Cum funcționează o cutie muzicală: de la manivelă la melodie

O cutie muzicală cântă fără electricitate, pentru că energia i-o dai tu. Învârtind manivela sau cheița, întinzi arcul, o bandă de oțel răsucită. Arcul vrea să se destindă și, prin roți dințate, rotește încet cilindrul, în care sunt înfipte știfturi mărunte. În fața cilindrului stă pieptenele: o plăcuță de oțel cu un șir de dinți subțiri. Știftul ridică un dinte și îl eliberează, dintele începe să vibreze și se aude o notă.

Melodia este, așadar, scrisă în știfturi. Locul unui știft de-a lungul cilindrului stabilește ce dinte sună, iar locul pe circumferință stabilește când sună. Înălțimea fiecărei note vine din lungimea și masa dintelui, nu din viteza de rotație. Învârtitul mai repede sau mai încet nu schimbă deci notele, cel mult tempoul.

Ce se întâmplă între rotirea manivelei și prima notă

Între rotirea manivelei și prima notă, energia trece prin mai multe piese. Pe fiecare dintre ele o găsești și într-o cutie muzicală veche, și în mecanismul unui kit, doar la altă mărime.

1. Arcul. Manivela sau cheița îl întinde printr-un clichet. Clichetul este un dințișor care lasă mișcarea să treacă doar într-un sens, de aceea când întinzi arcul auzi clicuri, iar arcul nu se desface singur înapoi.
2. Angrenajul. Arcul nu rotește cilindrul direct. Între el și cilindru sunt roți dințate care împart mișcarea astfel încât cilindrul să se rotească încet, iar o melodie să dureze zeci de secunde.
3. Cilindrul cu știfturi. La rotire, știfturile ating pe rând dinții pieptenelui. Știftul ridică un dinte, dintele alunecă de pe el și revine ca un arc.
4. Pieptenele. Fiecare dinte e ca un mic diapazon: eliberat, vibrează cu propria viteză, iar asta o auzi ca pe o notă. Vibrația trece prin pieptene în placa de bază și în cutie, care amplifică sunetul.
5. Regulatorul. Este un mic ventilator cu două palete care, prin angrenaj, se rotește mult mai repede decât cilindrul. Cu cât se rotește mai repede, cu atât aerul îl frânează mai mult, și așa păstrează tempoul melodiei.

Fără regulator, arcul întins s-ar destinde dintr-odată. Cilindrul s-ar învârti în viteză, știfturile ar lovi dinții în loc să-i ciupească ușor, iar melodia s-ar topi într-un sunet metalic scurt. De aceea cutia muzicală se oprește și când se oprește ventilatorul: tot angrenajul este legat și nimic nu se mișcă singur.

Ce stabilește ce melodie se aude

Două lucruri hotărăsc melodia: știfturile de pe cilindru și acordajul pieptenelui. Cilindrul este ceva ca o partitură rulată în cerc. De-a lungul cilindrului este înălțimea notei, pentru că fiecare loc stă în dreptul unui dinte. Pe circumferință este timpul: știfturile apropiate înseamnă note rapide, un spațiu mai mare o pauză mai lungă. O rotație a cilindrului cântă de obicei toată melodia, apoi o ia de la capăt.

Pieptenele stabilește ce note pot suna. Dinții lungi vibrează mai încet și sună grav, cei scurți vibrează mai repede și sună înalt. Pentru notele cele mai joase un dinte ar trebui să fie prea lung, de aceea sub capătul lui se fixează o mică greutate de plumb care încetinește vibrația. Numărul dinților este și numărul notelor pe care le poate cânta cutia: un mecanism mic cu 18 dinți cântă o melodie simplă fără acorduri, mecanismele mai mari cu mai mulți dinți pot cânta și un acompaniament.

Pieptenele nu a fost începutul muzicii mecanice. Cilindrii cu știfturi puneau în mișcare mecanisme muzicale cu clopoței de secole înainte. Ceasornicarul Antoine Favre-Salomon din Geneva a înlocuit în 1796 șirul de clopoței cu un pieptene de oțel, și astfel muzica a încăput într-o cutiuță. La sfârșitul secolului al XIX-lea au apărut cutiile cu discuri metalice interschimbabile, așa că o singură cutie putea cânta multe melodii. Mai târziu au fost înlocuite de gramofon, care nu scrie muzica în știfturi, ci într-un șanț; cum îl citește acul descrie articolul Gramofonul: cum transformă acul șanțurile discului în muzică.

De ce melodia sună altfel când învârți mai încet sau mai repede

Înălțimea notelor nu se schimbă nici când învârți mai încet, nici mai repede. Fiecare dinte vibrează mereu cu aceeași viteză, pe care i-o dau lungimea și masa lui. Se schimbă doar cât de repede vin notele una după alta, adică tempoul. Melodia sună atunci tărăgănat sau grăbit, deși cântă aceleași note. Ce se întâmplă exact depinde de felul în care manivela e legată de mecanism:

• Manivela întinde arcul. Învârtind mai repede, doar întinzi arcul mai devreme. Tempoul îl ține apoi regulatorul, așa că melodia cântă la fel indiferent cât de repede ai învârtit.
• Manivela rotește cilindrul direct, fără arc și regulator. Atunci tempoul îl stabilește mâna ta: învârtitul încet lungește melodia, cel rapid o grăbește.
• Arcul se descarcă. Un arc întins complet împinge mai tare, iar pe măsură ce se destinde, mai slab. Regulatorul micșorează diferența, dar spre finalul întinderii melodia poate cânta ceva mai încet decât la început.

La un tempo foarte lent mai observi un lucru. După ciupire, sunetul unui dinte se stinge treptat. Când următorul știft vine târziu, nota dinainte s-a stins între timp și melodia sună sacadat. Când o cutie cu arc cântă dintr-odată mai încet decât ar trebui, cauza este mai des frecarea din angrenaj decât un arc slab.

La ce să fii atent la model: cilindru, pieptene și angrenaj

Un model din lemn de cutie muzicală are de obicei mecanismul muzical ca piesă separată gata făcută, pe care o pui în model după instrucțiuni. Piesele din lemn din jurul lui transmit mișcarea la figurine sau la alte elemente mobile. Ce părți ale mecanismului vezi și ce se mișcă în timpul cântatului diferă de la un model la altul, așa că la fiecare pas urmează instrucțiunile modelului tău. La modelul terminat, observă aceste locuri:

• Cheița sau manivela. Învârte-o încet și urmărește rezistența. Dacă rezistența crește și când îi dai drumul auzi clichetul, întinzi un arc și tempoul îl decide regulatorul. Dacă mecanismul cântă doar cât timp învârți, tempoul îl controlezi tu.
• Cilindrul și pieptenele. Dacă mecanismul se vede, privește din lateral locul unde știfturile întâlnesc dinții. La notele joase se ridică dinții lungi de la un capăt al pieptenelui, la cele înalte cei scurți de la celălalt.
• Regulatorul. Caută un mic rotor sau ventilator care, în timp ce cântă, se rotește cel mai repede dintre toate. Nu-l opri cu degetul sau cu o unealtă: odată cu el se oprește tot mecanismul, iar paletele sunt subțiri.
• Angrenajul spre figurine. Urmărește roțile dințate care, din aceeași mișcare, rotesc o figurină sau altă parte mobilă. Când melodia cântă, dar figurina stă pe loc, o roată nu este angrenată. Verifică în instrucțiuni ce roți trebuie să se îmbine înainte să împingi cu forța.

Dacă mecanismul se înțepenește sau se oprește încet în timp ce cântă, nu căuta defectul mai întâi în mecanismul muzical. Cel mai des se freacă roțile sau axele de lemn din jurul lui. Cum găsești un asemenea loc descrie articolul Mecanismul se blochează: cum găsești frecarea și o elimini.

Modele cu mecanism muzical de asamblat

Întrebări frecvente