mai più essere ricostruita: quindi riportare un Mp3 in formato PCM non compresso non riporterà il file all’antico splendore; l’upsampling non migliora la qualità dei files (anche se per certi aspetti tecnici, potrebbe aumentarne le potenzialità).

Benvenuti nel Nuovo Mondo

I formati di compressione lossless hanno trovato un modo per applicare la magia: risparmiano spazio senza sacrificare la qualità dell’informazione, ad esempio ricodificando le sequenze binarie in un modo che permetta di “riportarle indietro” ma facendo occupare meno spazio (p. es. una sequenza di 55 zeri, che occuperebbe 55bit, può essere sostituita dalla sequenza 00110111 (55 in binario) preceduta da pochi simboli per delimitare il blocco, quindi occupando poco più di 8 bit. La magia è fatta.

I formati lossless sono quindi imprescindibili quando si parla di musica liquida per impianti Hi-Fi, poiché gli effetti della compressione lossy sarebbero resi evidenti da un impianto di qualità e soprattutto per un ascolto in cuffia.

Tra questi formati il più diffuso è sicuramente il FLAC (Free Lossless Audio Codec), un protocollo open pubblicato nel 2001; tre anni dopo è stato affiancato dal formato ALAC (Apple Lossless Audio Codec), prioritario Apple e che ha raggiunto ampia diffusione essendo ufficialmente supportato sulle piattaforme Apple. In quanto formato proprietario non si è diffuso anche sulle piattaforme open e free, ma nel 2011 la Apple ha deciso di rendere open anche il protocollo ALAC, che quindi ha aumentato la sua diffusione.

In linea teorica ricodificare un file in formato ALAC o in formato FLAC produce lo stesso risultato.

Sono molto diffusi anche altri formati digitali: ad esempio AAC (Advanced Audio Codec), pubblicato dallo stesso consorzio dell’Mp3 e del quale rappresenta una evoluzione: si tratta sempre di un formato lossy ma permette una migliore qualità a parità di bitrate. E’ il formato usato per le tracce in alta qualità su iTunes Music.

Per concludere

Approfondirò in un altro articolo il tema di una buona filiera per musica liquida: sappiate però che per quanto possa essere sofisticato il file audio finale, è sempre necessario che (1) provenga da una sorgente altrettanto di qualità, fin dalla registrazione e (2) serve del buon hardware pensato per il mondo Hi-Fi: con delle cuffiette da 40€ ascoltando in treno non sentirete mai la differenza tra un Mp3 320 ed un FLAC 24/96. Con una filiera dac+ampli+cuffie dedicati invece, anche restando su componenti entry-level (ma pur sempre del mondo hi-fi) la differenza vi sorprenderà.

Buoni ascolti a tutti.

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Pastelli per bambini 16 colori (link to Amazon)	GIBOT PASTELLI PER BAMBINI 16 COLORI Anche voi da piccoli eravate affascinati dai pastelli? Sarà stato il loro odore, i trucioli dopo averli temperati (ebbene si, io li temperavo), o forse il sapore (eh). Ricordo ancora la sensazione, così appagante, della traccia colorata che emerge dall’ampia superficie bianca immacolata, e che corre con colori cangianti come di vita propria. Ricordo anche la faccia dell’imbianchino, che non aveva neanche finito di riporre i pennelli. Quello non è stato appagante.
Faber-Castell 120 color set (link to Amazon)	FABER-CASTELL SET 120 MATITE ACQUERELLO Set da 120 perché da 256 non sono riuscito a trovarlo. Credo che le leggi fisiche per come oggi le conosciamo impediscano di mettere in una sola scatola 256 matite di colori diversi, potrebbero implodere in un buco bianco di dimensione infinita (grazie di esistere, Penrose). Trovarmi davanti una scatola ricca e ordinata come quella credo che mi farebbe scattare una crisi di autismo. Ora capisco la passione delle donne per le trousse della Pupa da 756 palette.
Fiio Q1 Mark II USB DAC per cuffie (link to Amazon)	FIIO Q1 MARK II USB AMPLI/DAC PER CUFFIE La cinese Fiio è una garanzia, con rapporto qualità/prezzo sempre molto elevato. Negli ultimi anni hanno arricchito molto la loro gamma di prodotti, e tutti hanno una qualità costruttiva pazzesca (ve lo garantisco in prima persona). Se state cercando qualcosa per entrare nel mondo Hi-Fi Fiio è perfetta.  Questo ampli/dac portatile ha dalla sua peso e prezzo contenuto, oltre che comodità d’utilizzo e (a mio parere) esteticamente è anche gradevole. Qualcuno rimpiange il vecchio Alpen E17, più potente (e un pelo più costoso di questo).
Audioquest DragonFly USB DAC (link to Amazon)	AUDIOQUEST DRAGONFLY A960 USB D/A CONVERTER Questo usb/dac esiste da diversi anni, e a suo tempo ha dato una svolta al mercato Hi-Fi entry level: con una psesa ragionevole ha permesso di tirare fuori audio ad alta qualità da Pc anche datati, quando non era ancora così ampia  la disponibilità di DAC USB (o a prezzi sostenibili). Chi lo usa ne è parecchio soddisfatto. Ha anche un fratello minore, a circa la metà del prezzo e con metà della potenza di uscita. Sempre nella stessa categoria, consiglio di guardare anche il Cyrus Soundkey, ancora più piccolo e meno costoso (anche meno performante).
Sony MDR-1AM2 (link to Amazon)	CUFFIE SONY MDR-1AM2 OVER-EAR Queste cuffie sono pazzesche. Le amo. Non sono le più vantaggiose che abbia acquistato, ma quasi. Non sono qualitativamente le migliori che abbia, ma quasi.  Prese con una fortunatissima combo di Prime Day e codici promo, mi hanno stupito con delle specifiche tecniche pazzesche (parliamo di 100KHz!), sono comodissime, leggerissime, cavo staccabile, le ho usate quotidianamente al lavoro alternando musica e telefonate (hanno il microfono), le tieni per ore e non te ne accorgi, si pilotano con un alito di vento e hanno un profilo sonoro pulitissimo e regolare. Un dono del cielo. Compratene a pacchi, regalatele agli amici e loro vi ameranno. Compratene di scorta. Davvero.

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Pagina aggiornata il 13/09/20: refresh del testo e link Amazon, e aggiunta “Sezione degli Acquisti”

Questo articolo è il primo di un gruppo di tre post che trattano il tema della compressione audio digitale. Dopo aver letto questo post, potrete passare al secondo e al terzo.

Di cosa parleremo

Ho già accennato ai due concetti di “risposta in frequenza” e di “impedenza” ; il primo parametro non può essere apprezzato fino in fondo se non si parla anche di formati e risoluzioni adottati per la musica digitale. L’impedenza invece deve essere affiancata da maggiori informazioni dal punti di vista dell’amplificatore con cui si vorrà usare le cuffie. 

Faremo anche una rapida carrellata dei due elementi che hanno una importanza fondamentale nella filiera audio di qualità, cioè l’amplificatore ed il DAC, in modo da avere un quadro (quasi) completo.

I temi sono troppi per un singolo post quindi saranno spezzati in più puntate trattando un mattoncino alla volta, da usare per costruire la visione di insieme.

Cominciamo.

La musica “liquida”: il campionamento digitale dell’audio analogico

In origine fu l’MP3.
Non è vero: in origine fu il telefono o, più in generale, la comunicazione vocale. Per la trasmissione della voce, già fin dagli anni ’70 del secolo scorso sono stati creati standard di digitalizzazione che permettessero di trasformare un segnale audio analogico in un segnale digitale. Senza entrare troppo nel dettaglio, sappiate che si affermò l’uso del metodo PCM “pulse-code modulation”: il segnale audio analogico viene “campionato” con “parole” di bit e ad una frequenza tale da poter ricostruire il segnale originale con fedeltà sufficiente.

In origine fu il telefono, dicevamo: si voleva ricostruire un segnale vocale considerando “sufficiente” un risultato che permettesse di riconoscere la persona dalla voce anche dopo la ricodifica in digitale; dato che la nostra specie è particolarmente brava a riconoscere le voci, per ottenere questo risultato furono sufficienti valori che oggi consideriamo inapplicabili per la musica. Adesso vediamo perché.

Per prima cosa è opportuno spiegare come avviene questo “campionamento”.
Attenzione: il ragionamento seguente non deve essere inteso come spiegazione fedele del campionamento digitale, ma solo come strumento logico per comprenderne le caratteristiche principali senza fare uso di formule matematiche.

Un segnale audio analogico…

Accettando una comoda semplificazione, considerate il segnale audio come una curva che si alza e si abbassa nel tempo:

L’asse orizzontale rappresenta il tempo che passa; sull’asse verticale è rappresentata l’altezza dell’onda sonora.

… diventa un segnale digitale!

Immaginiamo adesso di dividere l’asse orizzontale in tante parti uguali, per esempio 100: ad ogni passo si incrocia la curva ad un certo valore quindi si individuano 100 punti (100 valori) che rappresentano la curva iniziale. Questi punti rappresentano il “campionamento” della nostra curva iniziale, quindi il campionamento digitale dell’audio analogico.

Adesso proviamo a disegnare solo i punti. Come vedete si può intuire la forma della curva che li ha generati:

Ma alcuni sono più uguali degli altri

Se i punti sono stati scelti molto distanti tra di loro l’approssimazione è poco fedele: possiamo disegnare infinite curve che passano da tutti i punti ma che hanno forme diverse tra di loro:

Se invece i punti sono molto ravvicinati diventa più facile avere idea della curva iniziale: esistono ancora molte curve con forma diversa e che toccano tutti i punti del campionamento, ma intuitivamente ce ne sono “meno di prima” (sappiate che se parliamo di musica suonata con strumenti non elettronici ci sono dei limiti fisici che impediscono variazioni estreme di quel valore per brevi unità di tempo, ma questo è un altro discorso):

Potete facilmente intuire che tanto più fitti sono i punti, tanto più fedelmente potremo ricostruire la curva iniziale: questo parametro di “fittanza” (termine che ho appena inventato, non cercatelo sui libri) rappresenta la frequenza del campionamento. Effettuare un campionamento a 10Hz (Hertz) significa individuare 10 punti su una linea lunga “un secondo”, quindi: 10 valori al secondo. Se il nostro disegno iniziale rappresentava un’onda sonora di 1s, avendo raccolto 100 punti abbiamo fatto un campionamento a 100Hz.
Per quanto intuito precedentemente, aumentare la frequenza di campionamento digitale dell’audio analogico permette di ricostruire il segnale iniziale con maggiore fedeltà.

Una questione di profondità (di campionamento)

Adesso devo introdurre un altro parametro importante: la “profondità” del campionamento. Stavolta il paragone è meno intuitivo ma proviamoci ugualmente.

Torniamo all’esempio precedente, dove abbiamo individuato 100 punti quindi cento “valori”. Se vogliamo trasmettere l’informazione della curva dovremo trasmettere i valori ; per semplicità diamo per assodato che i punti sono tutti equidistanti tra di loro, cioè stiamo facendo un campionamento “a frequenza costante”, e che questa distanza è nota al ricevitore.

Il problema allora si trasforma nel come rappresentare questi valori. Immaginiamo di avere un alfabeto limitato per rappresentare i valori originali, ad esempio 256 valori possibili: ognuno dei punti (valori) iniziali sarà quindi rappresentato con il punto (valore) più vicino tra i 256 disponibili. Se vi sembra strano, considerate che nella vita quotidiana questo avviene di continuo: nessuno vi dirà che è alto 1m e 75,8773874876876387648186718cm, preferendo dirvi che è alto 1m e 75cm (beato lui). Per chi è abituato ad usare software di modellazione come AutoCAD: è come quando viene usato lo snap che permette solo spostamenti “quantizzati” degli oggetti.

Torniamo al nostro esempio: è facile intuire che tanto più ampio è l’insieme dei valori che possiamo usare, tanto minore sarà l’approssimazione dei valori da trasmettere quindi, nuovamente, tanto più “fedele” sarà la trasmissione. Per rappresentare questi valori si usa una “parola” lunga N bit: nell’esempio precedente abbiamo scelto una profondità di campionamento a 8bit (va inteso in questo modo: un numero binario di 8 bit può rappresentare 256 valori, dato che 2exp8 = 256). Riassumendo, anche aumentare la profondità del campionamento digitale dell’audio analogico permette di ricostruire il segnale iniziale con maggiore fedeltà.

E’ altrettanto facile intuire che per una rappresentazione fedele del segnale, entrambe frequenza e profondità devono essere “sufficientemente” elevate.
Per simmetria con il mondo video la frequenza di campionamento unitamente alla profondità è generalmente indicata come “risoluzione” audio: quindi se sentite parlare di audio digitale “ad alta risoluzione” si intende audio digitale ottenuto con elevate frequenza e profondità di campionamento.

Che campionamento digitale ci serve?

Una volta capito cosa sono frequenza e profondità di campionamento, vediamo di che numeri stiamo parlando.
Come detto inizialmente il campionamento fu usato per trasmettere la voce; il segnale audio che rappresenta la voce è enormemente più semplice di quello che rappresenta la musica: in un singolo segnale sono contenute le informazioni di tutti gli strumenti musicali di una band o di una orchestra, ed ogni strumento ha la propria timbrica e relativo range di frequenze caratteristiche con estensione molto più ampia della voce umana.
Per ricostruire fedelmente una voce umana si è considerato sufficiente un range di frequenza di circa 4000-8000Hz, che indicheremo come 4kHz-8kHz (in questo scenario k = 1000). Per la profondità poteva essere sufficiente una “parola” da 8bit.

Poi arrivò il CD audio, e tutto si fece più complicato: la musica, come detto, è enormemente più complicata da rappresentare rispetto alla semplice voce umana quindi fu necessario usare frequenze di campionamento molto più elevate: il campionamento usato per i CD audio, considerato oggi la qualità “standard”, viene realizzato con frequenza 44.1kHz e profondità di 16bit. Notate che tra 8bit e 16bit la differenza è enorme, dato che si parla di numeri esponenziali: si passa infatti da 256 a 65.536 valori.

I’m feeling High

La qualità CD è definita standard (SD, standard definition), quindi i campionamenti ottenuti a frequenza/profondità minori sono definiti “low definition” (LD) mentre quelli con valori maggiori sono definiti “high definition” (HD). Nel mondo della musica digitale ad alta definizione, nella fascia HD si usano tipicamente valori da 24bit/96kHz in su, fino a 24/192 o valori ancora più stratosferici.

Come riportato sopra, l’esempio che ho usato per spiegare il campionamento digitale dell’audio analogico non corrisponde rigorosamente a quello che avviene in realtà. Per comprendere meglio i prossimi argomenti è necessario un approfondimento.

In origine era una chitarra

(…) pensavo è bello che dove finiscono le mie dita
debba in qualche modo incominciare una chitarra.

Amico fragile – F. De André

In origine, l’audio è analogico: l’orecchio umano percepisce segnali analogici, cioè “micro-variazioni nella densità dell’aria” (cit.). Queste micro-variazioni di pressione vengono percepite dal timpano, che è una sottilissima membrana che vibra in risposta alle variazioni di pressione, e questa vibrazione produce a sua volta un segnale che arriva fino al cervello, dove risiede il nostro “EAC biologico” (Environmental to Analogue Converter: non cercate nemmeno questo nei libri, non lo troverete).

La registrazione analogica dei suoni usa un meccanismo simile: stavolta a vibrare non è il timpano ma una membrana, che vibrando produce un segnale elettrico a sua volta registrato su un supporto fisico (magnetico, vinile, o altro). Il percorso inverso prevede che questo segnale elettrico sia “estratto” dal supporto e usato per fare vibrare una differente membrana: quella del diffusore audio (la cassa, ad esempio) che quindi ricrea nell’aria le stesse micro-variazioni di densità allo scopo di spararle verso l’orecchio dell’ascoltatore.

La digitalizzazione del segnale richiede un meccanismo per passare dal regno analogico (il segnale elettrico di cui sopra) al regno digitale, quindi rappresentando la curva con una lunga sequenza di 0 e 1. Questa magia avviene in accordo ad un bellissimo teorema matematico dal nome “teorema del campionamento di Nyquist-Shannon”.

Qui non si butta via niente

Abbiamo capito che è necessario che il campionamento sia “abbastanza stretto”: la magia del teorema di Nyquist-Shannon sta nel garantirci che possiamo campionare il segnale senza perdita di informazione purché il campionamento avvenga ad una frequenza almeno doppia rispetto alla frequenza massima che si vuole preservare. Poiché l’orecchio umano non percepisce frequenze superiori ai 20kHz (in realtà molte di meno: 16-18kHz sono già una buona performance, e i valori si riducono con l’età: un minuto di silenzio per le decine di cellule ciliate che ci abbandonano ogni anno) se vogliamo preservare tutte le frequenze entro i 20kHz basterà fare un campionamento ad almeno 40kHz. Abbiamo inventato il campionamento “lossless” cioè, appunto, “senza perdita”.

Qui si potrebbe aprire un discorso infinito: è veramente senza perdita di dati utili? Ne parlerò meglio in un’altra occasione, ma accontentiamoci di dire che superando i 40kHz garantiamo la presenza di tutta o quasi l’informazione utile per l’orecchio umano. E’ il motivo per cui si scelse di usare per i CD un formato PCM a 44,1kHz a 16 bit, in modo da “non perdere niente di utile”.

Un paio di fun facts: il 16 si scelse perché al tempo erano comuni le CPU a 16bit; il 44.1 invece si dice che sia stato scelto al posto del più sensato 48kHz (per le frequenze si è soliti usare potenze di 2) perché altrimenti lo spazio disponibile sui supporti del tempo (i CD, ancora non esistevano i DVD o i Blu-Ray) non sarebbe stato sufficiente per contenere determinate registrazioni; in particolare non ci sarebbe entrata la 9a sinfonia di Beethoven (notoriamente una delle sinfonie più lunghe) e questo avrebbe causato l’opposizione di Herbert von Karajan: la Philips preferì accontentarlo. Quindi ho un altro motivo per avere von Karajan in antipatia. La leggenda potrebbe anche essere vera: il primo CD prodotto sul mercato è uscito nell’agosto 1982, ed era la Sinfonia delle Alpi di R. Strauss, eseguita dalla Berliner Philharmoniler diretta da un certo H. von Karajan.

Per concludere

L’audio ad alta risoluzione adotta frequenze di campionamento molto maggiori di quelle standard, in modo da contenere un range esteso dell’informazione audio originale. Se da questo ne consegue un reale beneficio o meno, è tema che affronterò altrove. Inoltre oggi difficilmente si usa un formato PCM “puro”, ma quasi esclusivamente dei formati di compressione che, nel caso della musica HD, sono sempre lossless; il discorso delle frequenze però si applica allo stesso identico modo.

Di recente si sta affermando l’uso del formato DSD, che è una alternativa rispetto al PCM e consente valori molto elevati di risoluzione: il formato è utile solo se la registrazione avviene già ad alta risoluzione, possibilmente già in formato DSD. Questo formato è supportato ad oggi solo da dispositivi (player e DAC) di livello medio alto, anche se ormai la diffusione è in rapida crescita.

Ma questa è un’altra storia.

Angolo degli acquisti

Nell’articolo sono presenti link a prodotti in vendita sulla piattaforma Amazon: senza nessun costo aggiuntivo per voi, se sceglierete di usarli per i vostri acquisti (qualsiasi prodotto, non soltanto i miei consigli) ci regalerete un piccolo incentivo per scrivere nuovi articoli.

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Vocabolario minimo delle parole inventate (link to Amazon)	LE PAROLE INVENTATE Ammettilo, hai sempre nutrito profonda invidia di quel bambino fortunato che con “petaloso” ha conquistato il web. Chissà quanti super-petalosi hai inventato senza per questo pavoneggiarti in giro sull’Internet. Beh, è venuto il momento di tirarli fuori e partecipare alla prossima edizione del libro: dove gli scrittori possono creare un intero mondo attorno alle loro parole inventate, e finire sulla bocca di tutti sul web.
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Volume 8 (link to Amazon)	COME TI SENTI AMICO, AMICO FRAGILE Se vuoi potrò occuparmi un’ora al mese di te, ascoltando Volume 8: un album che ha inanellato alcune delle perle più intimistiche di Faber, e che ha lanciato un giovane De Gregori nell’olimpo del cantautorato italiano. Lo stile del co-autore emerge come mai era avvenuto nei precedenti lavori di De André. Amico fragile chiude un album meraviglioso, e lo fa in maniera degna offrendo alcune tra le confessioni più criptiche di Faber. Inoltre la versione originale non sfigura per nulla accanto alla sua più famosa versione con arrangiamenti PFM.
Alien Anthology (link to Amazon)	ALIEN – ANTOLOGIA COMPLETA A quel tempo i film si guardavano la sera su Italia 1. E certi film li annunciavano con parecchi giorni di anticipo, e tu per parecchi giorni stavi in attesa e finalmente arriva quella sera e con l’ansia alle stelle, il cuore che pulsa a 1000 inizi a guardare quel capolavoro di “Aliens – Scontro finale”: ore passate a parlarne con l’amico del cuore, a ripetersi certe scene fino allo sfinimento, decine di monetine spese in sala giochi su quel cabinet che solo la musica di avvio del gioco era sufficiente a procurarti fibrillazione. Rivisto dopo tanti anni beh, non era poi quel gran capolavoro che ricordavo. Ma rimane un mito intoccabile. Alien (il primo) invece era, è e sarà sempre un capolavoro insuperato. Anche oggi.
A torto o a ragione (link to Amazon)	A CHI HAI DETTO SECONDO VIOLINO? Un film toccante ambientato in un momento storico particolare: la “dissezione” della Germania nazista dopo la guerra, con le grandi potenze vincitrici che pasteggiano sui suoi resti.  Un grandioso Harvey Keitel nella parte di un maggiore USA con i prodromi della “esportazione forzata dei valori americani”, che si scontra con un eccellente Stellan Skarsgard nei panni di un infranto ma mai domo Furtwangler. Il film racconta un confronto tra due uomini, ma come allegoria della staffetta tra due civiltà: la decaduta cultura europea travolta dalla rampante (in)cultura statunitense. A mio parere, un meraviglioso complemento alla trilogia tarantiniana di Inglorious Bastards, Django e C’era una volta a… Holliwood.
Eine Alpen Sinfonie (link to Amazon)	R. STRAUSS – EIN ALPEN SINFONIE Stando ad alcune ricostruzioni, questo dovrebbe essere il primo CD della storia. Fosse solo per questo andrebbe recuperato, sai mai un giorno diventasse raro? Poi stiamo parlando di Richard, mica di quei melensi  Johan e Johan.

Se non disponete già di Amazon Prime vi consiglio caldamente di farlo. I vantaggi sono notevoli: bastano pochi acquisti senza spese di spedizione per compensare il canone annuo, e si hanno a disposizione tantissimi servizi aggiuntivi.

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La modifica è compatibile con il Logitech G29, ma potrebbe anche funzionare per i modelli G25 G27 e G920 (da verificare).
In questo modo il cambio è più netto, preciso ed aumenta l’immersione.

Per assemblare il tutto servono: 4 magneti al neodimio 8x3mm, una goccia di super colla, viti M4 e bulloni da 30mm. Il tutto facilmente reperibile su amazon.

Magneti Neodimio In varie dimensioni

Colla 21 20 gr Cianoacrilato

M4 Assorimento Assorimento di dadi, bulloni e rondelle in acciaio

Stampato un PLA Geetech con una Creality Ender 3 PRO a 0.2 mm e riempimento del 30% a zig-zag. Velocità 40mm/s.

Tutti i miei progetti sono condivisi gratuitamente. Sentitevi liberi di supportarmi con una piccola donazione: https://www.paypal.me/alescarcella

Se puoi, supporta questo progetto:

Il modello è anche disponibile qui su Thingiverse.

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Troverete in questo post i files .STL per la vostra stampante 3D ed il video-istruzioni.

Stampato un PLA Geetech con una Creality Ender 3 PRO a 0.2mm e riempimento del 30% a zig-zag. Velocità 40mm/s.

Due versioni dell’X-Wing: una con l’anello per poterlo appendere, l’altra senza.

Il modello è anche disponibile qui su Thingiverse.

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tensegrità 

Struttura meccanica costituita da elementi discreti e distinti sottoposti a forze di compressione e da elementi continui sottoposti a sforzi di tensione. Lo sviluppo della teoria della tensegrità si è avuto inizialmente nell’architettura, in seguito nell’arte e poi nella biologia e nella fisiologia, quando si sono prodotte o si sono interpretate strutture che si autosostengono per effetto di uno stato di tensione presente nel sistema (da cui il nome di tensegrity, dalla fusione di tension e integrity). Hanno particolare interesse strutture di tensegrità in cui gli elementi discreti sono disgiunti da quelli continui; in questo caso i primi sono aste rigide ai cui estremi convergono almeno tre elementi a tirante, come può interpretarsi la struttura del citoscheletro delle cellule (enciclopedia treccani)

Una piccola stampa 3D per realizzare una struttura e tensione integrale facile da montare. Una sorta di “tavolino impossibile” costituito da 4 pezzi tenuti insieme da 4 elastici in un equilibrio apparentemente improbabile.

Il modello è anche disponibile su Thingiverse a questo link.

Stampato un PLA Geetech con una Creality Ender 3 PRO a 0.2mm e riempimento del 40%. I due pezzi vanno incollati con colla forte. Il set va ovviamente stampato 2 volte. Bastano poi alcuni elastici per assemblare il tutto come in figura.

Alcune immagini

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42 pezzi. 300gr di PETG+. 80 ore di stampa. 8 ore tra pittura e montaggio.

Di repliche della DL-44 ce ne sono molte in giro, ma quelle più fedeli sono introvabili, o hanno prezzi esorbitanti. O sono autocostruite dagli appassionati che le custodiscono gelosamente.

Io ho trovato il modello 3D su Thingverse dall’utente PortedtoReality. Molto ben fatto e soprattutto adatto a stampanti medio piccole come la mia. Corredato di una guida molto professionale per la stampa e l’assemblaggio: lavoro egregio.

Making of

Per realizzare il modello della DL-44 è necessario disporre di attrezzatura e materiali vari. Niente di particolarmente complesso o costoso, tutto facilmente reperibile e soprattutto riutilizzabile.

Ho predisposto questa lista su amazon: tutto ciò che intravedete nelle foto del making-of , dall’aerografo ai colori, dalle lime alle colle, è riportato qui.

La stampa (80 ore)

Anet A6 3D Printer La stampante usata per realizzare il blaster. Si è comporata egregiamente. Cercate su questo blog le guide per la sua messa a punto.

PETG di amazon Anche amazon ha a catalogo un filamento per la stampa 3D. Questo è il PETG, il mio materiale di riferimento: facile da stampare e resistente.

PETG+ di SUNLU Il marchio di filamento (cinese) che uso più spesso, e che per il momento non mi ha mai dato problemi. La versione arancio è stata quella usata per il modello del DL-44 di questo post.

Incollaggio e stucco (2 ore)

Purtroppo ho commesso due errori: (1) ho incollato la canna della pistola con l’angolo errato, per cui non risulta simmetrica; (2) il supporto per il cannocchiale doveva essere al contrario, con il gancio verso l’esterno: in questo modo è meno fedele all’originale, ma sicuramente più stabile. Se dovessi realizzare una nuova copia del blaster apporterei alcune modifiche al modello 3D.

Serie di lime ad ago Indispensabili per i piccoli ritocchi, per asportare un po’ di plastica senza rovinare il pezzo. Il fatto che siano sottili e di varie sezioni, li rende indispensabili per lavorare tra gli spigoli.

Trapano a mano Creare dei fori, o allargare fori troppo piccoli. Un attrezzo indispensabile, ottimo per la plastica che necessita di precisione e delicatezza.

Cutter di precisione Eliminare le sbavature, ritoccare i contorni, correggere le imperfezioni della stampa. Un cutter con molte lame di scorta è sempre necessario.

Morse di serraggio Qui 4 morse in due misure. Ideali per tenere insieme i pezzi che devono essere incollati, in attesa che si saldino.

Plastic putti Stucco per plastica. Il beccuccio sottile permette di stenderne un sottilo filo, proprio tra giunture e crepe. Può essere modellato e, una volta asciutto, può essere limato, lucidato e dipinto. Io l’ho usato per eliminare le grosse giunture tra i pezzi, ma anche per riempire i vuoti creati dalla stampante.

Loctite Super Attak Plastica Una colla bicomponente perfetta per la plastica. Incolla rapidamente saldando letteralmente i pezzi. Impossibile poi scattarli.

Pittura (2 ore)

Per una buona (e duratura) resa è necessario prima passare una mano di primer (nel mio caso purtroppo bianco) e solo dopo una o due mani di acrilico colorato, adeguatamente diluito con prodotti specifici a renderli fluidi e aggrappanti alla plastica.

L’utilizzo di una aerografo è ovviamente consigliato, anche se esistono in commercio bombolette spray di buoni prodotti (come il Dupli Color 685255 Fondo ancorante per plastiche).

Set compresso e Aerografo IWATA Neo Ho una predilezione per gli aerografi Iwata: sono ottimamente costruiti, precisi e si trovano facilmente i ricambi. Qui il modello Neo insieme ad un compressore.

Aerografo Iwata Neo CN Per chi ha bisogno della sola penna, qui l’aerografo IWATA.

Fengda FD-18-2 – Aerografo Compressore Per chi vuole un compressore economico ma robuto, ideale per aerografia, qui una versione da 4bar. Perfetto se abbinato ad una buona penna.

Vallejo Polyurethane – Primer Grey Il primer aderisce perfettamente alla plastica, facendo in modo che lo strato successivo di vernice non si stacchi.

Soluzione Diluente per Colori Acrilici I colori acrilici, per poter essere spruzzati con l’aerografo, vanno diluiti. meglio usare un diluente della stessa marca dei colori.

Model Air Set – Basic Colors 16 colori per aerografo, già pronti per essere spruzzati. Uno starter set.

Prima di spruzzare sui pezzi finali, meglio usare qualche pezzo di scarto e fare tutte le necessarie prove.

Altri accessori comodi per chi deve dipingere e spruzzare:

• Supporto per Aerografo: ideale per posizionare piccole parti da dipingere o da far asciugare. Io ne ho realizzato uno con una base stampata in 3D, alcune bacchette di balsa e dei connettori a coccodrillo per cavi elettrici.
• Stuoia di taglio autorigenerante A3: un piano di lavoro antiscivolo, non riflettente, dove poter tagliare e lavorare i pezzi in tutta sicurezza.
• Nastro da mascheratura: per vernice spray da 2/6/10/12/18/24 mm. Perfetto per nascondere alcune parti da non verniciare, senza la paura che il nastro possa portare con sè la vernice già applicata.
• Stazione di pulizia per aerografo: la bottiglia per spruzzare a vuoto, in tutta sicurezza; le spazzole e gli aghi da pulizia. Da abbinare ad un buon diluente e sverciante.
• Contenitori in vetro per vernice: ideali per miscelare il colore con il diluente o il fissante. Da 22cl. In alternativa sono molto pratici anche quelli in plastica con beccuccio da 50ml.
• Kit respiratore: la sicurezza non è mai troppa. Guanti in lattice, occhiali protettivi e soprattutto una buona maschera per evitare di respirare i vapori dei prodotti che si vanno a spruzzare.
• Pennelli: un set assortito da n.5/0 a n.3

Dipingiamo (ancora) e montiamo (4 ore)

Come tocco finale un tocco di bianco lungo gli cpigoli per conferire all’arma un che di vissuto e consumato.

Il dramma!!

Nel tentativo di incastrare alcuni pezzi, ho forzato un po’ la mano (davvero poco). Lo scarso riempimenti (infill) del manico non ha retto la pressione ed ha ceduto. Si trattava del pezzo più lungo da stampare (circa 18 ore): ma anche volendo sarebbe stato impossibile ristamparlo: ormai i pezzi erano stati fissati. Così sono andato di colla e ritocco a pennello.

lezione da imparare: per lavori complessi come la realizzazione di un DL-44, mai risparmiare plastica!!

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Da felice possessore di una Anet A6 in kit, che ha il telaio in acrilico, posso dire che l’operazione di livellamento è particolarmente frustrante:  le continue deformazioni del telaio obbligano a continue calibrazioni. Un telaio “flessibile” porta spesso anche a deformazioni del bed, invisibili ad occhio nudo, ma rilevanti in relazione gli spessori in gioco in una stampa normale.

In genere il livellamento si fa manualmente: basta un foglio di carta (che ha lo spessore ideale di 0.07mm) ed un po’ di pazienza: lo spazio tra ugello e letto deve essere infatti quello di un singolo foglio di carta.

Ma io ho deciso di aggiungere alla mia Anet un bel sensore di prossimità in grado di fare tutto il lavoro per me, ogni volta che si inizia una stampa. Voglio introdurre l’Automatic bed leveling!

Purtroppo però il firmware in stock con le stampanti (di sicuro quello di Anet) spesso non prevede la funzione di autolivellamento. Di conseguenza è necessario un upgrade.

In questa guida, passo passo, tutto ciò che serve: dai componenti necessari agli schemi elettrici, dall’installazione meccanica alla taratura del sensore, dall’installazione del firmware Marlin alla configurazione degli slicers. Guida valida anche per chi possiede altri modelli di stampanti RepRap.

Prepariamo il sensore

L’automatic bed leveling si basa su un semplice principio: un sensore di prossimità installato vicino all’estrusore regola costantemente la distanza dell’ugello dal piatto.

E’ infatti possibile eseguire una serie di misure lungo tutta la superficie del bed, così da produrre una sua mappa dei “dossi e cunette”: in questo modo, durante la stampa, il software può sollevare o abbassare l’ugello a garanzia della costante distanza dal piatto con tolleranze che arrivano a 0.01mm.

Esistono sensori molto diversi: io ne ho scelto uno di tipo capacitivo, il LJC18A3-H-Z/BX, in grado di rilevare la distanza anche da una lastra di vetro (i sensori di tipo induttivo non posso farlo). La sua portata è fino ad 8mm.

(Nota: indipendentemente dal modello, tutti i sensori per la Anet devono essere di tipo NPN, cioè normalmente aperto).

Nello specifico il sensore l LJC18A3-H-Z/BX deve essere alimentato da tensioni tra 6V a 36V: quindi non dovrebbe essere collegato direttamente alla scheda madre della stampante Anet, che eroga solo 5V (qualcuno però lo fa). Ciò significa che è necessario collegarlo direttamente all’alimentatore da 12V: meglio quindi usare l’accortezza di disaccoppiare elettricamente il sensore dalla scheda madre: l’ideale è usare di un optoisolatore da 1 canale a 12V (si trova in commercio sotto i 2 euro, oppure lo si può costruire con pochissimi semplici componenti di base).

Questa la lista della spesa (se li comprate cliccando qui potrete sostenere gratuitamente questo blog):

LJC18A3-H-Z/BX Interruttore Sensore di Prossimità. Tipo di filo: DC a 3 fili (nero, marrone, blu). Tipo di uscita: NPN NO (Normalmente aperto).	Optocoupler 12V Accoppiatore ottico da 1 canale 12 V. Utile per disaccoppiare il sensore dalla scheda madre (che lavora ad un voltaggio minore).Su amazon.it è disponibile questo con relè a 2 canali.
Cavo elettrico 12AWG silicone Cavo [3m nero e 3m rosso] morbido e flessibile di rame stagnato a 680 fili, resistenza alle alte temperature. Ideale per il collegamento all’alimentatore 12V della stampante.	Cavo elettrico 18 AWG Kit cavi di collegamento in silicone 18 gauge (6 bobine di diverso colore da 4 metri). Resistenza alle alte temperature con filo a trefoli da 600V. Ideale per i collegamenti elettrici a 5V.

Volendo fare un lavoro preciso e pulito, la lista della spese si completa con alcune componenti opzionali: capicorda da crimpare, dei connettori JST, ed un saldatore a stagno.

Prima di tutto colleghiamo insieme il sensore ed l’accoppiatore ottico e testiamo se il tutto funziona correttamente.

Per fare questo basta seguire lo schema che prevede l’utilizzo di una normale batteria da 9V, più che adeguata per accendere il circuito. In genere i cavi hanno la seguente funzione (ma controllate il datasheet del vostro sensore):

• Marrone: tensione
• Nero: segnale
• Blu: terra (non passa dall’optoisolatore)

Ora basta provare ad avvicinare al sensore (sotto la parte circolare arancione) il dito o un oggetto metallico e poi per sicurezza anche un oggetto di vetro. Se tutto funziona si devono accendere 2 led: quello in cima al sensore e quello sull’accoppiatore ottico. Ciò significa che il circuito si chiude correttamente.

Siamo pronti a questo punto a collegare il sensore alla stampante secondo lo schema definitivo: l’altro capo dell’accoppiatore ottico va collegato al connettore per l’endstop Z sulla scheda Anet.

Il collegamento dello switch endstop Z esistente è opzionale, ma altamente consigliato. Nel caso in cui il sensore non dovesse funzionare, rimane sempre una valida ancora di salvezza, per evitare che l’ugello sfondi il piatto scendendo senza controllo.

Montiamo il sensore sulla stampante

Adesso è arrivato il momento di installare il sensore vicino l’estrusore.

Su Thingverse si trovano numerose soluzioni meccaniche, dipendenti anche dal diametro del sensore (in genere 18mm). Questa è la mia scelta disponibile al seguente link:

Consiglio di stamparvi il supporto del sensore in PETG+ ed al 100% di infill: in qiesto modo sarà resistente e non si deformerà per il calore.

Quello da me selezionato è un supporto molto leggero che sostituisce la piastrina che si interpone tra la ventola per il raffreddamento e l’estrusore stesso. Questa soluzione è molto leggera e compatta, ma soprattutto permette di mantenere al minimo possibile la distanza tra l’ugello ed il sensore: la pagina del progettista indica -31mm sull’asse X (sinistra-destra), e 20mm sull’asse Y (fronte-retro). Questo fattore è vitale importanza: non è consigliabile fare una misura in un punto del piatto e poi, usando quel valore di distanza, stampare in un punto molto lontano da esso: sicuramente lì la distanza sarà differente.

Purtroppo nel mio caso ho dovuto fare un adattamento: il tendi-cinghia dell’asse X è piuttosto ingombrante e mi ha obbligato ad una installazione alternativa, certamente meno ottimizzata: ho dovuto applicare il supporto direttamente sopra la ventola, portando la distanza tra estrusore e sensore a -51mm sull’asse X, e 20mm sull’asse Y. Questa scelta ha un’altro incoveniente: il sensore troppo a sinistra dell’estrusore fa scattare l’endstop X prima di quanto non capitasse prima (l’ho dovuto spostare!), riducendo l’area di stampa a sinistra del bed (dovrò progettare un supporto ad hoc o cambiare il tendi-cinghia X: si accettano consigli). Qualche foto:

Ad ogni modo, al termine della vostra personale installazione, usate un calibro e prendete le misure del caso. Queste le indicazioni ed i riferimenti (faccio riferimento alla figura):

1. Il supporto del sensore ha un innesto a vite: si può quindi abbassare e alzare a piacere.
2. Fate in modo che l’altezza del sensore (probe) sia un paio di mm più alta dell’ugello. Questa distanza sarà identificata con Z PROBE OFFSET FROM EXTRUDER. In questa fase non occorre essere precisi: assicuratevi solo che il sensore sia più verticale possibile, giusto per aumentare la precisione della misura.
3. Sappiate che lo zero dell’asse verticale è l’ugello. Quindi il sensore più sollevato avrà una coordinata negativa: -below, +above [the nozzle]. Fate riferimento alla vista frontale nella figura.
4. Misurate adesso la distanza tra ugello e sensore sul piano orizzontale sui 2 assi X (sinistra-destra) e Y (fronte-retro). Fate riferimento alla vista dall’alto nella figura.
5. Anche lo zero dell’asse X è sull’ugello. Quindi un sensore a sinistra dell’ugello avrà coordinata negativa: -left  +right  [of the nozzle]. Questa distanza sarà identificata con X PROBE OFFSET FROM EXTRUDER. Nel mio caso misura -51mm (come già spiegato).
6. Analogamente lo zero dell’asse Y è sull’ugello. Quindi un sensore sul fronte dell’ugello (più vicino a voi se siete di fronte alla stampante) avrà coordinata negativa: -front +behind [the nozzle]. Questa distanza sarà identificata con Y PROBE OFFSET FROM EXTRUDER. Nel mio caso misura 20mm.

A questo punto è il momento di qualche regolazione (assicuratevi sempre che il sensore funzioni correttamente per evitare danni!!):

1. Tenete spenta la stampante.
2. Assicuratevi che i vecchi cari switch X e Z siano nella corretta posizione. Maggiore attenzione a quello dell’asse X, che deve poter scattare PRIMA che il supporto del sensore vada a sbattere sul bordo sinistro della stampante. Avendo aggiunto una nuova componente meccanica, la geometria del blocco estrusore è cambiata ed è necessario tenerne conto.
3. Mettete il carrello al centro del piatto (a stampante spenta i motorini non danno resistenza).
4. Accendete la stampante.
5. Alzate, se serve, un po’ il carello così da allontanarvi dal piatto e lavorare comodi.
6. In testa al sensore cìè una piccola vite: ruotandola si regola la distanza alla quale scatta l’interruttore. Al momento tenetela al minimo possibile.
7. Eseguite una HOME ALL (comando G28) degli assi: il blocco estrusore si abbasserà. Dovete fare in modo che scatti l’interruttore Endstop Z e NON il sensore. Cioè il motorino dell’asse Z NON deve fermarsi a causa della lettura del sensore, ma alla vecchia maniera, attraverso lo switch.
8. A questo punto regolate la vite del sensore fino a che non ci accende: cioè aumentate la distanza a cui scatta il sensore.
9. Eseguite di nuovo una HOME ALL degli assi: questa volta il motorino dell’asse Z si dovrà fermare a causa della lettura del sensore. Verificate che la distanza tra il telaio e lo switch endstop Z sia di circa 1-2 mm. In questo modo il sensore sarà in grado di fermare l’asse, ma nel caso non dovessere funzionare potrà sempre intervenire il vecchio caro switch (vedi figura).

Installiamo l’Arudino IDE

Come anticipato, il sensore di livellamento non è adeguatamente supportato dal firmware della Anet A8/A6. Per poter installare un nuovo firmware sulla propria stampante esistono diversi metodi alternativi: io preferisco usare l’IDE di Arduino, cioè lo strumento con cui si compila e si carica il software sulle schede Arduino. E’ possibile scaricarlo da questo link: Arduino IDE (disponibile per tutti i S.O.).

Ulteriore passo è scaricare la definizione delle schede Anet dal repository GitHub di SkyNet3D/anet-board disponibile a questo link (scaricate lo ZIP dal pulsante “clone pr download”). Si tratta dei files necessari all’Arduino IDE per dialogare con la stampante Anet.

Mettiamoci al PC:

1. Installate Arduino IDE secondo la procedura prevista dal poprio S.O..
2. Aprite la cartella in cui è stato installato l’Arduino IDE e posizionatevi nella sottocartella hardware (che contiene le definizioni di tutte le schede supportate). Il path dovrebbe essere Documents\Arduino\hardware su Windows oppure ~/Documents/Arduino/hardware su MacOS.
3. Aprite il paccchetto anet-board scaricato da GitHub e copiate la sua cartella anet nella cartella hardware dell’Arduino IDE (come nella figura).

Adesso verifichiamo che il dialogo tra PC e stampante avvenga correttamente:

1. Colleghiamo la stampante via Seriale/USB al PC
2. Accendiamo la stampante
3. Lanciamo Arduino IDE e verifichiamo che la scheda sia riconosciuta.
4. Selezioniamola scheda AVR: Strumenti > Scheda > Anet v1.0
5. Selezioniamo la porta seriale via USB a cui è collegata la stampante (varia da PC a PC)
6. Selezioniamo il programmatore: Strumenti > Programmartore > AVRISP mkII

L’ambiente è pronto per ricevere i sorgenti del nuovo firmware!

Configuriamo Marlin per la nostra Anet

Marlin è un firmware open souce ampiamente supportato, ottimizzato per stampanti 3D RepRap basate sulla piattaforma Arduino. Qui il suo sito ufficiale marlinfw.org. Il pacchetto può essere scaricato dal sito ufficiale (a questo link) oppure direttamente dal repository GitHub cliccando qui (scaricate lo ZIP dal pulsante “clone pr download”).

Scompattate il pacchetto ZIP in una cartella.

All’interno della cartella Marlin troverete una serie di files .h e .cpp. Si tratta dei sorgenti del firmware ed andranno compilati correttamente. Ma prima di tutto è necessario copiare i 2 files:

Configuration_adv.h
Configuration.h

presenti nella sottocartella di Marlin:

example_configurations > Anet > A6

nella cartella madre Marlin. Sovrascrivete quelle esistenti.

Ogni stampante è diversa dalle altre, ed ha bisogno di una configurazione ad hoc. Per fortuna sono disponibili molti files di esempio: quelli nella cartella Anet sono una ottima base di partenza e andranno a sostituire quelli di default. Ci servirà fare solo qualche piccolo ritocco.

Abbiate sempre l’accortezza di tenere una copia di backup di questi files, perchè conterranno tutti i parametri necessari al corretto funzionamento della stampante e non devono essere andare persi o essere modificati senza ragione.

Nel nostro caso specifico andremo a modificare esclusivamente il file Configuration.h. Sul sito di Marlin esiste una completa guida (disponibile qui), ma riporto qui le modifiche fondamentali con un po’ di spiegazioni a contorno.
Doppio click sul file Marlin.ino. Si aprià Arduino IDE e saranno caricati tutti i files sorgenti del firmware. Individuiamo il TAB Configuration.h, clicchiamoci sopra ed iniziamo l’editing (usate la funzione “cerca” per trovare le righe da editare):

Sezione SCARA Printer:

Commentiamo le seguenti righe per risparmiare un po’ di memoria (vedremo dopo perchè è necessario).

//#define STRING_CONFIG_H_AUTHOR "(Ralf_E, ANET A6 config)" // Who made the changes.
//#define SHOW_BOOTSCREEN

Decommentiamo la riga in calce. ogni volta che eseguo una compilazione cambio la stringa che vi compare tra virgolette, inserendo (ad esempio) data ed ora. Questa stringa è visualizzata sul display della stampante, e mi aiuta a capire se l’ultima versione della mia compilazione sia stata correttamente installata a bordo.

#define CUSTOM_MACHINE_NAME "Alex A6 181203 21:30"

Sezione Z Probe Options:

Decommentiamo la seguente riga: in questo modo specifichiamo che useremo un sensore fisso.

#define FIX_MOUNTED_PROBE

Cambiamo poi le seguenti righe (attenzione, ce ne sono diverse già commentate). Qui è necessario inserire esattamente i valori misurati precedentemente delle distanze tra ugello e sensore. Nel mio caso:

#define X_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER -51 // X offset: -left +right [of the nozzle]
#define Y_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER 20 // Y offset: -front +behind [the nozzle]

Questo è un passaggio delicato, e dovrete applicare un po’ di semplici calcoli geometrici. Commentate le righe attive per le chiavi X_BED_SIZE, Y_BED_SIZE, X_MIN_POS, Y_MIN_POS, Z_MIN_POS, Z_MAX_POS 230. Questi valori descrivono la geometria del piatto di stampa agli occhi del sensore e vanno inseriti in base alla sua posizione anche rispetto all’estrusore. Nel mio caso, avendo un sensore abbastanza distante dall’ugello, ho dovuto sacrificare una fascia di piatto sulla sinistra. Per evitare che il sensore vada a sbattere al telaio della stampante, ho dovuto fermare il carrello prima che l’ugello si trovasse sul bordo del piatto. Di conseguenza il piatto da 220x220mm, a causa della posizione del sensore, si è “ristretto” a 195x210mm (i valori cambiano da installazione ad installazione). Quindi nel mio caso abbiamo:

#define X_BED_SIZE 195
#define Y_BED_SIZE 210
#define X_MIN_POS 0
#define Y_MIN_POS 0
#define Z_MIN_POS 0
#define Z_MAX_POS 230

Decommentate la riga sotto: in questo modo specifichiamo che tipo di misure fare per modellare i sali-scendi del piatto. Usiamo il calcolo bilineare, che interpola una superficie attraverso la misura di 12 punti. Si tratta di un metodo veloce ed allo stesso tempo efficiente. Ovviamente ce ne sono a disposizioni altri, più o meno sofisticati:

#define AUTO_BED_LEVELING_BILINEAR

Nel caso in cui voleste fare dei test, e capire la qualità delle misurazioni del vostro sensore, potreste decidere (quindi è opzionale) di decommentare la seguente riga:

#define Z_MIN_PROBE_REPEATABILITY_TEST

In questo modo la stampante sarà in grado di accettare un comando G-Code M48 che produce (e stampa sul monitor del software PC) la deviazione standard dei valori misurati su un numero di campioni a piacere. In pratica spostate il sensore su un qualsiasi punto del piatto, date il comando M48 e la stampate effettuerà una serie di misure consecutive (qui la guida).

Sezione LCD and SD support:

Se volete potete cambiare la lingua del display. Per l’italiano così:

#define LCD_LANGUAGE it

ATTENZIONE a questo passaggio. Le schede dell’Anet hanno pochissima memoria. Il supporto per il sensore ne occupa abbastanza ed è necessario rinunciare a qualcos’altro, pur di riuscire a fare l’upload del firmware sulla stampante. Altrimenti non c’è abbastanza spazio!

Sfortunatamente l’unica cosa abbastanza “pesante” che possiamo eliminare è il supporto per la scheda di memoria. Commentando la riga in basso di fatto rinuncerete alla possibilità di stampare usando una MicroSD ed occuperete alla fine solo l’89% delle risorse disponibili. Sarete perciò costretti, per stampare, a passare sempre dal PC collegato via Seriale/USB.

//#define SDSUPPORT

Quello che posso fare è consigliarvi di provare a compilare mantenendo attivo il supporto (magari qualche scheda Anet è stata aggiornata), ma l’esperienza mi dice che questo passaggio doloroso va fatto.

Compiliamo e carichiamo Marlin

Prima di tutto verifichiamo che lo skecth compili corrttamente. Clicchiamo sul baffo verde, oppure dal menu Sketch > Verifica / Compila.

E’ molto probabile che, la prima volta, la compilazione si fermi con un messaggio di errore: è normale che manchino alcune delle librerie (ad esempio quelle per la gestione del display LCD).

Per risolvere basta accedere alla funzione di gestione delle librerie tramite il menu: Strumenti > Gestione Librerie… Fate una ricerca in base alle informazioni ricevute dal messaggio di errore e procedete all’upload delle librerie mancanti.

Una volta che la compilazione è andata a buon fine, collegate la stampante via USB e caricate il firmware. Dopo pochi minuti il display presenterà la nuova interfaccia (notate la stringa in basso sul display).

Calibriamo il sensore

Questi sono gli ultimi passaggi, necessari affinchè la calibrazione del sensore e le distanze misurate siano adatte allo scopo. Per fare questo dovrete usare un software per inviare comandi G-Code alla stampante. Io vi consiglio Repetier (qui il sito). Si tratta di un software gratuito, disponibile per tutte le piattaforme, molto leggero e con funzioni davvero avanzate. Permette, tra le altre cose, di muovere l’estrusore a step di 0,1mm (qui la guida dei comandi G-Code). Iniziamo la procedura:

1. Effettuare una Home ALL: attenzione, perchè adesso la posizione home non sarà nell’angolo in basso a sinistra del piatto. Ma il sensore sarà posizionato al centro del piatto (il sensore e non l’ugello!).
2. M851 Z0: impostiamo il valore della Z dell’offeset del sensore a zero: cioè la diffeenza di altezza tra ugello e sensore (sarà visibile dal display).
3. M500: salviamo tutte le impostazioni sulla EEPROM (la memoria permanente della stampante).
4. M501: carichiamo per sicurezza tutte le impostazioni appena salvate dalla EEPROM.
5. M503: stampiamo a verifica un rapporto di tutte le impostazioni correnti sulla console del software (Repetier nel nostro caso).
6. Scaldate l’estrusore ed eliminate eventuale materiale che si fosse solidificato sotto l’ugello

Questa sequenza serve per partire da una situazione “pulita” della stampante.

Continuiamo con:

1. Controlliamo che l’altezza dei due carrelli verticali (dei due motorini che gestiscono l’asse Z) sia perfettamente uguale. Controlliamo la tensione delle cinghie e stringiamo le viti del BED.
2. Livelliamo a mano il letto di stampa usando il foglio di carta. Non deve esserci attrito con il foglio, anzi sarebbe consigliabile usare un foglio più spesso. Lo scopo è avere un piatto abbastanza allineato ma sufficientemente distante dall’estrusore.
3. G28: effettuiamo una home di tutti gli assi (STEP 1 del disegno in basso).
4. G1 F60 Z0: abbassiamo l’estrusore fino allo Z reale, cioè la distanza a cui inizierebbe a stampare il primo layer (STEP 2 del disegno in basso). Non deve esserci attrito da foglio e ugello: se fosse così, abbassate il piatto a mano (tramite le viti) e ricominciate da (1).
5. M211 S0: normalmente l’estrusore non potrebbe andare più in basso di così. L’end-stop Z (nel nostro caso comandato dal sensore) impedisce al motorino di scendere ancora. Ma abbiamo necessità di abbassare l’ugello fino alla distanza ottimale dal piatto, per cui il comando M211 elimina la protezione software degli endstop così da permetterci di scendere sotto il minimo della Z.
6. Verifichiamo via-via sul display del software o della stampante le coordinate della Z.
7. Con i vari pulsanti di Repetier (o di altro software) effettuiamo spostamenti sull’asse Z a step negativi da -0,1 per abbassare l’estrusore, finché non ci sarà un po’ attrito sul foglio (facciamo scorrere diverse volte il foglio sotto l’ugello).  (STEP 3 del disegno in basso)
8. Una volta ottenuta la distanza ideale, leggiamo le coordinate dell’asse Z sul display del software o della stampante. Utilizziamo il valore ricavato: nel mio caso -1.2 mm (nel vostro sarà sicuramente diverso).
9. M851 Z-1.20: impostiamo il valore dello Z-Offset esattamente al valore rilevato a -1.20.
10. M211 S1: riabilitiamo la protezione software degli endstop Z.
11. M500: salviamo tutte le impostazioni sulla EEPROM
12. M501: carichiamo per sicurezza tutte le impostazioni appena salvate dalla EEPROM
13. M503: stampiamo a verifica un rapporto di tutte le impostazioni correnti sulla console del software
14. G28: Effettuiamo la Home.
15. G1 F60 Z0: abbassiamo per un ultimo controllo l’estrusore fino allo Z reale. Ci ritroviamo così nella stessa posizione dello step 3 nel disegno.

Tutta la procedura è servita per impostare il valore di Z-OFFSET. Per capire se sia davvero giusto è necessario fare qualche stampa.

Le piccole correzioni possono essere fatte direttamente dal display della stampante: Controllo > Movimento > Z OFFSET. Bisogna ricordarsi però di salvare le nuove impostazioni in EEPROM con M500, M501, M503.

Si stampa!

Siamo finalmente pronti.

Affinchè, prima di ogni stampa, venga effettuato l’autolivellamento è sufficiente inserire negli script iniziali, dopo il comando G-Code G28 (home all), il comando G29 (automatic bed leveling). Vedi figura di esempio in Simplify3D.

Da questo momento la stampante abbasserà e solleverà l’estrusore in funzione degli avvallamenti dell’hot-bend, garantendo la stampa di un primo layer uniforme.

Nel caso in cui l’estrusore dovesse risultare troppo alto o troppo basso, potete anche intervenire nel programma di slicing: ad esempio in Simplify3D esiste una sezione nel tab di configurazione G-Code chiamata Global G-Code Offset. Inserendo nel valore Z-Axis (in mm) un valore negativo, l’ugello si avvicinerà al piatto. Viceversa si allonaterà per valori positivi. Questo è un metodo rapido per calibrare al volo, magari per una specifica stampa, l’altezza dell’estrusore ad intervalli di 0.1mm.

Nel video in basso il risultato di un comando di auto-bed-level sulla mia Anet A6 a configurazione finita:

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Buone stampe!

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Piano di lavoro

Ci vuole un piano di appoggio: io ho recuperato un vecchio tavolo in plastica robusta da campeggio (reperibile anche su amazon a prezzi interessanti).

Possibilmente abbastanza grande (almeno 70x110cm): questo vi permetterà di organizzare le inquadrature in modo più libero (o di montare un “orizzonte infinito”) e nello stesso tempo di avere spazio ai margini per appoggiare un po’ di strumenti.

Ma ancora più importante è che il tavolo sia solido e pesante: cioè che non vibri con il movimento delle vostre mani: altrimenti i video vi verranno tutti mossi e tremolanti, anche quelli veloci in time-lapse.

Infine è altrettanto importante che il colore del piano di lavoro sia neutro: in alternativa (come faccio io) rivestitelo con una tovaglia a tinta unita (queste su amazon sono perfette), magari di gomma, del colore che di volta in volta riterrete sia il più opportuno. Fondamentale che la tovaglia venga fissata ai bordi e non faccia delle pieghe (utili dei ferma tovaglia come questi).

Tavolo rettangolare di plastica 120×70

Tovaglia Plastificata multicolore

Ferma tovaglia in metallo

Illuminazione

Ho attrezzato un piccolo angolino con tre lampade Tertial di Ikea (ma si trovano modelli equivalenti anche su amazon.it).

Alcune indicazioni di massima:

• 

  Un esempio di disposizione delle lampade per una illuminazione frontale uniforme

  E’ importante che siano disponibili almeno 3 fonti luminose: ad esempio due lampade principali frontali di pari potenza (una da piazzare a destra, l’altra a sinistra) + una lampada superiore meno potente che possa illuminare il soggetto (oppure il fondale) dall’alto in modo soft.

• Le lampade devono essere abbastanza potenti: ovviamente oggi (anche per risparmiare sulla bolletta) meglio orientarsi sul LED. Suggerisco una potenza equivalente tra i 70W ed i 100W (quindi la potenza effettiva tra i 9W ed i 14W ovvero tra gli 800 e i 1500 lumen). Una buona potenza di illuminazione vi permette di lavorare ad ISO bassi, risparmiare rumore ed evidenziare i dettagli.
• E’ fondamentale che tutte e tre le lampade abbiamo la stessa temperatura: possibilmente di colore neutro o bianco freddo, intorno ai 5500K: in questo modo potrete impostare manualmente il bilanciamento del bianco sulla camera ad un valore constante, ed avere una resa sull’immagine sempre uguale e molto controllata. Eventualmente se scattate in RAW potete correggere la temperatura in post-produzione.
• Tutta questa luce corre il rischio di disegnare ombre nette, scure ed affilate: la luca va ammorbidita e diffusa. Io ho foderato le lampade con della carta forno (fissata con del nastro). Chi è più esigente può acquistare alcuni filtri diffusori nei negozi specializzati.

Lampada da Tavolo Classica con Base e Morsetto

Lampada Da Tavolo Modello Architetto Colore Bianco

Equivalenti a 100 W, Luce Bianca Naturale Fredda

Ovviamente si trovano in commercio lampade e soluzioni dedicati alla illuminazione in studio, ma con un po’ di fantasia è possibile trovare soluzioni altrettanto efficienti e soprattutto a basso costo. Qui qualche idea più professionale:

Neewer Softbox 20x15cm

PMS Continuo Kit illuminazione Set 5500K

Softbox Kit Diffusori 5500K

Camera

Quando si tratta di scattare foto, non posso separarmi dalla mia fidata reflex con tanto di obiettivi professionali e solido cavalletto.

Quando si tratta di scattare video a camera fissa, considerando anche l’elevata compressione che vi applica YouTube, è possibile accontentarsi di risorse meno impegnative: personalmente uso una ActionCam (la GoPro Hero 4), ma esistono in commercio moltissime camere equivalenti (ed economiche), molto versatili.

Wimius 4K Action Cam WIFI

GoPro HERO4

Neewer 21-in-1 Accessori Kit

Il vantaggio di usare una ActionCam è che è possibile trovare facilmente moltissimi accessori per fissarla su qualsiasi tipo di superficie. Io ne ho fissata una ad un braccio di una lampada IKEA: ho smontato la lampadina e vi ho accattato la camera ottenendo così un supporto brandeggiabile e la possibilità di impostare l’inquadratura in modo totalmente libero sul tavolo.

Se volete fissare una action cam al supporto da lampada, potete improvvisare un attacco sfruttando i vari accessori tipici delle camere e qualche fascetta.

Oppure potete stampare la soluzione 3D progettata direttamente da CCWorld perfetta con le lampade da tavolo snodabili (tipo Tertial di Ikea). Il file per la stampa 3D è reperibile qui su Thingverse.

Analogamente, se volete usare un semplice cellulare, potete scaricare il pratico gancio per collegare un cavalletto al supporto GoPro compatibile.

Il file 3D per la stampa è reperibile qui su Thingverse.

FONDALE

Nel caso vogliate scattare foto in stile still-life vi serve una camera di luce come quella linkata più sopra o un fondale che possa simulare l’orizzonte infinito.

Le camere di luci sono molto pratiche e comodo, ma spesso sono troppo piccole ed è difficile lavorarci all’interno. Io ho trovato una soluzione più semplice ed economica.

Ho adattato un semplice telaio affinchè possa essere appoggiato direttamente sul tavolo.

Attraverso normali clip con la presa in gomma (come queste) fisso uno sfondo di plastica o di stoffa in grado di simulare l’orizzonte infinito.

In alternativa è possibile acquistare una soluzione già pronta come questa.

Qualche foto del mio set durante la ripresa di un video in time-lapse:

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The family of Minolta Hi-Matic cameras. Ediz. italiana e inglese su amazon.it

Continua la mia opera di recupero delle fotocamere analogiche con la quali ho avuto “contatti” in passato.

Minolta Hi-Matic F

La Minolta ha prodotto negli anni ’60 una linea di fotocamere consumer 35mm a telemetro dotate di un esposimetro automatico, uno dei primi: la serie Hi-Matic.

Queste camere sono diventate piuttosto note anche grazie a John Glenn che nel 1962 ne ha portata una nello spazio (in una versione appositamente modificata).

Nel 1972 Minolta produce poi la versione F (silver e black), dotata di un obiettivo Rokkor 38mm f2.7, piuttosto apprezzato per l’epoca: la macchina è compatta, ha qualche funzione in meno dei modelli della stessa serie, ma è sensibilmente più economia.

tabella dei numeri guida e della distanza per l’uso del fash

Queste le principali caratteristiche:

• Obiettivo: Rokkor 1:2,7 / 38mm (4 lenti)
• Films: film in 35mm da 25 a 500 ASA
• Esposizione: Esposimetro al solfuro di cadmio (CdS) accoppiato con l’otturatore (quindi richiede una batteria).
• Tempo di otturazione: 4 – 1 / 724 sec. (1 / 20 sec. Con flash) Seiko ESL Electronic.
• Mirino: telemetro semplice
• Flash: interno GN (7 – 56 in metri)
• peso: 360 g senza batteria
• Batterie:  2 x 1,35 V PX640 celle a mercurio.
• Dimensioni 113 x 73 x 54 mm
• Messa a fuoco minima: 0.8m
• Wide Rokkor 38mm f/2.7 lens with electronic shutter

Ho recuperato una versione del manuale (una serie di JPG frutto di scansione), ma ora iniziano i problemi:<mi sono fatto cambiare le guarnizioni e fatta fare una accurata pulizia, ma senza batteria la macchina è inutilizzabile: infatti non prevede controlli manuali per l’esposizione!

La batteria PX640 non è disponibile: la produzione di batterie al mercurio è cessato alla fine degli anni ’80 in tutto il mondo a causa dell’impatto ambientale (e per la sua tossicità).

Montare batterie sbagliate potrebbe comportare, nella migliore delle ipotesi, immagini sbagliate (l’otturatore non rispetterebbe i tempi). Il rischio vero è di rovinare l’esposimetro.

Batteria compatibile con la PX640

Ovviamente in commercio esistono batterie da 1,35V, ma qualcuno lamenta una differenza di ben 2 stop (sia nelle ombre che nelle luci) in fase di esposizione.
Qualcuno invece consiglia di utilizzare quelle da 1,5V ma di sovraesporre di circa uno stop: l’unico controllo disponibile è il selettore ASA della pellicola, che quindi va impostato leggermente più basso.

Se si conosce un fotoriparatore esperto, è possibile chiedere di far tarare il circuito esposimetrico per le recenti PX625 A da 1.5 V. Ma non è una cosa semplice a farsi.

Intanto cominciamo con il dire che le PX640 si trovano anche sotto le sigle:

PX640A / A640PX / EN640A / EPX640A / PC640A / LR52 / 1126A

La scelta apparentemente più semplice sarebbe acquistare questa batteria dall’inghilterra. A volte si trova anche su eBay. Ma una volta esaurita siamo punto a capo.

Esistono degli adattatori per pile moderne (come le LR44/AG13 o le MS76) di più facile reperibilità. Purtroppo sembra che siano tutti reperibili fuori dalla Comunità Europea e vanno magari cercate su eBay. E comunque è importante che questi adattatori utilizzino batterie da 1,5V abbassandone la tensione ad 1.35V: sembra sia una garanzia di buon funzionamento.

Si trovano in rete soluzioni per utilizzare anche le SR44 (1,55 V, argento), le LR44 (Alkaline, 1,5 V) o la 675ER (tipiche degli apparecchi acustici ma che durano però pochissimo)

Ad esempio è possibile costruirsi un adattore per le batterie SR44/A76 (qualcuno le ha montate di serie con la carta stagnola…);

oppure montare batterie 675 o le pile LR44/AG13 in un tubo correttamente tagliato per riportare il giusto spessore;
oppure le LR44 con qualche moneta da 1 cent; qualcuno sembra abbia utilizzato 4 x Varta V625U.

Ma la soluzione del mio fotoriparatore alla fine è stata questa:

Occorrente:

• Del nastro di carta
• 2 x pile LR44/AG13
• Un tubo di plastica del diametro esterno di 16mm ed interno da almeno 12mm (circa): vanno bene i tubi per le canaline elettriche che si trovano in ferramenta.
• Un pezzo di metallo.

Il procedimento è banale:

1. sovrapponete le due pile;
2. fissatele avvolgendole con il nastro di carta, in modo da creare anche lo spesso necessario;
3. inseritele in un pezzo di tubo tagliato alto circa 1cm;
4. Incastrate nel vano batteria il pezzo di metallo sagomato a “C” in modo da creare un ponte tra i contatti dell’alloggiamento di una pila.

Fatto. Avrete creato una pila da 3V in sostituzione di due pile da 1,35V e avrete modificato i contatti in modo da poterla far funzionare.
La macchina si accende. Da verificare gli effetti sull’esposimetro.

Vi farò sapere nelle prossime settimane.
E spero di postare anche qualche foto correttamente esposta!

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