Der Klang der Saiten

Der Saitenhalter ist mit einem sensorischen Dünnschichtsystem ausgestattet. Es wandelt den Zug auf die Saite in digitale Steuersignale um Bild: Fraunhofer IST

Wie kann man das komplexe Spiel eines Gitarrenvirtuosen digital aufzeichnen? Eine spezielle Dünnschicht auf dem Saitenhalter macht das möglich: Sie funktioniert als Sensor und wandelt den Zug auf die Saite in digitale Steuersignale um.

Ingenieure vom Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST haben eine Sensortechnologie entwickelt, die komplexe Spieltechniken einer Gitarre in digitale Steuersignale übersetzt. „Damit lassen sich die mit den Fingern erzeugten Spielarten wie Vibrato und Bending genau erfassen", sagt Saskia Biehl, Leiterin der Gruppe Mikro- und Sensortechnologie. Der Clou ist eine Schicht namens DiaForce: Mit ihr ist der Saitenhalter beschichtet, jenes Bauteil, an dem die Gitarrensaiten im Korpus verankert sind.

DiaForce basiert auf amorphem Kohlenstoff und ist piezoresistiv. Das heißt: „Ändert der Spieler den Saitenzug, so verändert das den Druck auf die Schicht", erklärt Biehl. „Dies wiederum führt zu einer Widerstandsänderung, die über Elektroden auf der Schicht gemessen wird." Um die Saitenzugkräfte und damit die verschiedenen Spieltechniken genau und möglichst verzögerungsfrei erfassen zu können, haben Biehl und ihre Gruppe verschiedene Beschichtungsparameter und Kontaktmaterialien getestet.

Gute Resultate erzielten sie mit einem Saitenhalter, dessen DiaForce-Beschichtung 10 µm misst. Sie soll auch die Stärke der Saitenschwingung messen. Auf diese Weise ließe sich zusätzlich die Anschlagstärke und das Abklingverhalten digital abbilden – ganz gleich, ob der Spieler die Finger oder ein Plektrum zum Zupfen benutzt.

Als nächstes wollen die Fraunhofer-Forscher geeignete Verfahren entwickeln, um die DiaForce-Beschichtung als Zugsensorik für Gitarren kostengünstig in Masse produzieren zu können. „Außerdem können wir das Einsatzspektrum auf andere Musikinstrumente erweitern", sagt Biehl. Künftig könnten beschichtete Saitenhalter auch die Tonabnehmer bei elektrischen Gitarren ersetzen. Diese Pickups wandeln die Saitenschwingung in ein elektrisches Signal um und machen den größten Teil des Klangs bei der E-Gitarre aus. „Dafür muss die DiaForce-Schicht besonders empfindlich sein", sagt Biehl. „Daran arbeiten wir gerade."