Amplificatore Steelphon Pioneer

PREMESSA

Nel lontano 1966, all’età di 15 anni, mio padre acquistò una Fender Stratocaster colore sunburst e un amplificatore Steelphon "Pioneer", un valvolare nato dalla mente di tal Ing. Ferrarotti di Torino.
In quegli anni gli amplificatori Marshall, Vox, Fender e Orange erano già conosciuti (forse non come oggi) ma il loro costo era nettamente superiore ai prodotti italiani, per cui la scelta ricadde su questo amplificatore che venne utilizzato per diversi anni (anni in cui, tra l’altro, il pedale originale si è perso e un wah-wah Vox made in Italy by JEN dell’epoca venne rubato!).


Steelphon Pioneer nel 1969 al Collegio Rosmini di Domodossola con pedale wah-wah JEN
Collegio Rosmini
Domodossola 1969
Steelphon Pioneer nel 1969 al Collegio Rosmini di Domodossola
Collegio Rosmini
Domodossola 1969
Steelphon Pioneer nel 1970 al Collegio Rosmini di Domodossola con Alberto Fortis alla batteria
Collegio Rosmini
Domodossola 1970
con Alberto Fortis
alla batteria



Col tempo il Pioneer è stato utilizzato sempre meno, e per alcuni anni è rimasto completamente inutilizzato, anche se mai dimenticato.
Verso il 1995 è stato ripreso per essere riutilizzato ma ovviamente il periodo di fermo non ha giovato a nessuno dei suoi componenti (soprattutto ai condensatori elettrolitici), e dopo circa 4 anni di scarso utilizzo è stato nuovamente abbandonato.
Ripreso nuovamente, sono stati sostituiti i potenziometri con altri di bassa/media qualità, poi è stato affidato alle "cure" di alcuni "tecnici" che lo hanno sempre un po’ rappezzato alla meglio ma senza farlo ritornare perfettamente efficiente come una volta.
Successivamente, al suo posto, è stato utilizzato un Behringer "GX112 Blue Devil" (no comment rispetto ad un ampli valvolare) per circa 5 anni. Nel frattempo anche il GX112 ha avuto bisogno di una sostituzione totale della cassa di legno realizzato col cosiddetto "legno nobilitato" (una specie di truciolato ma molto più fine come grana) perché per qualche motivo oscuro ha incominciato a emanare un’insopportabile odore di muffa che non si è riuscita in alcun modo ad eliminare: la cassa è stata ricostruita con pino di Svezia.

Dopo la ricostruzione del GX112 e capendo il valore che invece ha un qualunque amplificatore valvolare degli anni ’60, ho deciso personalmente di ripartire da zero restaurando completamente il Pioneer, sostituendo sia tutti i componenti della testata che i coni della cassa.
Devo aggiungere, però, che col senno di poi sono convinto di aver sbagliato a cambiare tutti i componenti, perché in questo caso si avrà certamente un amplificatore affidabile e dal dal suono deciso ma non avrà nulla a che fare con il suono vintage degli Steelphon Pioneer nati negli anni '60.
Se anche voi opterete per un restauro totale di un amplificatore vintage, controllate tutte le resistenze e condensatori non elettrolitici, e sostituite solo quelli fuori tolleranza con altri dello stesso materiale; i condensatori elettrolitici sostituiteli a priori. In questo modo avrete un amplificatore con suono vintage anche se forse leggermente meno affidabile.

RESTAURO CASSA

Il legno della cassa è rimasto originale tranne quello frontale su cui sono fissati i coni, per il quale è stato utilizzato un multistrato a 7 strati.
Il tolex è stato rimosso completamente e dopo una pulizia con diluente e lana d’acciaio di grana fine, sono state applicate 4 mani di turapori e 2 di vernice poliuretanica monocomponente: in questo modo il legno è stato completamente imbevuto di prodotto e dato che senza alcuna vernice si è mantenuto in ottimo stato per oltre 40 anni, sicuramente resterà integro per altri 40 o più.
Come è possibile vedere dalle foto, l’interno è stato rinforzato con doppie assi di pino di Svezia e piastre a "L" di grandi dimensioni. Così facendo la resistenza della cassa è diventata impressionante, di un rigidità unica quando sottoposta a qualunque tipo di spinta o sforzi.
Successivamente è stato riapplicato il tolex originale (utilizzando colla Bostick diluita con diluente per mastici e spalmata con pennello) per lasciare l’estetica quanto più originale e vintage possibile.
Tutte le viti, i perni, le rondelle e i dadi sono stati sostituiti con altri in acciaio inox (i dadi utilizzati sono tutti autobloccanti).
In fine sono state aggiunte 4 ruote per renderne più semplice lo spostamento dei suoi 35 kg di peso.

Il lavoro è stato eseguito in coppia con l'amico Alessandro Na: io mi sono occupato della parte elettrica-elettronica, e lui ha sistemato la parte legnosa della testata e della cassa (incluso montaggio dei nuovi coni).
L’amico Alessandro ha anche realizzato una copia di una Gibson EDS-1275 che, se sarà possibile, un giorno vedrete inserita in questo sito.

CONI CASSA

Per i coni si è scelto di acquistare una coppia di Celestion "Vintage 30" da 60W e 8 ohm di impedenza (dal sito www.lean-business.co.uk), sempre da 12 pollici come quelli originali (avremmo probabilmente preferito dei coni all'Alnico ma il costo era davvero troppo superiore :-( ).
Lo Steelphon Pioneer, come tanti altri amplificatori valvolari, ha la possibilità di spostare il filo positivo del jack di uscita su 4, 8, 16 ohm; in origine è saldato sul PIN da 8 ohm, infatti i coni originali possiedono un’impedenza di 4 ohm ciascuno, e collegandoli in serie si ottengono 8 ohm totali.
La scelta di acquistare coni da 8 ohm è stata presa per la possibilità di effettuare due diversi collegamenti:
1) in parallelo, ottenendo una resistenza totale di 4 ohm;
2) in serie, ottenendo una resistenza totale di 16 ohm.

Per la scelta dei coni, vi consigliamo di ascoltare due ottimi video di confronto tra diversi modelli Celestion (e non solo):
- il primo riguarda un confronto tra 4 modelli di Celestion: G12T-75, K100, G12H-30, G12 Vintage 30;
- nel secondo, sono presenti i Celestion G12T-75, G12H-30, G12M Greenback, Seventy 80, G12M-70, G12 Alnico Gold e altri modelli di altre marche.

RESTAURO TESTATA - LEGNO

La parte lignea della testa è stata trattata come la cassa (4 mani di turapori e 2 di vernice poliuretanica monocomponente). Inoltre le spalle laterali interne, che fanno da supporto allo chassis in alluminio, sono state rimosse e sostituite con altre in pino di Svezia.
Il tolex non è stato rimosso completamente ma solo rincollato nelle parti facilmente staccabili.
All’interno sono state aggiunte piastre in alluminio da 2 e 1 millimetro per isolarla da qualunque campo magnetico esterno.
Nella parte inferiore è stata installata la nuova unità riverbero Belton "BL2FB2D1B" acquistata contattando l’azienda tramite il sito ufficiale Belton.co.kr e arrivato direttamente dalla Korea.

RESTAURO TESTATA - PARTE ELETTRICA ed ELETTRONICA

Avendo già previsto un completo restauro anche per la parte elettrica-elettronica, ho deciso di cambiare tutti i componenti cercando di lasciare l’estetica più originale possibile.
Gli unici componenti che non sono stati sostituiti sono:
- trasformatore di ingresso,
- trasformatore di uscita,
- switch per la selezione del voltaggio della rete elettrica che include anche il fusibile principale,
- lampada di accensione,
- schede elettroniche,
- jack di uscita (per il momento),
- connettore DIN per i pedali,
- due fili verdi dell’impianto elettrico in quanto questo colore è di difficile reperibilità; sembra che non venga più prodotto nel normale settore industriale in quanto si confonderebbe con il "giallo-verde" che si utilizza per la messa a terra. Si Può comunque rivestire un qualunque filo con della guaina termorestringente verde oppure utilizzare un filo tipo vintage rivestito di stoffa verde.
Quindi sono stati sostituiti:
- tutti i componenti elettronici,
- tutto l’impianto elettrico (tranne i due fili verdi menzionati sopra),
- sockets (zoccoli) porta valvole come gli originali in materiale plastico e pin dorati (quelli ceramici non sono installabili per differenze dimensionali);
- jack di ingresso,
- potenziometri,
- switch a slitta,
- switch generale e switch stand-by,
- porta fusibile (si trova sulla scheda di alimentazione,
- manopole (quelle originali erano molto danneggiate),
- tutte le viti con altre in acciaio inox.
Il connettore/presa posteriore dell’alimentazione era già stato sostituito in passato con uno IEC C14 detto anche VDE.

Inoltre sono state apportate le seguenti modifiche:
- aggiunta di 2 connettori RCA per la misurazione del BIAS (questo ha comportato anche una modifica sulla scheda del finale);
- un jack femmina stereo collegato in parallelo al connettore DIN per il pedale a doppio interruttore, in modo da poter utilizzare un normale doppio pedale che utilizza un jack stereo.

I componenti elettronici sono stati dissaldati utilizzando un dissaldatore elettrico non professionale, e successivamente sono stati impiegati saldatore e treccia in rame dissaldante per eliminare ogni più piccola traccia del vecchio stagno. Per le nuove saldature è stato impiegato lo stagno Cardas "Quad Eutectic" Ø 0,8 (acquistato su E-bay da un americano), una lega di stagno, piombo, argento (circa il 3%) e rame. L'ho scelto perché l'argento migliora la conduzione elettrica, il rame dona maggiore resistenza meccanica alle saldature, e la temperatura di fusione molto bassa (bassa percentuale di pasta salda contenuta al suo interno: da un lato ha il vantaggio di non lasciare alcun residuo sulla scheda, dall'altro richiede una maggiore velocità di esecuzione della saldatura (in poche parola bisogna sbrigarsi a saldare). Per saldature più estese (come ad esempio gli spinotti) o per ripassarle, è consigliabile tenere sempre a portata di mano un barattolino di pasta salda.

Dato che le schede presentavano una grande quantità di vecchia pasta salda, sono state pulite con diluente nitro e lana d’acciaio sul lato dove non è presente il rame; sul lato dove è presente la pista di rame è stato utilizzato lo stesso diluente nitro e uno spazzolino da denti con setole dure.

La parte che ha richiesto più tempo è stata il controllo di tutti i componenti originali, nella quale mi sono aiutato con lo schema elettrico ridisegnato da Valerio "Valmer" che ringrazio infinitamente anche per alcune modifiche che ha apportato dietro mia richiesta in quanto rilevate direttamente su questo Pioneer.
In quest’altra pagina del sito IgorAmp.it è possibile vedere altri amplificatori Steelphon: attenzione perché per poter evidenziare i link cliccabili dovete utilizzare l’opzione "Seleziona tutto", presente nel menu a tendina "Modifica" del vostro browser di navigazione.

N.B.
Tutti i prodotti utilizzati sono di alta qualità, come ad esempio la colla per legno che non è stata la normale colla ma una colla simile a quella vinilica però a rapida essiccazione e contenente particolari resine che ne aumentano la resistenza, la durata e la velocità di essiccamento. Si tratta della Bindan-RS (tedesca): 800gr di questa colla costano circa 13 euro (novembre 2009). Qui potete leggere anche la scheda tecnica di questa colla.

Elenco dei valori originali di resistenze, condensatori, e diodi rilevati direttamente sull'amplificatore.
Per quanto riguarda i potenziometri, tutti i valori esatti sono stati trovati sperimentando alcuni valori e caratteristiche (lineari o logaritmici) diversi.

 

Due metodi per regolare il bias.


ALCUNE CONSIDERAZIONI SUL BIAS

ATTENZIONE
Sugli amplificatori valvolari sono presenti tensioni molto alte, mediamente intorno ai 450 volt, e anche dopo aver spento l’amplificatore e scollegata la spina di corrente, questi voltaggi permangono all’interno di alcuni grossi condensatori che andrebbero scaricati utilizzando una resistenza.
Per tanto se non avete alcuna esperienza con questi apparati, e non siete certi di cosa potete e di cosa non dovete assolutamente toccare, è consigliabile far regolare il bias da un tecnico esperto.
N.B.
Il sottoscritto non sapeva cosa era il bias fino a quando non ha deciso di restaurare questo amplificatore, e le regolazioni le ha sempre fatte da solo, quindi... fate voi ;-) , MA STATE SEMPRE ATTENTI!


In parole povere, il bias è il valore della corrente che passa tra anodo e catodo in condizioni di riposo, ovvero quando lo stand-by è disinserito (cioè nella posizione in cui si trova mentre si suona) ma non c’è nessuno strumento inserito.
Regolando il bias si decide in parte anche quanta potenza massima si vuole far erogare alla valvola, ma il suo valore non è standard o unificato, e il bello è proprio questo. Aumentando o diminuendo il valore di bias, si può decidere di far suonare l’amplificatore in modo leggermente diverso: con un valore basso il suono sarà più dolce e meno netto, con un valore alto si avrà un suono più crunch, “tosto” e netto.
Con un bias basso le valvole durano di più, ma in un amplificatore l’importante non è la vita delle valvole (ovviamente non bisogna fare in modo di doverle buttarle dopo un mese di utilizzo) ma il suo suono, anzi, sarebbe meglio dire il suono che noi vogliamo che lui abbia; anche per questo motivo alcuni preferiscono sbilanciare leggermente il bias tra i due rami di uscita.

Nel caso di questo particolare Steelphon Pioneer, il fatto che il circuito di massa di una coppia di valvole di fosse interrotto, ha determinato diversi, ma per fortuna brevi, surriscaldamenti dell’anodo di una delle altre due valvole. Aggiungendo il fatto che i componenti sono tutti nuovi e quindi devono ancora rodarsi, è possibile che il bias debba ancora assestarsi come si deve.

In questo momento (ore 10:00 del 17/GIU/2010) i dati rilevati sull’ampli, utilizzando un normale tester nelle prese di bias aggiunte, sono i seguenti:
- voltaggio rete elettrica di ingresso: 234 volt;
- tensione negativa rilevata sul potenziometro generale del bias: -20,3 volt (lo schema indica di settare tale valore a -25,0 volt ma leggete qualche riga più giù tutta la questione del “selettore del voltaggio d’ingresso”); - bias: 51,4 mA su ramo, 50,0 sull’altro ramo.

Ho riportato tutti questi dati perché un paio di ore prima la tensione della rete era di 240 volt, e sia il la tensione negativa, sia il bias, sia lo sbilanciamento tra le due coppie di valvole erano aumentati.

Da notare che il selettore del voltaggio d’ingresso posto sulla parte frontale dell’ampli, è stato posizionato su 280 volt anziché 220 volt, perché i voltaggi di uscita rilevati sulla scheda di alimentazione erano tutti maggiorati del 10-15% (con una tensione di rete di 235 volt). Lasciando impostati i 220 volt non accade nulla di grave, anzi, forse l’amplificatore suona meglio, ma per il momento ho deciso di tenere tutto “in sicurezza”; dopo un po’ di rodaggio lo imposterò su 220 volt e setterò nuovamente il bias per sentire come cambia il suono.

E’ risaputo che al variare della tensione della rete elettrica di ingresso variano molto anche i diversi voltaggi dell’amplificatore, e questo si ripercuote anche sul bias che, come già detto, non ha un valore standard.

Un altro comportamento del bias che ho notato è che mettendo e togliendo lo stand-by, esso impiega diverso tempo a stabilizzarsi, e questo tempo aumenta in base ai minuti in cui l’amplificatore è rimasto in stand-by. Probabilmente è una caratteristica o un problema dovuto alle valvole o altro, ma tutto si dovrà rivedere dopo un po’ di ore di rodaggio.

Quindi considerando tutte queste variabili (valvole finali forse un po’ danneggiate, componenti nuovi, rodaggio da terminare, tensione elettrica di ingresso variabile, stand-by) per il bias è 50,5 mA su ambo i rami con una tolleranza di +/- 0,5 mA.

Aggiornamento del 18/GIU/2010
In questo momento la tensione di ingresso è di 230 volt, la tensione negativa è di -20,0 volt, e il bias è di 48,7 mA.

Aggiornamento del 01/LUG/2010
Il trasformatore d'uscita è saltato, ho impiegato 4 ore per capirlo insieme all'aiuto telefonico del prezioso tecnico.
Dopo aver cambiato le valvole con delle JJ-Electronic si è notata subito una grande stabilità e facilità nella regolazione del bias, quindi la difficoltà nel regolarlo era causata dalle precedenti valvole ormai inesorabilmente danneggiate.
Dopo poco e di colpo, però, si è incominciato ad avvertire un rumore che ricorda il suono delle cicale: la prima operazione è stata quella di capire se potesse provenire da uno dei due rami dell'accoppiata di valvole, e si è riuscito a capirlo lasciando una sola valvola su quattro posizionandola prima su un ramo e poi sull'altro. Il rumore si avvertiva solo su un ramo ma condensatori e resistenze di quello specifico ramo erano integri. La prova finale è stata quella di invertire i due fili che collegano i due rami al trasformatore d'uscita: così facendo, il rumore si è trasferito sul ramo opposto.
Nei prossimi giorni verrà aperto il trasformatore e si cercherà di capire se il problema è superficiale e riparabile ripristinando l'isolante oppure sarà da sostituire o magari rigenerare con nuovi avvolgimenti.

Aggiornamento del 13/LUG/2010
Questa mattina sono stati inviati i due trasformatori per poterne costruire altri due nuovi con le stesse caratteristiche.

Aggiornamento del 23/LUG/2010
Non potendo rilevare con esattezza tutti i dati del trasformatore di uscita, e anche per mantenere lo stesso aspetto estetico, si è proceduto a ribobinare i trasformatori originali.
Per i voltaggi d'ingresso dalla rete elettrica, si è scelto di poter avere la possibilità di selezionare solo 230 volt e 110 volt, dato che i voltaggi che prima era possibile selezionare (125V, 145V, 165V, 280V) sono ormai inesistenti in tutto il mondo.
In origine il trasformatore era stato bobinato per la 220 volt, ma ormai questa tensione è stata sostituita dalla 230 volt.
Col senno di poi forse sarebbe stato meglio avvolgere il trasformatore per la 120 volt e non per la 110 volt (sempre per lo stesso discorso della 230 volt), infatti i moderni trasformatori vengono costruiti per essere alimentati con la 230 volt (o anche 240 volt) e 120 volt; vorrà dire che se un giorno questo Steelphon Pioneer dovesse suonare in America o Giappone, avrà forse dei voltaggi di uscita leggermente superiori.

Aggiornamento del 10/NOV/2010
Una volta installati i nuovi trasformatori lo Steelphon ha suonato per due serate all'aperto e durante le normali prove in sala. Non c'è stato più alcun problema! All'aperto, l'amplificatore ha suonato sempre al minimo del volume (la manopola si trovava in posizione orizzontale verso sinistra, quindi con un volume bassissimo). Il bias è sempre stabile, varia solo al variare della tensione della rete che si trova compresa tra i 220 e i 230 volt.
L'unico "problema" si ha con il volume oltre la metà, dove il volume non aumenta ma aumenta la distorsione, come de si trattasse di una distorsione naturale, ma per ora l'ampli resterà così, anche perché non è detto che sia un problema.
Appena avrò del tempo cercherò di capire qual è il valore esatto del potenziometro del Depth, che ha la funzione di regolare la quantità-intensità del tremolo.

Aggiornamento del 17/AGO/2011
Dopo circa 60 ore di funzionamento, il bias è risultato avere un valore di soli 32 mA per ogni coppia di valvola anziché circa 58 mA, che è il valore voluto dall'Ing. Ferrarotti e che era stato impostato un anno fa (il valore massimo per una coppia di EL84 è di 60 mA).
Questo vistoso calo è certamente imputabile al rodaggio di tutte le valvole ma anche a tutte le nuove resistenze e condensatori installati durante il restauro.
Per riportare il valore a 58 mA è stato necessario impostare nuovamente il potenziometro principale del bias a -25 volt (come indicato nello schema elettrico); ora il potenziometro risulta posizionato nello stesso punto di quando venne smontato prima del restauro. Il bias ora ha un valore di 58 mA con una tensione di rete di 230 volt. Durante una serata di musica in cui la tensione era di 238 volt è stato rilevato un bias di 60 mA.




Scarica tutte le foto del restauro legno testata (9,30 MB)





Scarica tutte le foto del restauro della cassa (8,84 MB)





Scarica tutte le foto delle schede restaurate (2,46 MB)





Scarica tutte le foto della modifica prese bias (2,86 MB)





Scarica tutte le foto del ripristino dell'optoisolatore (1,47 MB)





Scarica tutte le foto del riverbero Belton (0,67 MB)





Scarica tutte le foto della testa in origine (11,5 MB)





Scarica tutte le foto della valvola danneggiata dal bias al massimo livello a causa del circuito bias interrotto (0,69 MB)





Scarica tutte le foto dei vecchi e nuovi trasformatori (5,02 MB)



Ringraziamenti
Uno speciale ringraziamento va a Luigi Giannone di Lecce, che per sola passione (purtroppo) è, e non solo, un tecnico elettronico, restauratore di vecchie radio a valvole e anche costruttore di ampli per chitarre. Senza la sua grandissima disponibilità non avrei potuto risolvere i tanti problemi che ho incontrato a fine restauro, e soprattutto non avrei mai compreso fino in fondo perché questi ingombranti e pesanti apparecchi accompagnano ancora oggi la quasi totalità dei chitarristi di tutto il mondo.

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