A system for the analysis of the acoustic characteristics of violin plates

Violins are made by craftsmen, who are able to transform a simple piece of wood in a musical instrument with a complex shape. To do this, they must have a lot of experience and skills, but usually those are not sufficient. In fact, a violin maker uses tools that allow him to make an objective decision about its job: devices that calculate the violin frequency response and give details about the sound propagation inside it. These tools are not used in the past centuries when the violin was invented: the violin makers used to understand if a violin was made in the correct way by exploiting their capability and experience. As years go by, along with the technology evolution, the scientists gave them more and more tools, which improved and facilitated their job. Furthermore these instruments are very expensive and have not an easy and user-friendly interface too. The objective of this thesis is to project a system able to do all the tools mentioned above, but more accessible to a violin maker, both in practical and economic terms. The first phase of planning was studying the professional and certified devices used by the makers and listening to their requests. Then we set the project basis and found the correct hard- ware and software able to fulfill all the requirements. The results are very satisfying, because our low-cost system is able to reproduce the professional devices used by the makers and to integrate new applications. In fact, as we will explain in details in the last chapter, this project is just the starting point of a system that could improve the violin maker job.

I liutai sono artigiani che trasformano un semplice pezzo di legno in uno degli strumenti musicali a corda più complessi, il violino. Per realizzare quest’opera, il liutaio utilizza strumenti di misura che gli permettono di dare una decisione oggettiva su quello che ha creato, ovvero dispositivi che calcolano la risposta in frequenza dello strumento musicale e sono in grado di fornire i dettagli relativi alla propagazione del suono all’interno di esso. All’epoca dell’invenzione del violino, non esistevano ancora strumenti di misura di questo tipo: gli artigiani capivano se un violino fosse costruito nella maniera corretta utilizzando esclusivamente il loro udito e la loro esperienza. Col passare degli anni e con l’evoluzione della tecnologia, gli scienziati diedero loro sempre più dispositivi che permettessero di dare una decisone oggettiva sul lavoro svolto. Purtroppo si tratta di strumenti di misura molto costosi e con un’interfaccia non semplice. L’obiettivo di questa tesi è progettare un sistema che abbia le stesse funzioni di questi dispositivi, ma che sia ugualmente efficace e più accessibile sia in termini pratici che economici. La prima fase della progettazione verte sull’analisi dei dispositivi certificati già in uso ai liutai e sull’ascolto delle loro esigenze. Successivamente abbiamo scelto e progettato i componenti hardware e software. I risultati sono molto soddisfacenti, poiché abbiamo creato un dispositivo a basso costo che riproduce i sistemi certificati e può essere integrato con nuove richieste. Come verrà poi spiegato nel capitolo finale, questo progetto è solo il punto di partenza di un sistema che concorrerà ad ottimizzare il lavoro dei liutai.