How to make contact microphones cheaply out of piezo buzzers

[Piezo Contact Mike soldering at a workshop in Haparanda, Sweden.] I have been constructing musical instruments since about 1990, and with increasing opportunities to play them in public, I have come across the first obvious obstacle: How to make the sound you want without having to construct a very large resonator for each instrument, especially if you want to bring as many as possible? Furthermore, when you travel by air, how to keep the weight down to avoid the stupid 20 kg-limit (or even less in many cheap airlines like fucking Ryanair, the World’s most hated airline, who even charges for it!)?

[Piezo Contact soldering in Haparanda, detail.] One answer is the contact-microphone. The contact-mike has some drawbacks, but I would say more possibilities than if you don't use it. It actually adds new dimensions to the music, makes possible all kinds of electronic treatment and signal processing, you can decide more freely about your volume (you don't have to be loud unless you choose to be) and timbre (you can get out more painful attacks in the treble and more power in the bass) but of course you limit yourself one step towards trusting electronic technology, like it or not.

Workshop at Fylkingen 2010 Then the next question is, how to keep the cost of these mikes down? This is more difficult. After having consulted lots of collegues on the field, the smartest thing to do seemed to be to invest in a stock of piezo buzzers (the kind of little "loudspeaker" element that says beep or something like that in much electronic equipment and many toys). With these, it's quite easy to make your own contact mikes, with just a little basic soldering technique.

Workshop at Fylkingen 2010This sounds easier than it is, actually, since the electronic companies that normally sell them, usually do so to large workshops and in amounts of thousands or at least hundreds. Otherwise they are quite unwilling to break up new packages. However, if you try to spread the word and go together 10 people or so, you should be able to get a satisfactory amount to start from. (In some countries though, like poland, you can be lucky and find small shops where they sell small quantities.)

Workshop at Fylkingen 2010 The piezo contact mike can also be a solution if you want to record things under water or other wet conditions. Check out Nicolas Collins' Hacking Tutorials for an instruction of a way to do it. Once, I made a contact mike for swallowing and amplifying the sounds of the stomach. I covered it in silicon glue, which is non-toxic, strong and resistant to acids. It worked really well, read here about, and see clips from that performance.

This web page intends to collect experiences and opinions from active musicians using this technique, to work as a point of departure for anyone interested in constructing their own musical universe of piezo mikes. If you have something to add to these experiences, please send me a message and I'll put your commentary (or link to a better or complementary page) here for the benefit of the whole piezo mike community!

I have heard that the people in Kapotte Muziek (NL) have a web site about making your own piezos but I haven't found it yet. If you do, please send me info about it!

Experimental Musical Instruments (California) are selling contact pickups of different kinds. Many of these are quite expensive commercial products, though. They also sell a book By Bart Hopkin, "GETTING A BIGGER SOUND Pickups and Microphones for your Musical Instrument" which should answer a lot of questions.

Also check out Crank Sturgeon's (Maine) contact mikes that he sells. He specializes in mikes that can take very rough treatment.

Short description of how to do (as far as my experience tells me):

Once you solved the problem of finding piezos (ordering from an electronics company or breaking it out of any used toy, singing congratulations card or other electronic thing that makes a sound) you have to connect the piezo to a chord, and the chord to a plug.
There are probably better descriptions of how to solder elsewhere, but if you're a novice, what you should at least know is this:
- Find a soldering iron that makes not much more than around 300° Celsius. Since this is only controllable on quite expensive ones, on cheaper ones (that also work pretty well) it is a question of finding/using the one with the least Watts. I have found as low as 15 W, but it works with 30 or a bit more too, if you work quickly and carefully. The smallest elements are incredibly thin and difficult to solder on without bending them or burning through the thin ceramic coating on top of it, so I suggest you start with a bigger type of piezos, or to be even more safe, use ones that have leads already soldered on. They are sometimes sold like that, or they will be if you break them out from a toy or sound making gadget. Mounted in gadgets, or when you buy them from a store, they are often encapsulated in a small plastic container. In that case, you have to carefully break them out of the capsule and hope not to destroy them in the process.
- Preferably use shielded audio cable (like from an ordinary jack guitar cable, or sometimes called microphone cable. In any case, it should be a single hot lead in the center and a "stocking" net around it (this reduces noise). Carefully strip the outer plastic insulation a few cm from the end, trying to avoid cutting any of the threads in the "stocking" as much as possible. Carefully "comb" them out so you can collect them on the side in a neat bunch. Then strip the center lead insulation a bit shorter from the end so there won't be any shortcut between the leads. Sometimes there's a black (?) extra insulation around the inner insulation. Be careful that this doesn't come in contact with the "hot" center lead since it is not completely insulating. Don't have more naked metal than necessary.
- The principle in soldering is totally NOT like glueing. You have to warm up where you want the solder to go, since it moves to the hottest place. Smaller things are quicker to warm up, so concentrate on the bigger elements. The result should be that the solder should spread out well to make a contact, it should NOT look like small metal balls – that's called "cold soldering" and will easily break if it makes any contact at all.
The "stocking" should be soldered to the brass plate on the side, with no solder touching the central piezo coating. The center lead should be soldered to the central ceramic piezo element, and this is the critical part of the process since you will easily burn through it and risk to make a shortcut. However, since I'm a real amateur myself, I've made my share of ugly solderings but surprisingly, many of them seem to work anyway (and some do not work without any apparent reason ...). So don't give up until you tried it in an amplifier!
- Now, the hard part is over. To the other end of the cable: Choose the plug suitable to your needs: a male jack with a longer cable if you want to plug it in directly into an amp, a shorter cable with a female jack if you want to mount it permanently into an instrument and plug in your separate cable whenever you will play. In any case, the "stocking" should be connected to the sleeve and the hot center lead to the tip. It's also possible to use RCA or XLR plugs if that's better for you. Everyone does it at least once - but try to remember to put the case (preferably made of metal) over the cable BEFORE you solder the plug! Otherwise you wasted your valuable soldering time.
- Plug in and try!
- If you have lots of cheap piezos, I recommend you to glue the mike solidly on the center resonating part of your instrument or sound making object. If you're unsure of where to put it, try different spots with tape or clamping. Don't hold it with your finger, it will hum since your fingers will shortcut the mike.
- If you want to have one mike and change objects, you have to clamp it or use tape. Just remember to turn down the volume when you move it!
- In my experience and that of many others, pre-amping (e.g. through a mixer) the signal before processing it is recommended. Then the stronger initial signal will give less noise.
- If you're into exploring the sound potentials of contact miking objects (which you will be once you start discovering the microscopic world of contact mikes!), the quickest and very reliable way to check a potentially useful sound object out is to put it into direct physical contact with your ear. Press it firmly to your ear and scull bone and then scratch, tap etc the object. You will find out it's own unique resonances and qualities of rubbing the surface texture. You will find out that some things look more promising than they really are, and that some things have more potential than they seem to promise...
- Enjoy, experiment and send me some feedback with your experiences!

Johannes Bergmark 21st of July, 2008. Slightly revised 27th of July, 2012 and 3rd of January, 2013

Pictures: Piezo contact mike soldering at a workshop in Haparanda, sweden, and from the workshop: “discovering with contact microphones” at Fylkingen '10. This was part of the Mubil tour.
Videos from: Nicolas Collins' Hacking Tutorials.

Below, you can read some of the communication I've had concerning piezo mikes (unfortunately mostly Swedish so far) mostly around 2001-2004, but with a few later additions too:

Sören Runolf:

Företaget i Alvik, Stockholm, som säljer piezoelement, heter Scapro, och när jag fick mina 20st prover därifrån så fick jag intrycket att de tillverkades i Sverige eller Tyskland.

A Chinese maker of piezo elements:

Jag tror att de två intressantaste är: TFM-15(15A & 15C) och TFM-31 - dom är dock kanske lite väl stora (3,5 resp 5cm diam) men är också tjockare än Scapros modeller, så dom tål väl hårdhäntare behandling.

Mikael Konttinen:

Det företaget som jag var i kontakt med (Comptrade Electronics CTE AB) kunde leverera i paket om 100/250/500 eller 5k/10k/25k stycken. De kunde inte ge några priser innan det var närmare specat vilken modell som var intressant. Själv har jag aldrig lekt med kontaktmickar tidigare. Det enda jag känner till om piezobuzzers är vad Johannes har berättat, nämligen att de är väldigt lätta att bygga om samt att man får EQ:a en del för att få till ljudet som man vill.
- Hur mycket slitage får man räkna med? Ungefärlig livstid/mikrofon?
- Kan de användas på flera objekt eller skall de limmas/lödas/svetsas fast?- Allt annat relaterat?

Terje Mentyjærvi:

Mikrofonene skal visstnok miste en del en diskanten etter lang tid (5-10 år). Forandringene vil imidlertid skje så sakte at de antakeligvis ikke merkes i vanlig bruk.
Jeg tror forskjeller i forsterkningsutstyr osv. vil påvirke mer.
Det er definitivt en lydmessig fordel å lime elementene fast til instrumentet. Jeg vil anbefale epoxy, som er hardere enn kontaktlim.
(Prøv å ikke få lim på loddingene, da de kan trenge å 'friskes opp'.)
Elementene er så billige at et gjennomtenkt instrument fortjener faste mikrofoner.
Skal elementene flyttes, bør de klemmes fast (f.eks. forsiktig med skrutvinge), ikke tapes.
For å gi god lyd, må det nemlig være solid kontakt mellom elementet og instrumentet.
Preamp anbefales.
Det er mulig å få gode preamper med eq som er enkle å håndtere til gitarer, men de er selvfølgelig dyre.
ELFA har et stort utvalg av piezo-elementer til en rimelig pris, men jeg vet ikke hvordan deres utvalg er i forhold til kontaktene dere har.

Johannes Bergmark:

Jag har märkt att sen jag började limma dem med epoxilim (på Martin Klappers förslag) blir ljudet så bra (för mina syften i alla fall) att det inte är mycket eq som behövs. Det kan dock bli en del brum om man skickar signalen direkt genom volympedal istället för att förstärka först (alltså en loop genom mixer att rekommendera, Sörens tips).
- Hur mycket slitage får man räkna med? Ungefärlig livstid/mikrofon?
Enligt ryktet (från renommerad norsk elgitarrbyggare) förändras ljudkvaliteten med tiden, men vad förändringen går ut på har jag inte hört eller märkt, kanske den inte inträffat ännu eller har jag inte tänkt på den.
- Kan de användas på flera objekt eller skall de limmas/lödas/svetsas fast?
Därom tvista de lärde. Kapotte Muziek har i mitt tycke för korta ledningar och använder tejp eftersom de fäster dem på många varierande objekt, alltså inte instrumentbyggar-approachen som jag. Så det beror väl på. Tejp kan vara bra men det är alltid nervöst eftersom den förr eller senare lossnar och när den glappar utan att det syns kan det låta uselt.
Kineserna är effektiva, de har fått svenskarna (Multikomponent / Comptrade) att ringa till min svarare. Har inte snackat med dem, men telefonnumret är 08-5446 0444. Dessa företag har som sagt också internetsidor.

Thomas Bjelkeborn:

> JB: Men jag har märkt att sen jag började limma dem med kontaktlim (på Martin Klappers förslag) blir ljudet så bra
silikonlim alt kontaktlim beroende på fästpunktens vibrationsbenägenhet

> - Hur mycket slitage får man räkna med? Ungefärlig livstid/mikrofon?
för evigt, beroende på användning kan ni räkna med marginell ålderförändring

> - Kan de användas på flera objekt eller skall de limmas/lödas/svetsas fast?
vid stora antal bör man använda dubbelledade kablar med skärm, det finns smidiga att tillgå.
Även om man enbart använder elementen som triggers är det bra med skärmade kablar för att slippa störningar.

> Sören Runolf: Företaget i Alvik heter Scapro
Jag tipsade Sören om denna tillverkare.

> JB: Kineserna är effektiva, de har fått svenskarna (Multikomponent / Comptrade) att ringa till min svarare.
Multikomponent resp Comptrade kan bli dyrt, kolla det.
Min speciallitet är att använda dessa element som triggers i interaktiva situationer som min gitarr, Ljudion, Cybofonen etc.

Mikael Konttinen:

Nu har jag fått en prisuppgift, se quoted nedan.
Stefan Hassmen wrote:
> TFM-15
> TFM-33N
100 st./8,90 Sek.
100 st./8,10 Sek
250 st./5,20 Sek
250 st./4,70 Sek
> Frakt tillkommer från Taiwan.
> Leverans. Ca 1 vecka efter order.

Ungefärliga priser:

> TFM-15
> TFM-33N

+moms (25%)
==3094kr att det tillkommer frakt. (Se quotat pris nedan. Dock med reservation att det var priserna som jag fick innan jordbävningen i Taiwan, alltså så får vi räkna med att priserna kan ha stigit sedan dess..).

[OBS! Detta skrevs omkring 2003!]

Johannes Bergmark:

En förklaring till de som undrar: Ett antal musiker kring Fylkingen i Stockholm med intresse av att använda piezobuzzers som kontaktmikrofoner har gått samman för att kunna lägga upp ett lager till billigt pris: detta är resultatet efter en lång diskussion. Skicka gärna vidare kommentarer!
Skickat till: Sören Runolf , Mikael Konttinen, Stockholm.
Martin Klapper, København.
Terje Mentyjærvi, Tønsberg.
Jon Halvor Bjørnseth, Audun Strype, Oslo.
[OBS! Detta är möjligen inaktuellt! 2008]

Sören Runolf:

Jag funderade lite på det där med storlekar o priser.
Slog upp SCAPRO i telefonkatalogen å fick prata med Lars-Inge nånting.
Och helt plötsligt så fann jag att hade beställt 485 piezomembran.
* 15mm utan ledare 196st à 1:25 sek 245:-
* 20mm med 2 ledare 190st à 1:- 190:-
* 27mm med 3 ledare !?! 99st à 1:- 99:-
> = 534:-
moms tillkommer.
Eftersom det var så billigt slog jag till direkt.
Ev kan vi ju beställa från Taiwan ochså om vi tycker att dom här är för ömtåliga för alla tillämpningar.

Johannes Bergmark:

Piezo med tre ledningar är antagligen ett element som är tvådelat, för att kunna växla mellan ett mer basigt (den större plattan) och ett mer diskantigt (den mindre som är som en halvmåne).
[De kan också se annorlunda ut. Minns att piezos oftast används som små högtalare. Uppdelningen av elementen kan se olika ut. Den mindre ska då ge en ton av högre frekvens och den större en lägre, så att en signal kan pipa i olika frekvenser när de får en signal från olika oscillatorer. 2008]

Sören Runolf:

Det verkar finnas en 6-8 intresserade så jag har kommit fram till att det verkar bäst att alla får en tiondel var. Det bör väl åtminståne räcka ett tag och till utvärdering. Å så blir det ett litet lager kvar tillsvidare.
(några få har jag redan gett bort)
1/10 blir då:
18 st 20mm och 6 st 27mm
till det facila priset 30 skr
* SCAPRO är ett grossistföretag, för passiva elektroniska komponenter, som normalt säljer till tillverkningsindustrier.
Piezo-elementen ligger på för förpackningar om 1500 el. 2800 st, eller så, och de vill man ogärna bryta för försäljning av små kvantiteter. Av nån anledning gör dom tydligen det i alla fall ibland och det jag/vi nu köpt var alla rester dom (f.n.) hade kvar.

Phil Morton:

re piezo mikes
i bought two, 80p each i think from maplins in the uk
they have a website
put maplin or maplins into the search engine
I have not used them yet..........

Jon Halvor Bjørnseth:

Min siste erfaring fra svillofonen er at det er best å beholde de tynne lederne frem til elementet, og så skru fast en vanlig "sukkerbit" ved siden av mikken, som forbinder de tynne lederne med en ordentlig skjermet mikk-kabel. På denne måten blir det ingen støy ved berøring av kabelen, og heller ingen risk for at kabel-strekk gjør at loddingen på elementet løsner.

Sören Runolf:

Tillverkarinfo på kartongen från SCAPRO : (dom här senaste mickarna alltså)
Kartongen som ursprungligen innehållit 1200 st 7BB-20-3A1or var daterad (i Japan) 94/12/15.

muRata Murata Manufacturing Co., Ltd.

Modellbeteckningarna är:
7BB-27-4C (27mm med 3 ledare)
7BB-20-3A1 (20mm med 2 ledare)

Jonas Qvale:

I min research på nett kom jeg over flere referanser til "piezo input jack" på nye forsterkere (guitar amps). Dette har jeg aldri hørt om før.
Men det var flere som nevnte at impedanse spiller en rolle her, med tanke på hum/brum og generell lydkvalitet/frekvensområde. Man må tydeligvis ha en "pre-amp" el. forforsterker, ikke for å forsterke signalet som jo er ganske høyt, men for å ta det litt ned, som en "buffer" og rette opp impedansen.
Hvis impedansen er for høy kan det visstnok gå utover bassfrekvensene. De fleste skrur vel vekk litt diskant som micene gjerne har veldig mye av når de brukes rett i amp eller mikser.
Her er en side med veldig fine og instruktive bilder, men jeg er ikke sikker på om alt som står der er riktig...

Johannes Bergmark, som svar på:

> nu var det ett tag sedan jag byggde några, vilka andra komponenter behöver jag?

audiosladd (skärmad med en ledare) längd vad som är praktiskt
teleplugg, helst metall förstås, hona eller hane beroende på behov
lödkolv liten, helst bara 300 grader

Löd fort så att du inte bränner igenom det keramiska materialet i mitten. Ledaren i mitten (skala av ev. svart innerledning eftersom den inte isolerar!) och skärmen på den yttre metallplattan.
Kom ihåg att trä på skyddshylsan på sladden innan du löder pluggen (lätt att glömma och inte kul)!
Löd ledaren på "tip" och skärmen på "sleeve".
Skruva på hylsan.
Jag föredrar att limma elementen fast med epoxi, det blir himla bra ljud även efter flera år.
Tejp är riskabelt och skramlar lätt och ger fult ljud med för lite bas när det inte sitter jättebra, och det gör det ju aldrig.
Då är det bättre att klämma fast med en liten skruvklämma som man sen kan ta bort om man vill flytta den. Men det beror ju på var man sätter den.

Thomas Bjelkeborn:

Jag minns inte namnet på den jag hade kontakt med sist, ca två -tre år sen Sören Runolf var den som senast fixade nåt från scapro som demomaterial, ibland kan man ha tur och få lite plattor. Fråga om han minns namnet på den han pratade med.

Sören Runolf

AB Scapro
Dom piezoelement jag fick kom från Murata (Japan) med beteckningarna:
7BB-20-3A1 summerplatta 20mm med sladdar 50mm (ömtåliga, oskärmade sladdar)
7BB-27-4 summerplatta 27mm
7BB-20-3 summerplatta 20mm
7BB-15-6 summerplatta 15mm (dom var väl lite för tunna för löst bruk)

Johannes Bergmark:

nu har jag beställt piezos per email Har man momsregistrerat företag slipper man momsen, annars går det bra att beställa enligt nedan.
Priset för dessa är då 2,50 kr + moms och de levereras med företagspaket, kostar ca 100 kr till. För denna sats blir det alltså ett utstyckpris på ca 3,50 st. Det är sladdfria 27 mm element.

Darren Eve:

Subject: piezo
Date: Fri, 30 Apr 2004 10:34:01 +0100 >
Hi, just a quick mail to say that I have found childrens toys and cheap electronic gadgets to be a good source of piezo buzzers. I pick these up second hand and even if the gadget is broken the buzzer is generally intact. There seems to be very little differences in the quality of these things but I have found it very useful to use a short lead from the buzzer into a pre-amp and then into the mixer, this keeps the impedance down to get a better frequency response. Great to see there are others out there making stuff and experimenting with inexpensive sound making. Keep up the good work, Darren Eve.

Johannes Bergmark:

If you read so far and are in Stockholm, you deserve to know that you can buy an envelope with different size piezos for a cheap amount of money at Elektronmusikstudion during office hours. (2011)

From: Johannes Bergmark
Subject: Re: [NewMusic] better contact mics?
Date: 24 september 2009 19.00.06 CEST
To: Bay Area New Music Discussion Group

Hello friends in the Bay!

Here's my web site with tips and experiences of making my own contact mikes and how to use them – to be updated if you have information that isn't there! I'd appreciate any comments or links to other informative sites.
Something I will update is e.g. the problematic idea to use contact mikes for non-solid sound sources:
- Recently my friend Jon Halvor Bjørnseth showed a more successful way to mike dripping water (something I tried before with the conclusion that this is better with air mikes): to use plastic containers and put the contact mike under the bottom of the container, perhaps better on a place which is not in direct contact with the floor (he used foam rubber, or two sticks elevating the sides of a bucket).
- Recently I read on the Oddmusic email list (highly recommended!) about Martin O'Loughlin that invents peculiar didjeridoos using a loose mouthpiece with the contact mike in it. That's wind instruments! He said the strongest vibrations in wind instruments are in the mouthpiece. Obviously strong enough to use with good results! What do you know.

Here are two tips when discussing contact mike making and enhancements of their capabilities with Jonas Qvale in 2012:
Zach Poff, Digital Media Artist, Educator, Maker of Things
Leafcutter John.

Another tip: from Scottpetersen ∞ Elmuco ∞ How to: Make Contact Mics

Contact for commentaries, additions and more experiences.
The Welcome page
Updated the 26th of August, 2013.