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Kreuz- und Querkoppeln
basson16
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#46 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
#47 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
Zitat von Aeoline im Beitrag #40
Na, hab\' ich es mir doch gedacht, dass Festival Trumpet 8 da seine Finger im Spiel hat...
Mit euch macht man was mit: Kaum guckt man kurz nicht hin und schon steckt man wieder in irgendeiner Sache drin.
Vom Prinzip her hat ja Johannes schon das Meiste gesagt. Ich steuere mal meinen Prototypen für das Midi-Interface bei:
20200521_190634.jpg - Bild entfernt (keine Rechte)
Noch ist das ein Prototyp, der nur über Anschlüsse für Midi-In und Midi-Out verfügt. In der finalen Version müsste man noch Midi-Through implementieren.
Der Schaltkreis als Solches entspricht hardwareseitig dem Midi-Standard, d.h. die Anschlüsse sind über Optokoppler und Freilaufdiode entkoppelt, damit bei einer Fehlfunktion keine Schäden an der Orgel entstehen können.
Das unterscheidet meine Platine auch von so manchem Midi-to-USB-Kabel fernöstlicher Provenienz, wo man diese Bauteile auch schon mal weg lässt, und das Signal direkt durchschleift.
Welchen Microcontroller man dann letztendlich dazu her nimmt, ist dann schon wieder zweitrangig, solange er genug I/O-Pins hat, um alle Taster, die Status-Leds und die Midi-Ports anzuschließen.
Grundsätzlich wäre es sicher auch machbar, die Taster durch einen Touchscreen zu ersetzen, aber die grafische Darstellung eines User-Interface ist für einen µC speicher- und rechenintensiv, weshalb ich das wohl eher nicht machen würde. Wobei, wenn man ein Nextion-Display nehmen würde, könnte das schon wieder anders aussehen. Diese Displays sind nämlich intelligent (sofern man den Begriff gebrauchen will), und kümmern sich selbst um Grafik und Touchscreen, der Microcontroller kriegt nur noch die Ergebnisse über das Bussystem mitgeteilt.
Was die Registerschildchen betrifft, so gibt es inzwischen eine neue Druckvorlage. Da ich seit letztem August meine eigene DO im Wohnzimmer habe, hatte ich ausgiebig Gelegenheit die Schildchen und Registerwippen zu studieren und zu vermessen. Im Augenblick arbeite ich noch an der Schichtdiche der Plättchen, um eine möglichst identische Transluzenz zu den Originalen zu erzielen.
Auch der Farbton der Schildchen stimmt noch nicht ganz, da der Kunststoff für den 3D-Drucker reinweiß gefärbt ist. Hier ist aber ein Versuch mit den Farben "cremeweiß" bzw. "elfenbein" geplant, sobald ich davon mal eine Kleinmenge in die Finger bekomme.
Die üblichen 1 Kilo Filament Rollen geben eine Menge Schildchen und für etwas Anderes sind das auch nicht so die gebräuchlichen Farbtöne, weshalb ich mir da keine größere Menge einlagern möchte, wenn der Farbton für die Schildchen nicht der richtige ist.
Die aktuelle Version der Druckvorlage ermöglicht den Druck eines Schildchens in guter Qualität binnen 11 Minuten. Mit ein paar Optimierungen kann ich die Zeit aber evtl. noch etwas drücken.
VG
Festival Trumpet 8'
#48 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
Also wären das dann zwei BlackBoxes?
In der einen ist die Midi-Schnittstelle und in der anderen der "Microcontroller"?
Was ist eigentlich ein "Mikrocontroller"? - sicher ist damit nicht ein kleinwüchsiger und zahlenaffiner kfm. Angestellter im Rechnungswesen gemeint...
VG
Aeoline
#49 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
Zitat von Aeoline im Beitrag #48
Also wären das dann zwei BlackBoxes?
Nein, das ist ein und dieselbe Blackbox. Du hast auf der einen Seite den Hardware-Teil und dann noch den Software-Teil.
Die Orgel ist ja so nett, und teilt über das Midi-Signal mit, was am Spieltisch gerade so passiert. Diese Signal betritt unsere Blackbox über den Midi-Eingang.
Midi ist grundsätzlich ein serielles Protokoll zur Datenübertragung. Schliesslich hat man es Anfang der 80er mal entwickelt, damit sich Musikinstrumente unterschiedlicher Hersteller quasi "unterhalten" können. Wie jedes Protokoll hat auch Midi eine eigene, standardisierte Syntax.
Wenn jetzt eine Midi-Nachricht über die die Buchse reinkommt, muss ja irgendwer entscheiden, was damit zu tun ist bzw. wie die Reaktion darauf aussieht. Hier kommt dann der Microcontroller ins Spiel:
Ein Microcontroller ist eigentlich nichts anderes als ein mehr oder weniger simpler Computerchip, der Inputs, die er von seinen Eingängen erhält verarbeitet und, je nach Programmierung, einen Output generiert.
Das muss noch nicht einmal ein hochtrabende Anwendung sein. Nimm nur einmal eine Pad oder Kapsel-Kaffeemaschine, wo ein Microcontroller prüft, ob das Wasser schon heiß genug ist, bevor sich der Brühvorgang auslösen lässt, damit man kein kaltes Wasser durch das Kaffepulver jagt, bzw. der aufpasst, dass die Pumpe nicht zu lange läuft und die Kaffeetasse übergeht.
Das Besondere an einem Microcontroller ist, dass er sich frei programmieren lässt, während elektronische Schaltungen ohne Microcontroller aufgrund ihrer Auslegung auf eine Funktion festgelegt sind.
In unserem Kreuz- und Querkoppeln-Projekt muss der Microcontroller die eingehenden Midi-Informationen auswerten, nachschauen, ob eine Koppel eingeschaltet ist, und wenn ja die Midi-Information entsprechend verarbeiten. Bei einer Superkoppel z.B. eine Quinte addieren um den entsprechenden Notenwert zu ermitteln, bevor dieser wieder in eine Midi-Nachricht übersetzt und über den Midi-Out an das Instrument zurück geschickt wird, was dann hoffentlich auf dem richtigen Manual die passende Note im Quintabstand zusätzlich spielt.
Nebenbei muss der Microcontroller noch das ganze "Drumherum" erledigen, wie Status-Led einschalten oder sich bei einem Taster den letzten Schaltzustand merken, damit er richtig auf einen Tastendruck reagiert und eine bereits eingeschaltete Koppel auch wieder abschaltet anstatt zu versuchen, sie ein weiteres Mal zu aktivieren.
VG
Festival Trumpet 8'
#50 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
Zitat von Festival Trumpet 8 im Beitrag #49
...Das muss noch nicht einmal ein hochtrabende Anwendung sein. Nimm nur einmal eine Pad oder Kapsel-Kaffeemaschine, wo ein Microcontroller prüft, ob das Wasser schon heiß genug ist, bevor sich der Brühvorgang auslösen lässt, damit man kein kaltes Wasser durch das Kaffepulver jagt, bzw. der aufpasst, dass die Pumpe nicht zu lange läuft und die Kaffeetasse übergeht...
DAS habe ich verstanden... - endlich mal jemand, der mich versteht...
OK.
EINE weiße BlackBox... - mit MIDI-Buchsen dran. Mit Schaltern und LED dran. Mit einem Stromkabel... (nehme ich an)...
Rouen hat folgende Querkoppeln: (nicht das ich die alle gerne hätte - nur so zur Aufzählung...)
- Sub-Koppel GO,
- Sub-Koppel REC->GO,
- Sub-Koppel REC,
- Sub-Koppel POS->REC,
- Super-Koppel REC,
- Super-Koppel BOMB->REC
Woher weiß jetzt die BlackBox, was sie tun soll? - muss quasi für jede DO und für jede "Belegung" des Mikrocontrollers ein eigenes Programm geschrieben werden? - wenn ja, wie kommen unterschiedliche Programme auf den Mikrocontroller? - wie werden sie aufgerufen? - (ist ja kein Monitor und keine Tastatur dran...)
VG
Aeoline
#51 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
Zitat von Festival Trumpet 8 im Beitrag #49
Bei einer Superkoppel z.B. eine Quinte addieren
Besser doch eine Oktave addieren. Mehr als Quint- und Mixturregister in Quintlage hinzuzufügen dürfte doch etwas zuviel der Farbe sein .
#52 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
#53 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
Zitat von Aeoline im Beitrag #50
Woher weiß jetzt die BlackBox, was sie tun soll? - muss quasi für jede DO und für jede "Belegung" des Mikrocontrollers ein eigenes Programm geschrieben werden? - wenn ja, wie kommen unterschiedliche Programme auf den Mikrocontroller? - wie werden sie aufgerufen? - (ist ja kein Monitor und keine Tastatur dran...)
Am einfachsten ist die Koppelfunktion über ein paar Register- oder Schaltwippen zu realisieren. Die haben die zwei möglichen Zustände: "ein" und "aus", genauso wie die Standardkoppeln auch. Der Microcontroller fragt den Zustand der Wippen ab (oder merkt sich den Zustandswechsel). Wenn eine Wippe auf "ein" steht, dann kann er die Koppelfunktion ausführen, z.B. für jede gedrückte Taste des Zielmanuals einen zusätzlichen "Tastendruck" an die oktavierte Taste des angekoppelten Manuals senden.
Solch ein Programm müsste man im Prinzip für jede Orgel und deren zusätzliche Koppeln passend erstellen. Aber die Hersteller nutzen ja bestimmte Konventionen für die Zuordnung von Manualen zu MIDI-Kanälen. Daher sind dann auch vermutlich viele Programmfunktionen wiederverwendbar. Für ein Einzelstück würde dann das Programm passend für die Orgel und die gewünschten Koppeln parametrisiert und in den Microcontroller geladen.
Zum Laden des Programms auf den Microcontroller gibt es passende Geräte (Kabel, Sockel, Programmierboards etc.). Im einfachsten Fall hängst du an den PC, auf dem das Programm erstellt wird, per USB-Kabel ein Kästchen an, in das der Microcontroller zur Programmierung gesteckt wird. Ist die Programmierung abgeschlossen, wird er in deine "White Box" umgesteckt und du kannst loslegen.
#54 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
Was mir zu diesem Thema noch Spontan einfällt ist Luzern die Hoforgel. Seit dem dort der neue Vario-Setzer eingebaut wurde, besteht da die Möglichkeit, x-beliebige Koppeln selber am "Touchpad" an der Orgel zu erstellen. Da die Orgel über eine elektrische Steuerung in allen Manualen verfügt (Die Hauptorgel wird vom Spieltisch mechanisch gesteuert, besitzt aber auch eine el. Traktur für die Koppeln ( und womöglich für einen fahrbaren Konzertspieltisch später im Chor?)), ist dies offensichtlich kein Problem, dieses Signal abzunehmen und "zu transponieren". Die Orgel verfügt über Midi Anschlüsse, und ich vermute sogar, dass dies sogar darüber funktioniert (zumindest der Empfang der Signale).
Die Konfiguration der Koppeln funktioniert sehr ähnlich wie das Erkennen der Tasten bei GO/HW. Zuerst wird das Manual gedrückt, zu dem das andere Werk gekoppelt wird. Danach wird beim zu koppelnden Manual der unterste ODER der Oberste Ton (somit sind 16' und 4' Koppeln oder theoretisch auch 32' oder 64' Koppeln möglich) , wie es transponiert wird, gewählt. Sprich, möchte ich eine Terzkoppel, so gehe ich immer vom untersten C aus und drücke beim zu Koppelnden Manual das e.
Ich weis nicht wie das anschließende Signal wieder weitergesendet wird. Aber sollte dies (was ich jedoch nicht unbedingt vermute) ebenfalls über Midi geschehen, so müsste theoretisch dies doch auch bei DO funktionieren?
Wenn ja, so wäre es sicherlich möglich, beim Orgelbauer dieses Programm zu erhalten, da er explizit sagt, dass er es allen zur Verfügung stellen möchte, und es NICHT nur für diese eine Orgel oder für den Orgelbauer entwickelt wurde. Wo dies Preislich liegt, ist dann eine andere Frage...
Zudem kommt dazu, das die Primäraufgabe des Touchpad NICHT die Koppeln sind, sonder ein gigantischer Set zerspeicher mit für bis 100 verschiedene Benutzerkonten und nahezu grenzenlose Speichermöglichkeiten innerhalb der Nutzer. Ebenso ist die Steuerung der Geschwindigkeit der Tremulanten und des Cymbelstern darüber steuerbar, was womöglich das Programm nicht unbedingt für eine DO auszeichnet...
Dennoch finde ich es als Ansatz interessant, dass es solche Programme auch für die PO gibt, und womöglich somit auch für die DO mit wenigen Modifizierungen realisierbar wären.
Franck Choral 3: https://www.youtube.com/watch?v=WbpvMTinLh0
BWV 564 Toccata an der grossen Hoforgel Luzern: https://www.youtube.com/watch?v=iSH335MGQb4
#56 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
Hallo,
zunächst bitte ich darum sich nicht auf obige "Quinte" zu versteifen, denn ich hätte auch "beliebiges Intervall" schreiben können.
Was die technische Ausführung angeht, so halte ich die Idee der maximalen Individualisierung- zumindest im Entwurfsstadium- für nicht zweckmässig.
Ich denke derzeit eher in der Kategorie "3 Manuale und Pedal", da das der zahlenmäßig am am häufigsten vertretene DO-Typ sein wird.
Von den Bedienelementen her würde ich Taster und Status-Leds bevorzugen. Das hat den Vorteil, dass man beim Einschalten einmal ein generelles Reset über die Koppel-Hardware laufen lässt und sicher sein kann, dass man mit einem sauber definierten Schaltzustand beginnt. Dadurch, dass der µC nach einem Tastendruck auch die Status-Led aktiv ein- oder ausschalten muss, ist auch unmittelbar sichtbar, dass der µC reagiert hat.
Grundsätzlich wäre das bei einer Schaltwippe zwar genauso sichtbar, und eigentlich sollte eine Abfrage auch hier problemlos laufen, aber ich finde es persönlich angenehmer, wenn der Befehlsempfänger "Jawoll, Chef!" sagt.
Um sich große Menü und Display-Programmierungen zu ersparen, kann man überlegen die Midikanal-Zuweisung über die altbekannten Mäuseklaviere vorzunehmen.
Bei 16 (0-15) möglichen Midi-Kanälen benötigt man pro Manual/Pedal einen 4er DIP-Schalter (2^4), um dem Werk einen Kanal zuweisen zu können. Das macht dann 16 Pins am µC zur Midi-Konfiguration.
Einzige Fehlerquelle ist dann hier der User, der natürlich auch alle Werke auf den gleichen Kanal setzen könnte, was sicher zu interessanten Effekten führen würde.
Da wäre aber eine kleine Warnleuchte einfach zu realisieren, die bei Kanaldopplungen angeht.
Grundsätzlich sollte man sich auf einen möglichst breit nutzbaren Koppelapparat einigen, anstatt jeden, einmal irgendwo gesehenen oder gelesenen Spezialfall abbilden zu wollen.
Sonst kommen wir nämlich nie aus der Entwicklungsphase heraus.
Was die ganzen Idee von einer individuellen Programmierung über USB und den PC angeht, so möchte ich noch daran erinnern, dass man dann auch noch eine entsprechende Anwendersoftware auf dem PC benötigt, die jemand programmieren muss.
Im Augenblick reden wir hier von µC-Programmierung mittels einer entsprechenden Entwicklungsumgebung, die höchstwahrscheinlich auf einer abgewandelten Version von C+ basiert. Das wäre zumindest bei Arduino, Teensy oder ESP 8266 der Fall.
Um damit zu hantieren, muss man sich schon ein wenig einarbeiten und auch selbst programmieren. Das ist sicher nichts für einen musikbegeisterten Forenuser, der einfach nur einen Koppelapparat möchte und keine Bastelambitionen hat.
VG
Festival Trumpet 8'
basson16
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gelöscht
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#57 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
Zunächst einmal vielen Dank an Festival Trumpet 8 und Weidenpfeife, die mir einen großen Teil der Tipparbeit abnehmen...
Zitat
Am einfachsten ist die Koppelfunktion über ein paar Register- oder Schaltwippen zu realisieren. Die haben die zwei möglichen Zustände: "ein" und "aus", genauso wie die Standardkoppeln auch. Der Microcontroller fragt den Zustand der Wippen ab (oder merkt sich den Zustandswechsel). Wenn eine Wippe auf "ein" steht, dann kann er die Koppelfunktion ausführen, z.B. für jede gedrückte Taste des Zielmanuals einen zusätzlichen "Tastendruck" an die oktavierte Taste des angekoppelten Manuals senden.
Genau das ist im Moment implementiert. Die Whitebox "merkt" sich, welche Tasten auf den einzelnen Manualen gedrückt sind, und welche der Koppeln aktiv sind. Werden die gedrückten Tasten losgelassen oder neue Tasten gedrückt, oder Koppeln gezogen oder abgestoßen, werden die NoteOn/NoteOff-MIDI-Messages für die angekoppelten Manuale entsprechend erzeugt.
Zitat
Solch ein Programm müsste man im Prinzip für jede Orgel und deren zusätzliche Koppeln passend erstellen. Aber die Hersteller nutzen ja bestimmte Konventionen für die Zuordnung von Manualen zu MIDI-Kanälen. Daher sind dann auch vermutlich viele Programmfunktionen wiederverwendbar. Für ein Einzelstück würde dann das Programm passend für die Orgel und die gewünschten Koppeln parametrisiert und in den Microcontroller geladen.
Da ich ja "meine Pappenheimer" (und versteht das bitte in aller Freundschaft) mittlerweile kenne, und ein solches Projektchen gleich gerne weitere Laufkundschaft anzieht, ist das Programm gleich so geschrieben, dass es sich relativ leicht auf andere DO-Typen anpassen lässt. Der größere Teil des Programms bleibt immer gleich, man könnte natürlich auch mehrere Orgeltypen in einem Programm vorsehen und das wie von Festival Trumpet 8 vorgeschlagen per Dipschalter o.ä. einstellbar machen. Bei den geringen zu erwartenden Stückzahlen halte ich es aber für absolut vertretbar, das über ein paar wenige Firmwarevarianten zu erledigen, in nur wenigen Minuten ist eine neue Firmware angepasst und auf den Microcontroller programmiert.
Zitat
Zum Laden des Programms auf den Microcontroller gibt es passende Geräte (Kabel, Sockel, Programmierboards etc.). Im einfachsten Fall hängst du an den PC, auf dem das Programm erstellt wird, per USB-Kabel ein Kästchen an, in das der Microcontroller zur Programmierung gesteckt wird. Ist die Programmierung abgeschlossen, wird er in deine "White Box" umgesteckt und du kannst loslegen.
Initial muss ich einmal das Programm über einen Programmieradapter auf den Microcontroller laden. Es läuft dann immer sofort los, sobald der Strom angeschlossen wird. Ich habe aber auch eine Update-Möglichkeit über USB eingebaut, sodass sich die Software leicht austauschen oder erweitern lässt, sollte dies erforderlich werden.
Aktuell sind in der Firmware folgende Koppeln implementiert:
Intrakoppeln:
Super III,
Sub III,
Super II,
Sub II,
Super I,
Sub I,
Super Ped.
Interkoppeln:
Sub III/II, Super III/II,
Sub III/I, Super III/I
Sub II/I, Super II/I
Dieses Setup ist relativ leicht erweiterbar, bildet aber den aktuellen Stand der Firmware ab.
Viele Grüße
Johannes
#58 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
Das dürfte bei der Pfeifenorgel auf einer anderen Ebene gelöst sein. Die Weigle Orgel in Nagold (mein neues Sampleset) verfügt übrigens auch über ein solches System, bei dem der Organist beliebige Koppeln einstellen kann etc. MIDI In- und Out hat sie auch. Der Hauptspieltisch ist mechanisch, hat aber zusätzliche Elektromagnete für jedes Tonventil. Die gesamte Steuerung läuft in einer SPS (Speicher Programmierbaren Steuerung), das ist ein standard-Industrierechnersystem, das ist heutzutage im Orgelbau recht weit verbreitet. Das steuert auch den Touchscreen an und dort sind die Koppeln implementiert, die MIDI-Schnittstelle ist nur eine Zusatzfunktion.
Hier in Braunschweig in der Katharinenkirche (Beckerath, 54 Register) wurde das soweit getrieben, dass man eine Art Jukebox in der Kirche installiert hat (man hat das "Audiomat" getauft, was für eine schreckliche Bezeichnung), mit der Kirchenbesucher gegen Einwurf kleiner Münze zuvor vom Organisten aufgezeichnete Orgelstücke abspielen lassen können, eine geniale Idee!
Vielen Dank euch allen für die Erklärungen. Viele Fragen sind jetzt beantwortet. Ich fasse das mal kurz für mich zusammen:
- Eine WhiteBox mit mind. 13 Schaltern um die Koppeln ein- und auszuschalten
- Eine LED pro Schalter um zu zeigen: Aktiv / Inaktiv
- MIDI-Buchsen um das ganze Ding an der Orgel anzuschließen
- 220V für den Betrieb
- Software ist weniger oder mehr "orgelspezifisch" und wird von außen aufgespielt
- Programm muss nicht gestartet werden, sondern "der Kasten läuft", sobald Strom anliegt
HABEN WILL!!
Ich würde mich hiermit als Pilotkunde anbieten. Was kann ich tun, was muss ich besorgen?
Derzeit steht meine Orgel ja gut erreichbar und ist nicht verbaut. Außerdem ist die Intonation eh Schrott und muss komplett neu gemacht werden im Herbst. Daher käme es mir auf den ein oder anderen Factory-Reset auch nicht an, wenn mal was schiefgehen sollte...
VG
Kunde 1
#60 RE: RE:Kreuz- und Querkoppeln
Einen Punkt sollte man nicht außer Acht lassen: Beim Einsatz mehrerer Kreuz- und Querkoppeln kann es passieren, dass man an die Polyphoniegrenzen einer Orgel stößt.
Bei einer Pfeifenorgel klingen die durch die Koppeln zusätzlich zu spielenden Pfeifen, solange genug Wind in der Lade ist. Bei der Digitalorgel hingegen hat der Hersteller inzwischen so viele polyphonen Stimmen vorgesehen, dass mit dem Werksausbau an Koppeln, bei 10 Fingern und 2 Füßen gleichzeitig im Einsatz, noch alle gespielten Töne auch im Tutti klingen können. Wenn man jetzt auf 20-40 Finger erhöht, kann es eng werden. Zumindest rechne ich damit, dass in meiner Concerto 234 in diesem Fall zusätzliche Baugruppen für die Klangerzeuger benötigt würden. Ich glaube, ich werde das mal demnächst mit ein paar verfügbaren Familienangehörigen ausprobieren .
Das heißt, aus einem Salizional oder einer Gamba 8' einen schönen Streicherchor 16', 8' und 4' zu erzeugen, das dürfte gelingen. Beim Versuch, das Tutti zu verbreitern, rechne ich mit interessanten Klangeffekten oder Aussetzern.
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