ゴミを使って伝説のエフェクターを作ってみる

先日、友達がギターのエフェクター「Little Big Muff Pi」を格安で購入したというので大変うらやましい気持ちになりました。

伝説のディストーションサウンド。ジミ・ヘンドリクスやカート・コバーンも愛用していたというファズ・エフェクター「Big Muff」。

温かみがあって濃厚なバイオリンのようなサウンドや、ジリジリと気持ちの良い轟音など、病みつきになってしまうようなサウンドを作り出すことができるエフェクターです。

私も Big Muff で轟音を鳴らしてみたい！

…という衝動にかられましたが、ジャンクに慣れてしまった者からすると 1 万円は高級品。買ったとしても、もったいなくて使えないに決まっています。

今回はそんな Big Muff (のようなもの) をゴミから作り出してみるお話です。

はじめに

Big Muff (ビッグマフ) は Electro-Harmonix 社が開発したエフェクターです。

ひとくちに Big Muff と言っても長年に渡ってリリースされ続ける中で様々なモデルが生み出されており、それぞれ回路も音も異なるらしいです。

そんな Big Muff の歴史については多くのサイトや書籍などで語られているのでそちらをご参考にしていただければと思います。

今回は Big Muff の中でも 1970 年代のモデルの中で最高のサウンドの 1 つと言われ、現在ではプレミア価格となっている第 2 世代の「Ram's Head Big Muff Pi」(ラムズヘッド) に注目してみたいと思います。

外部 The Big Muff Pi Page

回路図は上記のサイトに記載されている、「Ram's Head Big Muff Pi (Violet 1st Version)」というものを参考にさせていただきます。

部品を集める

部品をどうやって集めるか、最初にして最大の問題です。

とりあえず使えそうなゴミがないか、押し入れのダンボールの中を漁ってみたところ壊れた ATX 電源ユニットが出てきました。

この記事は安全を確保した上で撮影を行っています。電子機器の分解や改造は火災・感電の危険がありますのでご注意の上、ご自身の責任で行ってください。

冒頭から早速、感電の危険があるものが出てきました。

この ATX 電源ユニットは数年前に壊れてゴミとなっていたものですから、コンデンサは完全に放電されていますが取り扱いには注意していきます。

部品を集める 1

ATX 電源ユニットの種類にもよりますが、抵抗、ダイオード、トランジスタ、コンデンサなどがたくさん載っているのでこれらを取り外して部品を確認していきます。

部品を集める 2

壊れた ATX 電源ユニットなので部品も壊れている可能性はありますが、どうせゴミなので気にせず進めていきましょう。

必要な部品

先ほどご紹介した「Ram's Head Big Muff Pi (Violet 1st Version)」の回路図から必要となる部品を書き出してみました。

抵抗	個数
100Ω	3
560Ω	1
2.7kΩ	1
8.2kΩ	2
12kΩ	4
33kΩ	3
100kΩ	4
470kΩ	4
1MΩ	1

可変抵抗	個数
100kΩB	3

コンデンサ	個数
470pF	3
4000pF	1
0.01uF	1
0.1uF	8

ダイオード	個数
1N914	4

トランジスタ	個数
FS36999 (2N5133)	4

年代物ということで入手困難な部品もあります。普通に購入できる部品もありますが、当記事ではゴミを使って作っていくという過程を楽しむことを目的としていますので部品の購入はしません。

きちんとした回路図どおりの Big Muff というわけではなく、ゴミからなんとかして「Big Muff のようなもの」を作る遊びということでご了承ください。

ゴミから取り外した部品

トランジスタ C945 × 4

Big Muff の中でも最重要部品と言っても過言ではないのがトランジスタ。

トランジスタ C945 × 4

NPN 型のトランジスタ C945 を 4 つ取り外しました。ランクは P なので hFE は 200 ～ 400 です。

実機では FS36999 (2N5133) というトランジスタが使われていますが、この C945 で代用してみます。

データシートによると 2N5133 の hFE は 60 ～ 1000 とのことでかなりばらつきがあるようですが、実際は 200 程度らしいです。

ポイントソケットで実装しておいてファミコンのカセットのようにトランジスタを交換して音の違いを楽しむといった遊び方も面白そうですね。

ダイオード 1N4148 × 4

ダイオード 1N4148 を 4 つ取り外しました。ダイオードの違いは少しだけ音に影響があるとのことです。

実機では 1N914 というダイオードが使われていますが仕様的に近い 1N4148 でも代用できそうです。

たまたまですが、この 1N4148 も Big Muff のクローンでは使われることが多いらしいです。

コンデンサ 0.1uF × 8

音質的にフィルムコンデンサのほうが良いのでは？と思ってしまいますが、歴代の Big Muff はすべてセラミックコンデンサのもの、部分的にフィルムコンデンサのもの、電解コンデンサのものなど様々だそうです。

残念なことに ATX 電源ユニットに載っている 0.1uF のコンデンサは 5 つだけでした。

足りない 3 つは壊れたアンプのゴミから取り外しました。

コンデンサ 0.01uF × 1

0.01uF のセラミックコンデンサを 1 つ取り外しました。

0.01uF のコンデンサはセラミックコンデンサだけでなくフィルムコンデンサもありました。

この辺りはお好みで良いかと思いますが、なかなか順調に部品がそろっていってます。

コンデンサ 2200pF × 2

調子に乗ってきた矢先に問題が発生。

実機では 4000pF のコンデンサが 1 つ必要ですが、さすがにそのようなコンデンサは見当たりません。

ATX 電源ユニットから 2200pF のコンデンサを 2 つ取り外しました。

場所をとってしまいますがこれらを 2 つ、並列に接続することで 4400pF として代用してみます。

コンデンサ 1000pF × 4

このあたりから厳しい領域です。

実機では 470pF のコンデンサが 3 つ必要ですが、もちろんそんなコンデンサも見当たりません。

102、つまり 1000pF のコンデンサを 2 つ直列に接続することで 500pF として代用してみます。

こちらも 1000pF です。これらも直列に接続して 500pF として代用します。

ちなみに実機の 470pF の部分ですが、フィードバックされて来た音に対するフィルターとなっており、値が大きいほど高音域がカットされて滑らかな音に、値が小さいほどジリジリとクランチな音になるそうです。

コンデンサ 220pF × 2

500pF ぐらいのコンデンサがあと 1 つ必要ですが 1000pF のコンデンサももうありません。

仕方がないので 220pF のコンデンサを 2 つ並列に接続することで 440pF として代用します。

実機ですと、モデルによっては 430pF、500pF、560pF など様々あるようなので値を変えて音の変化を楽しんでみるのも良いですね、などと言い訳しつつ妥協しました。

これらの部品は ATX 電源ユニットで使われていたということもあって耐圧の高いものがほとんどですが、部品を代用したり交換したりする際には耐圧にご注意ください。

用意した部品

その他にもいくつかの部品が必要となります。

ここからは手元にあった部品、他のゴミから取り外した部品、ジャンク品などが出てきますが、なるべくお金をかけずに集めてみました。

抵抗

壊れた機器から取り外したものや電子部品のジャンク袋に入っていたものなどを適当に寄せ集めます。

回路図どおりのピッタリな値のものがない場合はなるべく値の近いもので代用したり、直列や並列に接続して値を調節したりしてみます。

写真に写っているものはその中の一部ですが、ジャンクな抵抗は値を確認するのもなかなか大変です。

ポイント抵抗は使うシーンも多いですし、それほど高いものではないので Amazon などで販売されている詰め合わせを 1 つ購入しておくのが良いと思います。

OSOYOO(オソヨー)金属皮膜抵抗器抵抗セット 10Ω~1MΩ 30種類各20本入り合計600本 (600本セット)
OSOYOO(オソヨー)
Amazon で探す楽天市場で探す

可変抵抗 × 3

手元にあった可変抵抗を 3 つ用意しました。

さすがにこれは壊れた ATX 電源ユニットの中には入っていないのでご容赦ください。

サステインとボリュームの可変抵抗は信号を減衰させるためのものなのである程度大きな値であれば 100k でなくても問題なさそうですし、A カーブでも良さそうです。

トーンの可変抵抗は要注意

トーンの可変抵抗についてはローパスフィルターとハイパスフィルターの混ぜ具合を調節するためのものなので、回路図のとおり 100k の B カーブを使用するのが良さそうです。

6.3mm モノラルジャック × 2

モノラルジャックも手元にあったものを用意しました。

ケースのサイズにもよりますが、なるべく小型のものを用意したほうが配線しやすそうです。

ちなみに、購入する場合は 1 個 100 円ほど。小型のものなら 70 円ぐらいです。

DC ジャック

壊れたアンプから取り外したものですが、AC アダプターが刺されば何でも良いです。

電池を使う場合は必要ありません。

実機は電池と AC アダプターの両方に対応していますが、今回は電池は使わず AC アダプターのみとします。

フットスイッチ 2 回路 2 接点

フットスイッチ 2 回路 2 接点 × 1 1

エフェクトとバイパスを切り替えるために使います。

エフェクトがオフのときに入力と出力を直結し、配線をエフェクト回路から切り離すことで完全にバイパスさせる、トゥルーバイパスという機能を実装します。

本来であればエフェクトの切り替えに 2 回路、LED の点灯に 1 回路が必要なので 3 回路 2 接点 (3PDT) のフットスイッチが理想的ですが、高価なので諦めます。

フットスイッチ 2 回路 2 接点 × 1 2

机の上で使うだけなのでトグルスイッチでも良かったのですが、たまたま 2 回路 2 接点 (DPDT) のフットスイッチが 330 円だったのでこれを使ってみます。

DPDT でトゥルーバイパスを実装すると LED の点灯に割り当てる回路が足りなくなってしまいますが、それは後ほど何とかしてみます。

プラスチックケース

ダイソーのタッパーなどでも良かったのですが、テンションを上げるためにタカチのケース SW-100B を使います。

ジャンク品で 108 円でした。

AC アダプター

センターマイナス 9V の AC アダプターもジャンク品ということで 110 円でした。

9V の電池でも良いのですが、自宅で遊ぶだけなので AC アダプター専用にしてみます。

センタープラスでも問題ありませんが、エフェクターってセンターマイナスが多いので揃えておいたほうが安全でしょう。

ノブ × 3

そして最重要アイテム、ノブです。

エフェクターの音質の 8 割はノブの品質で決まります。というのは冗談ですが、高品質なノブが付いているエフェクターってカッコイイですよね。

などと言いつつ、一番安いプラスチックのノブを用意しました。

組み立てる

部品がひととおり集まったのでこれらの部品を使って実際にエフェクターを組み立てていきたいと思います。

回路図を描く

その前に、集めた部品を使って実現できそうな回路図を描いてみました。

本物の Big Muff とはトランジスタやダイオードなどの部品が異なりますし、抵抗やコンデンサは直列や並列に接続して値を近づけた部分や近い値で代用した部分もあるので、どのような音が出るのか楽しみです。

というより、音が出るのかどうかのほうが心配です。

ハンダ付けする

ハンダ付けする 1

部品を直列や並列に接続して値を近づけた部分や、無駄に耐圧の大きいコンデンサを使っているせいでちょっと窮屈でしたがなんとか配線できました。

上手い人はもっとコンパクトに、そして基板に直接、可変抵抗を取り付けるなどで、もっとシンプルに作られているようです。

ハンダ付けする 2

裏側はこんな感じでほとんどの部分をハンダブリッジを使って配線しています。

ハンダの消費量が多いという欠点はありますが、配線が楽なのと修正も楽なので私は大抵この方法を使っています。

すでにお気づきかもしれませんが、実は作業中にコンデンサがモゲてしまい、220pF の 1 箇所と、0.1uF の 2 箇所を同容量の別のコンデンサに置き換えています。

冒頭でご紹介したコンデンサと色が変わっていますが同容量、回路図にも変更はありませんのでご了承ください。

失敗しないために

回路図を見るとわかりやすいのですが、Big Muff は回路図の左から順に以下の 5 つのステージに分かれています。

インプットステージ (信号の増幅)
第 1 クリッピングステージ (ディストーションとクリッピング)
第 2 クリッピングステージ (ディストーションとクリッピング)
トーンステージ (ローパスフィルターとハイパスフィルター)
アウトプットステージ (信号の増幅)

1 度にすべての回路を配線してしまうと音が出なかったときに原因を調べるのが大変なので、ステージごとに配線をしつつ、壊れても良いアンプやスピーカーなどに接続して信号がきちんとそのステージを通過しているか確認しながら配線すると後戻りが少なくて済みます。

ケースに収める

何も考えずに適当にケースに穴をあけてしまったことと、6.3mm モノラルジャックが大きすぎたことが災いして、ギリギリ蓋が閉まるかどうかといった感じです。

ケースに収める

回路図にはありませんが、下のほうがスカスカだったので左下あたりに電源ノイズ対策のデカップリングコンデンサとして 470uF の電解コンデンサと 0.1uF のセラミックコンデンサを並列で付けています。電池を使う場合は必要なさそうですが、電源ノイズが気になる場合はお好みでどうぞ。

外観を作る

エフェクターの外観は非常に重要な要素ですが、今回はお金をかけずにいつもの方法で適当にデザインします。

デザインする 1

セリアで購入した、自由な文字列のスタンプを作れる「お名前スタンプ」という商品です。

スタンプのゴムの部分がアルファベットのすべてのパターンになっていて、ハサミで切って組み合わせることで文字列をスタンプできる仕組みです。

ゴム部とホルダー部は別々の商品なので、それぞれ 100 円です。

このスタンプを使ってノブや端子の名前を書いたシールを作ります。

デザインする 2

そして、A 型の人に怒られそうな貼り方で適当に貼り付けます。

デザインする 3

電源を入れる

電源スイッチのような便利なものは付いていないので、AC アダプターを接続すると電源が入った状態になります。

LED は回路図には含まれていませんが、適当な値の抵抗を挟んで DC ジャックに直結しているだけなので、AC アダプターを接続すると LED は点灯しっぱなしでエフェクトのオン・オフとは連動しません。

電源を入れる

とりあえず音が出ればこれで完成です。

ミレニアムバイパス回路を実装する

今回は DPDT、2 回路 2 接点のフットスイッチを使ってトゥルーバイパスを実装したので、エフェクトのオン・オフに LED を連動させるには回路が 1 つ足りませんでした。

トゥルーバイパスを諦めて普通のバイパスにすれば LED を連動させることはできるのですが、入力をエフェクト回路から切り離すことができないのでバイパス時の音質が劣化してしまいます。

しかしながら、世の中にはすごい人がいるもので、DPDT でトゥルーバイパスと LED の両方を実装できる「ミレニアムバイパス」という回路を考えた人がいるそうです。

外部ミレニアム・バイパスに挑戦！ギター・エフェクターの自作改造【松美庵】ミレニアム・バイパスに挑戦してみよう。

海外サイトが情報元らしいですが、残念なことに情報元の記事はリンク切れになっているようなので上記のサイトを参考にミレニアムバイパス回路を実装してみます。

ミレニアムバイパス回路を実装する 1

参考サイトでは、海外サイトの回路をアレンジして入手しやすい FET の 2SK30 を使われているようです。

もちろんそのようなものも手元にないので、たまたま手元にあった K246 という FET で代用してみます。

ダイオードはここでも壊れた ATX 電源ユニットから取り外した 1N4148 を使います。

ミレニアムバイパス回路を実装する 2

わざわざ基板を使う必要もなさそうですが、基板の切れ端が余っていたのでこんな感じに接続してみました。

LED に接続する部分には適当な抵抗を直列で接続して明るさを調節します。

参考サイトでは 2.2k となっていますが、たまたま見つかった LED が高輝度の青色 LED だったので、6.8k の抵抗を接続してだいぶ明るさを抑えました。

これでフットスイッチに連動して LED が点灯するようにはなりましたが、オフの状態でも薄っすら点灯しているようです。

これはこれでスイッチがオフの状態でも AC アダプターが接続されているかどうかがわかって便利な気もしますが、気になる場合は上図のように R2 の部分に抵抗を入れることできちんと消灯できるようになりました。

R1 の抵抗は高輝度の青色 LED を使ったので 6.8k と大きめになっていますが、普通の LED を使う場合はもっと小さなもので明るさを調節してください。

消灯できない場合は抵抗の値を調整すると上手くいくかもしれません。

ミレニアムバイパスはエフェクトの切り替えに 2 回路を使いつつも、エフェクトがバイパスされたときにエフェクト回路の出力を先ほど作った制御回路に接続し、その電圧を利用してエフェクトのオン・オフを検出するようです。

配線はこんな感じです。

ミレニアムバイパス回路を実装する 5

しかしながら、このミレニアムバイパス回路、私の制作した回路ですときちんと動作しているようですが、微小な電圧を使ってオン・オフを検出する仕組みのためか、部品や回路によってはうまく動作しないという情報もあるようなので、そういった場合は諦めて 3PDT のフットスイッチを購入したほうが無難かもしれません。