Hallo Leute,
heute mal eine ganz besondere Anfrage von mir. Eher Mechanik/E-Feld als
meine normalen Mikrocontrolleranfragen.
Ich würde gerne meinen Flügel dazu bringen von selbst zu spielen.
(Beispiel: http://www.youtube.com/watch?v=2urPKE1_dAw )
Keine Sorge, für Testzwecke hab ich ein altes Klavier ausgegraben ;)
Mein Ziel ist es das ganze möglichst minimalinvasiv für den
Flügel/Klavier durchzuführen. Software halte ich für unproblematischer
als die "Ansteuerung" der Tasten (kleines bsp: Taste muss per Hand
betätigt werden können, während sie aber auch vom System gerade betätigt
oder losgelassen wird).
Ich will das ganze also so aufbauen:
Sensorik via Abstandssensor (wie auch immer), ein kleiner
Mikrocontroller zu Analyse- und Ansteuerungstechnik für jede einzelne
Taste.
Die Taste würde ich nun gerne magnetisch ansteuern, falls das möglich
ist. Servos zu verwenden halte ich für schwierig. (Lautstärke,
Entkopplung von der Taste, falls man zusätzlich betätigt, Aufwand für
Bearbeitung der Klaviermechanik)
Mein Dad lies mal das Stichwort "Tauchspule" fallen (früher Ansteuerung
von Festplatten, also ganz früher ;)), hat aber seit 25 Jahren eher nix
mehr in so ner Richtung gemacht.
Haltet ihr es für möglich die Kraft bzw. das nötige Moment mit
vertretbarem elektrischen Einsatz (100W pro gedrückter Taste wären jetzt
ein bisschen viel) aufzubringen? Könnt ihr mir einen Schuppser in die
richtige Bauteilrichtung geben?
Falls die Kraft magnetisch aufgebracht werden kann, sollte die
Ansteuerung ja das kleinere Problem werden (Abstandsmesser <-> PWM für
Magnetfeld).
Vielen Dank schonmal im Voraus,
Euer Tom
1. Problem:
Du brauchst für jeder Taste einen E-Magneten, der
einen beweglichen Eisenkern in sein Inneres ziehen kann
Gibt es, war früher in Tonbandgeräten weit verbreitet --
Du musst aber für jede Taste einen haben.
ja, googel mal unter "Zugmagnet" gibts auch heute noch
kostet etwa 5 EUR / Stück.
Schön wäre es, die Teile billiger zu bekommen, denn
ein Klavier hat ja mehr als eine Taste. :-)
5-10 Eur pro Taste wär voll im Budget.
Mein Flügel kostet als Disklavier Version von Yamaha so gute 20Tausend
Eur Aufpreis... Da muss ich wohl noch ein bisschen vor mich
hinstudieren... ;)
Dass ich einen Magneten pro Taste brauche ist mir schon klar. Ich denke
wahrscheinlich immernoch angenehmer als ein Servo pro Taste.
Danke schonmal für den Schuppser in Richtung Zugmagnet.
Mal sehen, ob ich einen geeigneten Typen finde, der die Kraft (tja,
wieviel brauch ich da nur...) aufbringen kann, den Verfahrweg (sind ja
doch so 3 - 4cm) und das ganze noch tonlos macht. :)
na,
dann würde ich jetzt erst einmal mit ner
Federwaage oder Ähnlichem die benötigte Tastendruckkraft
feststellen.
Davon hängen die Magnete und deren Ansteuertreiber ab.
Die Magnete sollten einen runden Eisenkern, der in sie
hereingezogen wird, besitzen
Am "Einfachsten" wäre die Nutzung des Klavieres als
reines "Pianola", also als Abspielgerät.
Da es js offenbar kein Rummelplatzorchestrion, sondern
ein vernünftiges Pianola werden soll, würde ich folgende
Architektur vorschlagen:
Jede Taste hat "ihren" Controller, der mittels PWM und Zugmagnet
die Taste antreibt,
Einen gemeinsamen Steuerrechner / Hauptprozessor, der die
vom Haupt PC eintreffenden MIDI-Befehle in die interne
Protokollsprache des Pianola's umsetzt und über einen
internen "Bus" an die Tastencontroller übermittelt.
Gleichzeitig ist er "Verwaltungsprozessor" des Pianola's,
und als oberste Hierarchie einen PC, der das Ganze steuert
und auf dem mittels Tracker und vernünftiger MiDI - Einspiel-
tastatur komponiert werden kann.
Tstsss ...
hanna.
Hanna P. schrieb:> Die Magnete sollten einen runden Eisenkern, der in sie> hereingezogen wird, besitzen
Besser einen Magneten (z.B. Neodym) wie bei einem Flipper.
Da ist das nämlich auch so realisiert. Bei Lautsprechern
ist das ja auch nichts anderes.
Problem wird dann die Größe, elektrischen Werte und die
Nutzkraft sein. Mit ein wenig Geschick kann man Luftspulen
selber wickeln auf einem Stück Elektrorohr aus dem Baumarkt.
Wenn man die Drahtstärke und den Bedarf kennt kann man mal
bei Ebay schauen ob man da die Menge bekommt.
Schon mal überlegt wie man dann so viele Spulen ansteuert?
Da werden dann ne Menge Ports gebraucht.
Danke schonmal für euere Antworten! :)
Das mit den Ports denk ich ist das kleinere Problem. Ein Zentraler
Hauptcontroller, der über einen Bus mit einem Controller für jede Taste
kommuniziert.
Eine Art von "Taste 3 mit Geschwindigkeit x (bzw. Kraft N) in Position
1,3cm von oben bringen (also z.b. nicht ganz anschlagen)"
Der Tastencontroller setzt das dann mittels Messeinrichtung und PWM auf
die Magnete um und sorgt dafür, dass die Taste bis zum nächsten Befehl
auch in dieser Position gehalten wird.
Lg,
Tom, der sich jetzt mal ne Federwaage besorgt :)
Frohe Ostern!
Warum Messeinrichtung??
Jeder Tastatur-Controller hat ein eigenes RTOS,
und kann den Magneten in 256 Stellungen positionieren.
Jede Taste hat damit ihren eigenen Charakter, der bei
der Initialisierung des Pianola's vom Hauptprozzi
geladen wird.
Auf jeden Fall wäre wichtig, dass der Magnet die Taste auch
unterschiedlich stark anziehen kann. Dann kann man nämlich leise und
laut oder eben mittel spielen. Wenn die Zugkraft immer gleich ist,
klingen alle Töne gleich laut und man erkennt, dass es eine Maschine ist
und kein Mensch.
Hanna P. schrieb:> Jede Taste hat "ihren" Controller, der mittels PWM und Zugmagnet> die Taste antreibt,
Das schafft auch ein µC.
Man nehme 1 Schieberegister und rechne:
20Mhz / 32 (Noten pro Sekunde) / 256 (8bit PWM) = 2441Hz
Man hat also 2441 Takte Zeit die ganzen Daten in die Schieberegister zu
stecken. Durch die Schieberegister ist das ganze auch noch vollkommen
synchron.
Das reicht locker. Wenn der µC damit fertig ist schreibt er in einen
Puffer die nächsten Daten, die er vom Midi-Eingang bekommt.
Die Messeinrichtung brauch ich, damit man auch rückwärts aufnehmen kann.
Natürlich eben so, dass die Taste nicht nur gedrückt wird, sondern jede
Position der Taste in sagen wir mal mit 100hz abgetastet wird.
=> wohl doch eher ein mikrocontroller pro taste.
Die Messeinrichtung kann man dann auch bestens zur Kontrolle der
Position nehmen beim Abspiel. Stellen wir uns vor zusätzlich zum System
drückt noch einer auf die Taste. Wenn das Magnetfeld dann nicht
angepasst wird, wird sich die Taste wahrscheinlich nicht wieder in
"mittelstellung" (also zwischen anschlag und nicht anschlag) befinden
können.
Also ne Art Regelschleife ("Sollposition" ist bekannt, "Istposition"
wird via PWM und Messeinrichtung angepasst)
MIDI abspielen wird so wahrscheinlich ohne Überwachung der
Hammerpositionen nicht perfekt funktionieren. Das müsste dann für jeden
einzelnen Flügel/Klavier perfekt kalibriert werden. Jedes Instrument
wird da individuelle Tastenverfahrwege, Druck<->Lautstärke
Charakteristika etc. haben.
Da ist dann der Hammer fast interessanter als die Taste denke ich.
Lg, Tom
Tom Schmidt schrieb:> => wohl doch eher ein mikrocontroller pro taste.
Du weißt aber das die Kommunikation sehr aufwendig macht. Auch die
Programmierung wird nicht so einfach sein. Das Geld wird es auch in die
höhe treiben.
Wenn du es dir mit einem nicht zu traust nimm halt 2, 4 oder 8. Ich
glaube mit 88 Stück wirst du nicht glücklich.
Die Taste fällt doch von allein zurück. Also kann man durch PWM mit
einem Elektromagnet die Taste langsam anziehen und fallen lassen. Da
brauchst du doch keine Sensoren. Auf das jeweilige Klavier musst du dein
System sowieso abstimmen.
Fürs rückwärtsaufnehmen kann man auch einen kleinen Magneten auf jede
Hammer kleben.
Es gibt sowas auch ohne aufwendige Mechanik. Es nennt sich Sampler, und
hat so ganz nebenbei auch noch den Vorteil ein beliebiges
Musikinstrument
zu reproduzieren.
Syncklaviere ist ein Relikt aus den 90ger Jahre, wo Sampler noch ein
Vermögen gekostet hat.
Midi-Tastaturen sollen auch relativ preiswert verfügbar sein, sogar mit
gewichtete Tastaturen, damit das Gefühl auf einen Steinway zu spielen
nicht ausbleibt.
Ralph Berres
Ein Sampler kann leider weder spielen wie ein Mensch, noch den Klang
genau wiedergeben. Man kann den Unterschied zwischen einem echtem
Klavier / Flügel und zwischen Lautsprecher hören.
Es ist halt wie eine Modelleisenbahn:
Kauf dir ne CD für drei Euro fuffzig, lege sie in den Player ein
und schaue.
Oder bau die Eisenbahn selber. im Laufe meherer Jahre.
Was ist teurer? Was macht mehr Spass?
Klar kanner sich Cubase VST kaufen oder sich beim elektronischen
Esel klauen.
Er kann aber auch ein altes Klavier umbauen.
Ist auf jeden Fall teurer, aber macht mehr Spass und--
es gibt kein Zweites davon.
Und er lernt eine Menge dabei.
Klar kann alles ein Prozzi machen.
Was kostet heute ein kleiner AVR? Zwo Euro fuffzig?
Für jede oder 2 Tasten ein Prozzi hat den Vorteil:
Er hat Hardware PWM.
Jede Taste kann einzeln "justiert" werden, dies per Programm.
Das Klavier wird modular.
Die Baugruppe ist klein, überschaubar und er kann
erstmal 2 Tasten bestücken und probieren.
Die Software, einmal entwickelt, ist für alle Tastenkontroller gleich.
Dies erhöht den Überblick, dank Objektorientierung enorm.
Das die ganze Geschichte kein Anfängerprojekt ist,
setze ich natürlich als bekannt voraus.
hanna.
Ich kenne auch jemanden der eine Orgel fürs Wohnzimmer gebaut hat.
Es fing damit an, das er in einer Kirche eine Pfeifenorgel aufgenommen
hat. Ton für Ton und Register für Register.
Dann hat er begonnen jeden Ton den er aufgenommen hat nach Fourier in
seine Bestandteile zu zerlegen. Als nächstes hat er begonnen jeden
einzelenen Ton aus einzelnen Sinustönen und Filtern nachzubilden. Es war
hinterher einen ganzen Kleiderschrank voller Elektronik. Gelernt hat er
sicherlich was dabei. Aber dreimal dürft ihr raten was er jetzt
einsetzt.
Ein Sampler. Das Teil ist wesentlich kompakter, klingt besser, ist
elektrisch stabiler und rauschärmer.
Was ich damit sagen will. Man kann natürlich alles realisieren. Aber ob
das wirklich so sinnvoll ist , ist dann eine Frage , die sich jeder
selbst stellen muss. Insbesonders dann wenn so ein Projekt zu einen
Lebenswerk auszuufern droht.
Ralph Berres
Richtig, Ralph.
Wenn Du ein "Normalo" bist, kauf das was du brauchst.
Ist heute, wo alles kaufbar ist, das preiswerteste und
vernünftigste.
Bist Du aber Freak und willst wissen wie's funzt,
dann muss Dein Steckenpferd zum Lebenswerk werden.
Wenn nicht, kannst Du es gleich lassen. ;-)
hanna.
2,50 * 88 = 220€
mit einem µC + 11 Schieberegister = max. 10€
100 mal billiger!
Man kann auch immer 1 SChieberegister für 8 Tasten nehmen. Dann ist das
ganze auch modular.
kämen auch Servos in Betracht? Ich könnte mir vorstellen, dass ein
schneller Digitalservo mit genügend Kraft durchaus praktikabel sein
könnte. Der Vorteil ist, das so ein Servo eine klar definierte Kraft
über den ganzen Weg bringt und die Position sehr präzise einstellbar
ist. Servos sind zudem recht günstig zu haben (etwa 5 Euro das Stück).
Servos machen krach und sind zu langsam. Schrittmotoren zu teuer.
habt Ihr gesehen, wie schnell die Tasten bei der Sprachsynthese
angeschlagen werden?
Übrigens wurde in den 50iger Jahren Sprache mit nem Stimm.- und
einem Rauschgenerator, die durch eine Tastatur ein und
ausgeschaltet wurden, synthetisiert.
Ich schätz mal fast, dass die 2,50 * 88 der kleinste Posten bei dem
Projekt wird. (btw: Nen Attiny2313 kostet grade mal 1,50... Ich glaub
wie ich's dreh und wende fällt das im vergleich zum magnetischen Teil
verschwindend aus)
Um ne Hardware-PWM werd ich nicht rumkommen, macht die ganze Sache auch
softwaremäßig recht einfach, modular und komfortabel.
Die Messeinrichtung wirds auch für jede Taste brauchen, um mit
entsprechender Abtastrate jede Position jeder Taste zum aufnehmen zu
erkennen.
Evtl. lässt sich das aufnehmen ja auch über den Magnetkreislauf
"andersrum" betrieben lösen? Also den Abstand anhand bspw. einer
Widerstandsmessung am Magneten erkennen? Das wär natürlich ne feine
Sache :)
Ich hatte das Thema bewusst nicht im "uc&Elektronik" forum eingestellt,
da ich im uc-System das kleinere Problem sehe.
Für ein anderes Projekt hatte ich schonmal ein Bus-System inkl. ISP
Programmierung der einzelnen slave Controller vom Master aus entwickelt,
was super seinen Dienst tut. Die 100kbit/s oder was das schafft dürften
hier wohl locker ausreichen.
Mein Problem ist relativ einfach beschrieben: 0 Ahnung von der
"Mechanik" und kein Hauch einer Idee, was man für den Tastenantrieb an
magnetischen Bauteilen verwenden kann.
Mein Traum: Eine Leiterschleife pro Taste auf ner großen Platine ( ;-)
), ein kleines Metallplättchen unten an jeder Taste und nen uc+Mosfet.
Also keine großartigen mechanischen Änderungen am klavier ausser unter
die Tasten eine große längliche Platine zu kleben... ;)
Cubase, ein E-Piano und ein Keyboard hab ich natürlich auch. Aber nichts
hat wohl den selben charme und esprit wie sich morgens vom eigenen
Flügel mit ner kleinen jazz-balade wecken zu lassen.
Wer mal auf einem Disklavier von Yamaha gespielt hat, wird sowas sein
eigen nennen zu können wohl lebenslang als Traum mit sich rumschleppen.
Aktuell sieht's aber mau aus für die 20-25k Aufpreis.
Abgesehen vom finanziellen Aspekt: Unglaublich genial sowas "selbst" auf
die Beine stellen zu können, glaub ich :)
Wünsch euch ein schönes Restostern!
Noch nen kleiner Anhang, um den Bann etwas zu verdeutlichen:
http://www.youtube.com/watch?v=WI4u0j71olA
9/10 von mir befragten hielten das für eine tolle videomontage, in der
der spielende aus dem Video geschnitten wurde.... ;)
Also, die Selbstspieler, die ich auf der Frankfurter Musikmesse gesehen
habe, funktionieren alle induktiv, also mit Spule und Kern. Die älteren
Modelle hatten dann noch eigene Sensoren für den Aufnahme (Art ist mir
leider nicht bekannt, sah aber piezoelektrisch aus).
Mittlerweile wird wohl direkt über die Spule die Geschwindigkeit des
Anschlags gemessen.
Alles mit Servos etc. ist vermutlich entweder zu laut und/oder viel zu
langsam/kompliziert.
Chris D.
Ich hab mich jetzt mal ein bisschen umgesehen nach passenden Bauteilen.
Tauchspulen scheint man extrem gut positionieren zu können, hatte welche
mit locker 10N gefunden, das sollte auch reichen.
Allerdings sind mir die Augen aus dem Kopf gefallen...
1 Stück 210$ pro stück
100 Stück: 140$ pro stück
Die Armen Leute bei Intel sollten ihre Energie wohl lieber darauf
verwenden anstatt 1000e von Mannjahren in 50€ Prozessoren zu
investieren... ;)
Mal im Ernst, 10$ pro Taste währen ja noch voll im Rahmen. Aber das wird
wohl nichts werden (?)
Lg
Tja, @tom,
dies war ja auch meine Rede von Anfang an,
soviele gleichartige Magnete zu bekommen, und dies für
nen vernünftigen Preis, vielleicht Ausbau vom Schrottplatz
oder Ähnlichem ist schwieriger als alles andere.
hanna.
Hanna P. schrieb:> Tja, @tom,>> dies war ja auch meine Rede von Anfang an,> soviele gleichartige Magnete zu bekommen, und dies für> nen vernünftigen Preis, vielleicht Ausbau vom Schrottplatz> oder Ähnlichem ist schwieriger als alles andere.
Vielleicht mal nach passenden Relais gucken?
Oder sich eine Wickelmaschine mit Bohrmaschine bauen und
Spulenkörper/CuL-Draht kaufen und loslegen.
Hab ich damals auch mal gebaut, noch rein mechanisch mit Zählwerk für
die Anzahl der Umdrehungen (per Nocke) - funktioniert wunderbar :-)
Eventuell fertigst Du Dir z.B. per Drehbank 4-5 zerlegbare Spulenkörper
und bewickelst diese vorher mit Wachspapier. Dann Spulendraht aufwickeln
und immer fünf Stück mit Giessharz (gibt es sehr preiswert) zum
passenden Block vergießen. Mit passenden Formen könntest Du Dir auch
gleich ein Gewinde zur Befestigung mit eingießen usw.
Dann sollte das auch nicht so teuer werden.
Chris D.
Michael S. schrieb:> Chris D. schrieb:>> Dann sollte das auch nicht so teuer werden.>> Dann muss er sich aber erst ne Maschine zum Wickeln anschaffen.
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Selberbauen!
Chris D.
