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Analog Effects

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Detalhes sobre a produção dos pedais Plan-9

Aspectos técnicos de nossos pedais e componentes utilizados.



Desenvolvimento dos projetos


O que caracteriza os pedais Plan-9 é a recriação fiel dos do som de pedais antigos,  de efeitos que fizeram história no rock dos anos 60 e 70, principalmente pedais de fuzz, boost e octave.

Estes pedais são essenciais para o músico atual que objetiva a reprodução dessas sonoridades. Do  mesmo modo, são a alternativa preferida dos músicos que pretendem fugir da artificialidade e lugar comum dos efeitos digitalizados que dominam o mercado atual.


Para atingir este objetivo, no princípio nos defrontamos com algumas dificuldades. Primeiramente, a busca dos  projetos originais dos antigos pedais. Percebemos que grande parte dos esquemas disponibilizados na web são inexatos. Para contornar isso, adquirimos esquemas comercializados por empresas especializadas, e quando possível adquirimos unidades originais dos antigos pedais para estudo detalhado dos projetos. Por exemplo, para o desenvolvimento de nosso boost/overdriver Plan-9 Power Driver Si, estudamos uma unidade original de 1970 do boost Colorsound Overdriver, que serviu como modelo para a o projeto de nosso pedal:



Às vezes a própria empresa que produzia estes pedais ia modificando o projeto no decorrer dos anos. Este é o caso do pedal Colorsound acima,  bem como do bem conhecido Big Muff Pi, que teve mais de dez encarnações até hoje, desde seu lançamento pela Electro Harmonix no começo dos anos 70. Nestes casos, testamos diversas variantes até escolher a mais interessante,  que percebemos com as melhores possibilidades sonoras.
 

Além do esquema original, outros aspectos são observados, especialmente as especificações técnicas dos componentes utilizados no pedal original, especialmente transístores, diodos e capacitores. Observamos:

- se os fabricantes selecionaram estes componentes segundo algum parâmetro técnico;
- se eventualmente utilizavam componentes de valores diferentes dos mencionados nos esquemas divulgados;
- quais tipos de capacitores, diodos e transístores foram utilizados?
- havia originalmente um casamento dos transístores efetuado pelo fabricante?
- e se não havia, seria recomendável casar estes componentes? (o mesmo pode ser dito quanto aos diodos);
- qual ao valor da  bias recomendada para os transístores?
- qual o ganho hFE recomendado para
os transístores?

e outros aspectos semelhantes.


Porém, o esquema e as informações técnicas não possuem valor se não forem postas à prova. Para isso, no desenvolvimento de cada pedal Plan-9 montamos um protótipo  para testes reais de som.  Os protótipos permitem que  componentes sejam trocados sem a necessidade de soldas, agilizando a verificação dos resultados. Na verdade, trata-se do único caminho plausível para solucionar as questões apresentadas acima.  Durante o desenvolvimento de cada protótipo, num processo que pode durar meses,  os protótipos de estudo são levados ao estúdio de som e são feitos testes reais, eventualmente com a participação de outros músicos. 

Quando o projeto é concluído e o pedal passa a integrar a Linha Plan-9, o protótipo permanece como uma referência fundamental para a montagem de nossos pedais. Componentes fundamentais, como transístores e diodos, são encaixados e testados nos protótipos, para se realizar testes reais de som antes das peças serem soldadas definitivamente nos circuitos dos pedais de nossos clientes. Deste modo, nos asseguramos que o resultado da montagem vai estar de acordo com o alto padrão de qualidade que estabelecemos para a Plan-9.

Tipo de modificações presentes nos pedais Plan-9:

a) proteção contra rádio interferência,
b) filtragem de ruídos,
c) proteção contra ligações invertidas,
c) chave de tonalidades,
d) estabilização térmica dos transístores (nos fuzzes de germânio),
e) true bypass e led,
f) controles adicionais de ganho, volume master, chaves de tonalidade, trimpots internos

As mods variam de acordo com o pedal, e  apesar destas, sempre permanece o acesso ao som original do pedal antigo que inspira cada recriação.


__________
* O procedimento que envolve o estudo de um circuito para a obtenção do know how the sua fabricação é comumente denominado de 'engenharia reversa' ('reverse engeneering'). Na Plan-9 pensamos a engenharia reversa como uma espécie de arqueologia industrial, algo que é cada vez mais comum atualmente, à medida que os artefatos industriais vão se tornando referência de um passado remoto. A mesma prática é comum aos técnicos especializados em rádios e outros aparelhos eletrônicos antigos.


Componentes fundamentais

Transístores

Um dos segredos para reprodução dos sons dos antigos pedais é a utilização dos componentes corretos, principalmente os diodos, capacitores e transístores. No caso dos transístores, trata-se de componentes fundamentais, visto ser o transístor quem amplifica e distorce o sinal. A qualidade do som gerado pelo pedal é diretamente proporcional à qualidade dos transístores utilizados.

Existem diversos tipos de transítores vintage que são muito aprecisados atualmente, seja por sua qualidade excepcional ou por terem sido utilizados nos grandes pedais de fuzz dos anos 60 e 70.

Por exemplo, o Marshall Supa Fuzz de 1968 utilizava três  transístores Mullard OC75 de germânio* (eventualmente substituindo um OC75 por um OC81D, um OC76 ou um OC72).
Durante a pesquisa e os testes para nossa recriação deste pedal, constatamos que a personalidade e a qualidade sonora do original Marshall se perdiam se não fossem utilizadas essas configurações.

Por um outro lado, utilizando os transístores corretos foi possível recriar as qualidades notáveis deste pedal - seu longo sustain e belíssimos feedbacks;
sua pronta resposta ao controle de volume da guitarra, limpando gradativamente o som; seu um som agressivo, mas 'cremoso' e de grande riqueza harmônica - características do Plan-9 Suppa Fuzz Ge.
Alguns transístores de germânio de nosso estoque

Como era de se esperar, a maior dificuldade que enfrentamos na reprodução dos pedais dos anos 60 e 70 é a obtenção dos transístores, principalmente dos modelos de germânio, por tratar-se de uma tecnologia de produção de transístores que caiu em desuso já no início dos anos 70. Os transístores de germânio de boa qualidade, especialmente os OC (padrão europeu) praticamente inexistem no Brasil. Eles são encontrados no mercado internacional, sobretudo na Europa onde, além de raros, alcançam altos preços.

Principais transítores de germânio utilizados pela Plan-9 no momento
Pedais Plan-9 em linha que  utilizam estes transístores



Mullard OC76, fabricado na Grã Bretanha, NOS ** dos anos 60


Veja aqui variantes do OC76 de nosso estoque
(todos britânicos,
exceto o terceiro da dir. para a esq.)





66 Bender Ge
(descontinuado)

67 Bender MKII Ge



Mullard OC75, fabricado na Grã Bretanha, NOS anos 60








DSI*** OC81D







Bel Labs AC188 e AC187, fabricados nos EUA, NOS dos anos 70



Fuzz Stone Ge





Texas Instruments
CV7003,
(versão militar do OC44) fabricado nos EUA, NOS dos anos 70




Principais transítores de silício utilizados atualmente pela Plan-9 Pedais Plan-9 em linha que  utilizam estes transístores




Motorola BC109, NOS dos anos 80





Fuzz Mutante Si





Micro Electronics BC169, NOS dos anos 70







Power Driver Si
(descontinuado)






Mitsubishi 2SC828, NOS dos anos 70/80#





Super Wild Fuzz Si

Plan-Vibe





BC239






Rams Head Si



__________


* Sobre o uso de transístores de germânio e silício em pedais de fuzz: não é correto afirmar que transístores de germânio são superiores aos de silício. Neste caso é preciso considerar, entre outras coisas, a relação entre o circuito e o transístor  no qual é utilizado, além do objetivo sonoro. O Marshall Supa Fuzz, por exemplo, foi projetado para ttrabalhar com transístores de germânio, e o germânio demonstra todo seu potencial  nesse circuito,  oferecendo uma grande riqueza harmônica. 

Por um outro lado, há circuitos nos quais se prefere o transístor de silício, por ele satisfazer todas as expectativas em relação ao pedal. Mesmo em pedais vintage como o Fuzz Face e os Muffs da década de 70, o silício cumpre o que se espera dos pedais. Afinal foram estes fuzzes que Gilmour escolheu para gravar muitos álbuns do Floyd,  isso porque nestes circuitos ao menos, o silício não deve muito ao germânio.

Em termos muito gerais - e considerando que existem muitas exceções referentes ao que se segue) - podemos afirmar que transístores de silício oferecem mais ganho, mais estabilidade em relação à temperatura. e são mais confiáveis. Porém, podem soam mais ríspidos que os de germânio e são dados a interferências de rádio. Já o germânio possui menos ganho, soa ligeiramente mais macio quando saturado, porém oferece um pouco menos de definição de notas e seu ganho varia um pouco em relação à temperatura ambiente (mais calor = mais ganho). É errado dizer que o  transístor de ermânio oferece mais graves que o de silício - isso depende inteiramente de outros aspectos do circuito do pedal.

Porém, como afirmei, estes fatores dependem muito do projeto no qual os transístores são utilizados. A qualidade sonora também depende  muitíssimo da regulagem e da seleção dos transístores. Se um pedal de germânio está com a bias (com a regulagem dos transístores)  mal regulada e com transístores incorretos (não casados), não adianta ser de germânio, esse pedal vai soar muito mal.

** 'NOS' = 'New Old Stock': componentes novos provenientes de estoques antigos.

*** Estes são "New Stock": fabricados recentemente pela DSI - Discrete Semiconductor Industries na Alemanha.

# Nem todos os transístores 2SC828 deste lote possui o logo Mitsubishi (ex.), contudo trata-se desta marca e todo o lote possui a mesma qualidade sonora notável.



Seleção e testes de transístores

Testando transístores de germânio


Para recriar os pedais dos anos 70 não basta a utilização dos transístores corretos. Os transístores antigos, principalmente os de germânio, não se comportam tecnicamente como esperamos que o façam, não seguem  as especificações técnicas 'corretas' que lemos nos livros. São componentes inexatos, com características flutuantes, difíceis de serem analisadas.

Por exemplo, nosso pedal 67 Bender MKII Ge (que recria o Colorsound Tone Bender de 1967) cobra a utilização de três transístores de germânio, sendo dois OC75 e um OC81D (ilustração à direita). Estes transístores devem possuir certas características técnicas, principalmente um valor de ganho (hFE) ou potencial de amplificação tal para que o som fique excelente.

Porém, existe um problema que envolve a montagem de todo pedal com transístores de germânio. Geralmente, apenas cerca de 70% dos transístores OC75 adquiridos possuem o valor hFE ideal. Trata-se de uma porcentagem normal. Isso não significa necessariamente que 30% destes transísistores estão defeituosos, apenas que não  se prestam para a utilização no 67 Bender de acordo com as especificações que seu circuito exige.

P


Transístores de germânio na placa de
um Plan-9 67 Bender MKII
Geralmente 10% dos lotes de OC75 adquiridos apresentam problemas de vazamento (leakage) e instabilidade, ou seja, são suspeitos e devem ser descartados. Isso não se deve ao fato destas peças serem antigas (transístores não envelhecem), mas ao fato desta tecnologia  ainda ser muito nova e inexata nos anos 60, quando as peças foram produzidas.
 
Por estas razões, para produzirem resultados satisfatórios em pedais de fuzz, transístores de germânio devem ser rigorosamente testados. Os transístores defeituosos devem ser descartados, e as características técnicas dos transístores bons devem ser anotadas. Para isso elaboramos fichas para que na montagem dos pedais seja possível a escolha dos pares e tríades ideais para a criação de um circuitos de alta qualidade.

Como os  instrumentos de teste modernos (multímetros) são projetados para a medição de transístores de silício, eles são incapazes de efetuar a leitura correta do ganho dos transístores de germânio. Para sanar este problema, utilizamos um sistema próprio para testar os transístores de germânio, o que nos permite identificar com extrema precisão o ganho hFE e o vazamento de cada transístor.


Testando transístores de Silício


Não só os transístores de germânio precisam ser selecionados e casados, a maioria dos pedais vintage que levam transístores de silício também dependem de uma seleção prévia dos transístores e de outros componentes para a otimização de seu som.

É o caso dos pedais Plan-9 que levam transístores de silício.  Por exemplo, ao estudarmos o projeto do  Univox Super Fuzz (pedal que recriamos com nosso Super Wild Fuzz) ,observamos que um certo padrão de ganho hFE dos transístores 2SC828 japoneses incrementava a qualidade do fuzz e do octave, assim como alguns segredos na regulagem  do circuito e  no casamento dos diodos de germânio. Trata-se do mesmo cuidado que devemos ter para com os pedais de germânio. Os transístores e diodos também são testados nos protótipos antes de serem aprovados e soldados ao pedal que será enviado ao comprador.


Outros componentes

Diodos


Ainda em relação ao
Plan-9 Super Wild Fuzz, a alta qualidade do efeito octave-fuzz depende da utilização de um par de diodos de germânio OA90. Neste caso utilizamos a melhor procedência posssível, da marca Mullard, NOS dos anos 60.,de fabricação britânica.

Outros pedais Plan-9 que dependem muito da qualidade dos diodos para a timbragem são o Rams Head Si e Fuzz Mutante Si (diodo 1N914) e o Power Driver Si (diodo de germânio 
1N34A). Importamos o 1N34A dos EUA e os demais acima mencionados são importados da Grã Bretanha.


Diodos*
Tipo Pedais Plan-9 em linha que  utilizam estes diodos
1N914
Silício
Fuzz Mutante Si
1N914
Silício
Rams Head Si
Mullard OA90
Germânio
Super Wild Fuzz Si
1N34A
Germânio
Power Driver Si# 
#(temporariamente esgotado)
__________

*Não mencionamos nesta lista outros didodos de silício e germânio que estão presentes em pedais Plan-9, mas que não influenciam diretamente no timbre, apesar de cumprirem funções importantes como estabilização dos transístores em relação à temperatura e proteção do circuito contra inversão de polaridade.



Capacitores


Apesar dos transístores e diodos serem fundamentais, outros componentes, como capacitores também influenciam  bastante na qualidade do som.

Muito se tem se escrito sobre a utilização de capacitores na construção de amplificadores, pedais e guitarras. Em sua maior parte trata-se de mitificação sem base científica, e puro marketing de vendas. Não é possível dizer que um tipo específico de capacitor (poliéster, mica, schico, cerâmico, óleo etc.) é melhor que o outro, sem considerar que para cada aplicação um tipo específico de capacitor se faz necessário. Nos pedais Plan-9 temos isso em mente. - em cada projeto utilizamos capacitores específicos considerando:

Em primeiro lugar, seguimos os projetos dos antigos pedais que temos como modelo. Procuramos utilizar capacitores do mesmo tipo dos originais. Contudo, acatamos sugestões da literatura técnica e de nossa experiência. Se um tipo de capacitor deve ser substituído por outro para incremento dos timbres, não temos restrições  a este respeito. É melhor um aparelho confiável e com boa sonoridade, do que um aparelho absolutamente fiel ao original mas com limitações sonoras.

Estas escolhas, como em todo desenvolvimento de projetos Plan-9, se baseiam em testes reais de som
com guitarras e amplificadores , quando possível em volumes reais de banda. Julgamos que a teoria é fundamental, mas deve ser posta à prova no mundo real.

Utilizamos os seguintes tipos de capacitor:




1 - silver mica, da marca Xicon.
2 - poliéster metalizado. Este tipo de capacitor foi muito utilizado em pedais nos anos 70  pela Univox, Colorsound, Electro Harmonix e outras. É conhecidos nos EUA como 'chicle capacitor'.

3 - Siemen axial cilíndrico, NOS dos anos 80, é semelhante em projeto e sonoridade aos capacitores 'mustard' comuns nos pedais de fuzz dos anos 60.
4 - polipropileno da marca japonesa Xicon.
5 - poliéster metalizado, feito pela Philips no Brasil nos anos 70 e 80 (NOS). Estes capacitores correspondem em projeto e sonoridade aos antigos 'tropical fish' muito utilizados nos anos 70. A Siemens fazia capacitores semelhantes no Brasil nos anos 80, e eventualmente utilizamos desta marca.
6 - Poliéster metalizado, modelo comum desde os anos 60.
7 - cerâmico
8 - styroflex, NOS dos anos 80. 
9 - schico, NOS dos anos 70, época em que foi muito utilizado em pedais.
10 - poliéster metalizado tipo caixa, modelo usual atualmente, pouco utilizado pela Plan-9.

11 - poliéster metalizado da marca Ico.


Hardware


Jacks Switchcraft

1) Jacks Switchcraft*

Jack Belton
 
1) Jacks Belton*



CTS
                                        pot

2) Jack J4 com isolamento de fenolite

3) Potenciômetros CTS
4) Pots Constanta*

5) Toggle switch Margirius
6) Led mini olho de boi com
moldura metálica cromada


Chassis


7) Chassis de chapa de aço com pintura eletrostática
(texturizada ou lisa/ fosca ou brilhante) e serigrafia com tinta epóxi super resistente


Chassis Hammond de liga de alumínio fundido também
são utilizados em projetos da Custom Shop Plan-9
e no Plan-Vibe


8) Knobs
Knobs
a)Witch hat Fender b) Chickenhead c) Circular grande d) Circular pequeno


_____________________

* De acordo com a disponibilidade, utilizamos jacks J10 Belton ou Switchcraft.

*
* Também utilizamos potenciômetros Mouser, Alpha e SH.




Analog Effects

São Paulo / SP
Brasil
Técnico responsável:
Orlando "Fuzz" Ferreira
plan9pedals@yahoo.com.br