Como funcionam os pianos eléctricos?

Como funcionam os pianos eléctricos? Como funcionam os pianos eléctricos?

Falemos de pianos eléctricos.

Se alguma vez deu por si a pensar como é que estes instrumentos comuns produzem som sem um único martelo ou corda, está no sítio certo. Os pianos eléctricos são como o primo fixe do piano de cauda tradicional - mais elegantes, mais versáteis e muito mais fáceis de transportar de concerto em concerto. Mas por baixo desse exterior polido encontra-se uma tecnologia fascinante em que a maioria das pessoas não pensa (mesmo aquelas que tocam há vários anos).

Por isso, neste artigo, vamos explicar tudo o que há para saber sobre pianos eléctricos. No final, saberá como é que estes instrumentos criam som, o que os torna diferentes do seu primo acústico e porque é que são imprescindíveis no kit de ferramentas de qualquer teclista moderno.

A história dos pianos eléctricos

Antes de entrarmos no assunto, vamos fazer uma pequena viagem no tempo, sim?

Antes de os pianos eléctricos se tornarem os instrumentos versáteis que conhecemos hoje, tiveram um início bastante humilde. A história começou no início do século XX, quando músicos e engenheiros começaram a experimentar formas de amplificar o som dos pianos tradicionais.

O objetivo era simples: criar um instrumento que pudesse ser ouvido por cima do ruído de uma grande banda sem exigir que o músico martelasse como se estivesse a tentar partir as teclas.

Primeiros desenvolvimentos dos pianos eléctricos

O primeiro verdadeiro avanço ocorreu na década de 1920 com o desenvolvimento do piano de cauda elétrico Neo-Bechstein.

Esta tentativa inicial de um piano elétrico utilizava captadores electrostáticos para captar as vibrações das cordas. Apesar de ser inovador, a qualidade do som não era a ideal e o instrumento nunca chegou a ser lançado.

No entanto, a semente do eventual piano digital tinha sido plantada.

Avançando rapidamente para a década de 1950, vemos o surgimento de instrumentos como o Wurlitzer e o Fender Rhodes - dois nomes que qualquer entusiasta de piano provavelmente conhecerá bem. O Wurlitzer, com o seu design baseado em palhetas, e o Rhodes, que usava dentes em vez de cordas, tornaram-se sinónimos do som de piano eletrónico da época. Estes instrumentos tinham as suas próprias vozes distintas, que se tornaram um marco em tudo, desde o jazz ao rock.

A evolução do analógico para o digital

Depois vieram os anos 80, uma década que assistiu a um enorme salto em frente com a introdução da tecnologia do piano digital.

O Yamaha DX7, embora tecnicamente um sintetizador, foi um dos primeiros instrumentos digitais a realmente ultrapassar os limites do que um piano elétrico poderia fazer. Apresentava síntese FM, que permitia sons mais complexos e realistas do que nunca.

De repente, os pianos eléctricos podiam imitar pianos acústicos com uma precisão surpreendente, ou seguir direcções sonoras completamente novas.

Com o passar dos anos, os pianos eléctricos digitais continuaram a evoluir. Os modelos actuais combinam o melhor de dois mundos: a sensação e o som autênticos de um piano acústico com a versatilidade e a conveniência da tecnologia digital.

Componentes básicos de um piano elétrico

Para perceber realmente como funcionam os pianos eléctricos, é necessário compreender as partes que os fazem funcionar.

Vamos dar uma olhadela aos componentes básicos que se juntam para criar os pianos digitais que conhecemos e adoramos.

Teclado e teclas

A primeira e mais óbvia parte do piano digital é o teclado. É aqui que a magia acontece.

Tal como um piano acústico, um piano elétrico tem um conjunto de teclas. Por vezes, imita um piano de cauda normal com 88 teclas, embora existam muitos modelos com menos. Estas teclas podem ser feitas de plástico, madeira ou uma combinação de materiais e, por vezes, são pesadas para imitar a sensação de um piano acústico. A forma como são sentidas é conhecida como a ação. Também pode ser descrita como a forma como as teclas respondem ao seu toque.

Alguns pianos eléctricos oferecem até uma ação de martelo graduada, em que as teclas mais baixas são mais pesadas, tal como num verdadeiro piano de cauda.

Sensores

Por baixo das teclas, há sensores.

É através destes pequenos elementos que o piano elétrico sabe que nota(s) está a tocar. Quando pressiona uma tecla, os sensores detectam não só o facto de a ter pressionado, mas também a força ou a suavidade com que a tocou, também conhecida como velocidade.

Estes dados são depois enviados para o motor de som, que os utiliza para gerar o som adequado. Quanto mais avançados forem os sensores, mais expressiva pode ser a sua forma de tocar. Alguns modelos topo de gama incluem até sensores triplos por tecla para uma deteção ultra-precisa, como a série Clavinova da Yamaha, as séries LX e HP da Roland e a série CA da Kawai.

Motor de som

É aqui que as coisas começam a ficar interessantes. O motor de som é o cérebro do piano elétrico. É responsável por gerar os sons que se ouvem quando se toca.

Há duas formas de o fazer: amostragem e síntese. Nos motores de som com amostragem, os pianos acústicos reais foram gravados (ou amostrados) em várias dinâmicas. Quando prime uma tecla, o motor reproduz a amostra correspondente. Os motores de som sintetizados, por outro lado, criam sons eletronicamente, oferecendo infinitas possibilidades para além dos tons de piano.

Iremos falar mais sobre estes dois tipos de criação de som daqui a pouco.

Amplificadores e altifalantes

Claro, de que serve um ótimo som se ninguém o consegue ouvir?

É por isso que os pianos electrónicos têm amplificadores e altifalantes.

O motor de som envia a sua saída para o amplificador, que aumenta o sinal, e depois as colunas projectam-no na sala. Alguns pianos eléctricos têm colunas incorporadas e outros não. No entanto, mesmo os que têm, muitas vezes oferecem a opção de ligação a altifalantes externos ou a um amplificador para um som mais potente e personalizável.

Alguns modelos permitem até ajustar a saída de som para se adaptar à acústica de diferentes ambientes.

Painel de controlo

Por último, mas não menos importante, temos o painel de controlo.

Gosto de pensar nela como o cockpit de um piano elétrico. É onde se encontram todos os botões e controlos deslizantes que permitem ajustar o som. Quase todos os pianos eléctricos e digitais têm painéis de controlo diferentes, embora normalmente encontre controlos comuns como volume, seleção de tom, efeitos (como reverberação ou chorus) e, por vezes, até opções de gravação e reprodução.

Embora o esquema possa variar, o objetivo é sempre o mesmo: dar-lhe controlo sobre todos os aspectos do seu som.

Como é produzido o som num piano elétrico

Agora vamos ver como os pianos eléctricos criam o som.

Tudo se resume a dois processos principais: amostragem de som e síntese de som. Em conjunto, estas técnicas permitem que os pianos eléctricos produzam uma grande variedade de tons, desde o timbre realista de um piano acústico até aos sons de outro mundo dos sintetizadores, órgãos e efeitos sonoros.

Amostragem de som

A amostragem de som é um pouco como criar um instantâneo de áudio de alta qualidade.

Por exemplo, se um fabricante de teclados quisesse injetar o som de um piano acústico real, gravá-lo-ia meticulosamente em diferentes volumes, desde o pianíssimo mais suave até ao fortíssimo mais alto. Cada nota seria captada em vários níveis dinâmicos para garantir que todas as nuances do som do piano fossem preservadas.

Estas gravações seriam depois guardadas na memória do piano.

Quando se toca uma tecla num piano elétrico com um motor de som com amostras, a amostra gravada correspondente é reproduzida através dos altifalantes. A intensidade com que se pressiona a tecla determina que amostra é activada.

Assim, se tocar suavemente, o piano reproduzirá uma amostra gravada suavemente e, se tocar com mais força, será activada uma amostra mais alta. Este processo cria um som altamente realista que imita de perto um piano acústico.

Síntese de som

Agora, a amostragem de som, que se baseia em gravações de instrumentos reais, é apenas uma parte da equação. Depois, temos a síntese de som, que gera tons eletronicamente.

Existem vários métodos de síntese, e seria necessário muito tempo para os analisar a todos, por isso, em vez disso, vamos apenas discutir alguns dos mais proeminentes.

A síntese de modulação de frequência (FM), como mencionámos com o DX7, é um dos métodos de síntese mais conhecidos. Funciona através da modulação de uma onda sonora com outra para criar tons complexos. Ao longo dos anos, tornou-se famosa pelos seus sons brilhantes e metálicos, que sem dúvida já ouviu em inúmeras canções pop dos anos 80.

Outro método é a síntese de modelação física, que utiliza algoritmos matemáticos para simular as propriedades físicas de um instrumento. Este método é ótimo para sons incrivelmente detalhados e dinâmicos, tornando possível replicar não só o som de um instrumento, mas também a forma como este responde a diferentes técnicas de execução.

Digamos que está a reproduzir o som de um piano de cauda utilizando modelação física. Quando se prime suavemente uma tecla, o modelo não só produz um som suave, como também simula a forma como as cordas de um piano real vibram subtilmente e a forma como os martelos batem nas cordas com menos força.

Se premir a tecla com mais força, o som torna-se mais alto e mais ressonante, tal como num piano de cauda real. Se utilizar o pedal de sustentação, o modelo simulará a forma como os amortecedores se elevam das cordas, permitindo-lhes ressoar durante mais tempo e até como as vibrações simpáticas de outras cordas contribuiriam para o som global.

Basta dizer que é muito pormenorizado.

Alguns pianos eléctricos também utilizam a síntese aditiva, em que os sons são criados através da adição de várias ondas sinusoidais, cada uma das quais representa um harmónico diferente do tom desejado.

Processamento digital de sinais (DSP)

Uma vez que o som é gerado, seja através de amostragem ou síntese, ele freqüentemente passa pelo Processamento de Sinal Digital (DSP) para melhorar sua qualidade. Com o DSP, podemos adicionar efeitos como reverb, chorus e EQ, que podem fazer uma enorme diferença na forma como o piano soa em diferentes ambientes.

A razão pela qual o DSP é tão poderoso é o facto de lhe permitir adaptar o som ao seu gosto. Quer pretenda um som de piano clássico e quente ou algo mais experimental, o DSP dá-lhe as ferramentas para afinar a saída.

Tipos de pianos eléctricos

Os pianos eléctricos e digitais existem em todas as formas e tamanhos. Vamos analisar os tipos mais comuns que irá encontrar e o que torna cada um deles único.

Pianos de palco

Os pianos de palco são a escolha ideal para músicos em atuação. Estes instrumentos musicais foram concebidos para serem portáteis, duráveis e versáteis, o que os torna perfeitos para actuações ao vivo. Ao contrário dos seus primos mais volumosos, são tipicamente leves e vêm com motores de som versáteis, efeitos personalizáveis e muitas entradas e saídas.

No entanto, muitas vezes não têm altifalantes incorporados, o que normalmente não é um problema, uma vez que são frequentemente ligados a sistemas de som externos.

A beleza dos pianos de palco é que também tendem a oferecer uma vasta gama de vozes, desde pianos de cauda clássicos a sons de cordas, órgãos e sintetizadores. Isto torna-os ideais para músicos que precisam de alternar entre diferentes tons rapidamente durante uma atuação.

Pianos verticais digitais

Se estiver à procura de algo que pareça e soe como um piano tradicional, mas que não ocupe tanto espaço nem exija tanta manutenção, um piano vertical digital pode ser a solução perfeita.

Estes instrumentos musicais foram concebidos para imitar o aspeto e a sensação de um piano acústico vertical, com teclas pesadas de tamanho normal e altifalantes incorporados que proporcionam um som rico e ressonante.

Os pianos verticais digitais têm frequentemente capacidades de gravação, várias predefinições de som e conetividade para auscultadores e outros dispositivos. São uma óptima escolha para uso doméstico, especialmente se estiver à procura de um piano que não precise de ser afinado e que possa ser tocado a qualquer hora do dia sem incomodar os vizinhos.

Além disso, têm frequentemente uma estética mais tradicional, o que os torna uma boa adição à decoração da sua casa!

Pianos híbridos

Os pianos híbridos são o ponto de encontro entre o acústico e o digital.

Estes instrumentos combinam os componentes físicos de um piano acústico, como martelos e cordas reais, com a tecnologia dos pianos digitais modernos. O resultado é uma experiência de tocar incrivelmente realista que capta o melhor dos dois mundos.

Quando toca um piano híbrido, obtém o feedback tátil de um piano acústico tradicional, mas com as vantagens adicionais das funcionalidades de um piano digital, como predefinições de som únicas, modos de reprodução silenciosa e a capacidade de gravar as suas actuações sem ter de instalar vários microfones.

É frequente encontrar este tipo de pianos em estúdios profissionais ou salas de concerto, embora sejam óptimos para qualquer pianista sério que pretenda a sensação autêntica de um piano acústico sem a necessidade de afinação ou manutenção regulares.

Vale a pena notar que podem ser mais caros, mas para aqueles que exigem o mais alto nível de realismo, valem cada cêntimo.

Teclados portáteis

Para músicos em movimento, os teclados portáteis são a melhor ferramenta. Foram concebidos para serem versáteis, o que os torna ideais para praticar, compor ou simplesmente improvisar onde quer que esteja. Os teclados portáteis existem em vários tamanhos, com diferentes números de teclas, e são normalmente muito mais leves do que outros tipos de pianos eléctricos.

No entanto, o facto de serem pequenos não significa que lhes falte potência. Muitos teclados portáteis estão repletos de funcionalidades, incluindo uma variedade de sons de instrumentos e de piano, acompanhamentos rítmicos e até ferramentas de aprendizagem incorporadas.

Recomendo-os para principiantes ou músicos que necessitem de um instrumento leve e económico que possam levar para qualquer lado.

Diferenças entre pianos acústicos e eléctricos

No que diz respeito aos pianos acústicos e eléctricos, ambos os tipos de pianos têm as suas próprias qualidades únicas, bem como a forma como produzem o som e lidam com o toque. Vejamos algumas das diferenças mais importantes entre os dois.

Mecanismo de produção de som

A diferença mais fundamental entre os pianos acústicos e eléctricos reside na forma como produzem o som.

Os pianos acústicos tradicionais são inteiramente mecânicos. Quando se prime uma tecla, é acionado um martelo que bate num conjunto de cordas, que vibram para produzir som. O som ressoa no corpo de madeira do piano, criando os tons ricos e cheios pelos quais os pianos acústicos são conhecidos.

Os pianos eléctricos, por outro lado, reproduzem estes sons digitalmente. Em vez de cordas, utilizam amostragem de som ou síntese de som, como já mencionámos.

Tocar e sentir

O toque e a sensação das teclas são cruciais para qualquer pianista, e esta é outra área importante em que os pianos acústicos e eléctricos diferem. Os pianos acústicos têm um peso e uma resistência naturais nas teclas devido à ação mecânica dos martelos e das cordas.

As teclas são normalmente mais pesadas nos registos inferiores e mais leves nos registos superiores, o que proporciona uma experiência de toque dinâmica.

Enquanto alguns pianos eléctricos e digitais têm teclas com peso ou ação de martelo graduada, a maioria dos pianos digitais utiliza teclas semi-pesadas.

A ação semi-pesada combina elementos de teclas ponderadas e não ponderadas. As molas são adicionadas às teclas, juntamente com um pouco de peso adicional, tornando-as mais rápidas e leves do que as teclas totalmente ponderadas, mas com mais resistência do que as teclas não ponderadas.

Em alguns pianos eléctricos e digitais, encontrará também teclas sem peso ou com ação de sintetizador, que são leves e sensíveis, tal como as teclas de um sintetizador ou órgão. Este tipo de ação é excelente para velocidade e facilidade de tocar, embora não tenha a resistência e a sensação de um piano acústico, o que o torna menos adequado para tocar piano tradicional.

Manutenção e durabilidade

Uma das maiores vantagens dos pianos eléctricos é a sua baixa manutenção. Os pianos acústicos necessitam de afinação regular, o que pode ser dispendioso e demorado, especialmente se o piano for deslocado frequentemente ou exposto a alterações de humidade.

As cordas, os martelos e outras peças mecânicas de um piano acústico também se podem desgastar com o tempo e podem necessitar de manutenção profissional.

Os pianos eléctricos ou digitais, por outro lado, não necessitam de afinação e geralmente têm menos componentes que se podem desgastar. Desde que sejam mantidos num ambiente estável e tratados com cuidado, podem durar muitos anos com um mínimo de manutenção.

Versatilidade e caraterísticas

Os pianos eléctricos e digitais destacam-se pela sua versatilidade.

Os pianos acústicos têm um som - embora bonito e complexo - mas é só isso. Os pianos eléctricos e digitais oferecem uma variedade de sons e funcionalidades que podem levar a sua música em inúmeras direcções. Quer pretenda mudar de um som de piano de cauda para um órgão elétrico, adicionar reverberação ou coro, ou até mesmo sobrepor vários sons, os pianos eléctricos e digitais dão-lhe as ferramentas para o fazer com apenas alguns toques nos botões.

Muitos pianos eléctricos e digitais também vêm com metrónomos incorporados, capacidades de gravação e opções de conetividade para auscultadores, controladores MIDI e outros dispositivos digitais. Isto torna-os incrivelmente versáteis para tudo, desde a prática à gravação e à atuação ao vivo.

O futuro dos pianos eléctricos e digitais

Os pianos eléctricos percorreram um longo caminho, e o ritmo da inovação não mostra sinais de abrandamento. A cada ano que passa, os pianos eléctricos e digitais estão a melhorar a um ritmo drástico, e muitos dos novos parecem aproximar-se cada vez mais dos verdadeiros.

Muitos estão mesmo a começar a ultrapassar os limites do que pensávamos ser possível.

Tomemos, por exemplo, os teclados MPE (MIDI Polyphonic Expression) como o Osmose e o Seaboard. Estes instrumentos únicos estão a redefinir a forma como interagimos com os teclados, permitindo um controlo incrivelmente matizado sobre cada nota. Em vez de simplesmente pressionar uma tecla, é possível pressionar, deslizar e modular cada nota independentemente, abrindo novas dimensões de expressividade que antes eram inimagináveis. Estão a mudar fundamentalmente a forma como pensamos e tocamos os instrumentos de teclado.

Ao mesmo tempo, os computadores estão a ficar mais rápidos e mais inteligentes, permitindo motores de som ainda mais sofisticados, integração de IA e opções de conetividade.

No final, o futuro dos pianos eléctricos e digitais é brilhante, e estou entusiasmado por ver como continuam a evoluir!

Dê vida às suas músicas com uma masterização de qualidade profissional, em segundos!