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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK MIDI-Keyboard. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Musiker Ein charakteristisches Merkmal des hier beschriebenen Keyboards ist, dass seine Ausgabe nicht wie bei herkömmlicher EMI ein Ton ist, sondern die Ausgabe einer digitalen Musikschnittstelle MIDI. Selbstverständlich können an ein solches Keyboard verschiedene Musikinstrumente angeschlossen werden, sofern diese über einen Eingang dieser Schnittstelle verfügen. Viele Industriesynthesizer, wie beispielsweise die PSS-Serie von Yamaha, verfügen über kleinere Tastaturen, die nicht immer komfortabel zu spielen sind, und ein MIDI-Keyboard mit Tasten in voller Größe ermöglicht eine deutliche Erweiterung ihrer Leistungsfähigkeiten. In diesem Fall müssen natürlich keine Änderungen oder Designverbesserungen am Instrument vorgenommen werden – Sie müssen lediglich das Keyboard mit einem MIDI-Kabel mit dem MIDI IN-Eingang des Synthesizers verbinden und es für den Empfang von MIDI-Signalen programmieren. Das vorgeschlagene Gerät kann auch Teil Ihres Heim-MIDI-Studios werden oder in Verbindung mit Soundmodulen und Samplern in einer tastaturlosen „Rack“-Version verwendet werden.
Die 1982 erschienene digitale MIDI-Musikschnittstelle ermöglichte die Trennung der darstellenden (Master) und klangerzeugenden (darstellenden) Teile von Musikinstrumenten [1-3]. Die zwischen ihnen übertragenen Informationen haben die Form einfacher Befehle, die für Tastaturen, Griffbretter, Blasinstrumente und andere EMPs üblich sind. Befehle spiegeln den Einfluss des Interpreten auf das Instrument wider, zum Beispiel „Eine Note einschalten“, „die Position des Reglers ändern“. Trotz der Tatsache, dass die Methoden und Techniken zum Spielen der Instrumente unterschiedlich sind, sind MIDI-Befehle universell, was es Ihnen ermöglicht, verschiedene Arten von EMP anzuschließen und beispiellose Kombinationen von Leistungs- und Klangmöglichkeiten zu erhalten. Die Aufgabe von Spielgeräten besteht darin, die subtilsten Nuancen der musikalischen Darbietung möglichst vollständig und korrekt wahrzunehmen und zu vermitteln. Moderne EMP-Keyboards werden als dynamisch bezeichnet, weil sie nicht nur die Tatsache des Tastendrucks, sondern auch die Kraft oder Geschwindigkeit des Tastendrucks aufzeichnen [5], was sich sowohl auf die Lautstärke des Klangs als auch auf seine Klangfarbe auswirken kann – je nachdem, wie er ist programmierte AMY. Darüber hinaus kann die Geschwindigkeit die Aktivierung von Soundeffekten und sogar das Umschalten von Tönen steuern. Beispielsweise erklingt das Instrument bei „sanftem“ Spiel mit einer Klangfarbe, bei „harter“ Spielweise mit einer anderen. Diese Technik wird häufig bei Sampler-Instrumenten verwendet. Nehmen wir an, sie nehmen den Klang eines Klaviers mit starkem und schwachem Anschlag einer Taste in einem Sampler auf und mischen dann die Klänge in einem Verhältnis, das von der Anschlagsgeschwindigkeit abhängt. Dadurch können Sie die Dynamik und den Klangfarbenumfang eines natürlichen Klaviers simulieren und während des Spielens flexibel steuern. Viele akustische Instrumente verfügen jedoch über mindestens einen weiteren Grad der Klangregelung. Bei Griffbrett- und Blasinstrumenten ist es möglich, den Klang nach dem Aufnehmen einer Note weitgehend zu variieren. Beim Spielen von Streichinstrumenten besteht die E-Gitarre aus der Kunst, den Klang einer Note mit Klammern, Vibrato und anderen Spieleffekten zu versehen. Und wie verlockend ist es für einen Keyboarder, nicht automatisch, sondern mit den Fingern ein natürliches und lebendiges „Vibrato“ zu verwenden oder einen Akkord durch Eingabe einer Modulation wiederzubeleben, ohne die Finger von den Tasten zu nehmen) Mit einer berührungsempfindlichen Tastatur können Sie all dies tun. weil es die Kraft misst, die der Fingerdruck des Musikers während des Klangs der Note ausübt. Vielleicht wird es in Zukunft Tastaturen geben, die den Druck auf die Tasten in alle drei Richtungen messen – all das werden Musiker sicherlich nutzen wollen. Selbstverständlich müssen alle gemessenen Parameter über die Schnittstelle übertragen werden und alle angeschlossenen EMR steuern. Dafür stellt der MIDI-Standard die Mittel bereit, deren Kern in der folgenden Tabelle dargestellt ist. 1. Der Befehl „ON NOTE“ enthält Informationen über die Kraft oder Geschwindigkeit beim Drücken jeder Taste der Tastatur. Alle dynamischen Keyboards messen und übertragen diesen Parameter im Bereich von 0 (kein Ton) bis 127 (Fortissimo). Ebenso gibt der Befehl „NOTE AUSSCHALTEN“ die Geschwindigkeit an, mit der die Note losgelassen wird. Nur wenige Keyboards messen diesen Parameter, daher wird häufig stattdessen der Befehl „ON NOTE“ bei Nullgeschwindigkeit verwendet, was vom MIDI-Standard nicht verboten ist. Der Befehl „DRUCK AUF DIE TASTE“ wird nur von einigen dynamischen Keyboards übertragen – solchen, die den Druck der Finger des Musikers auf die Taste nach dem Anschlagen der Note wahrnehmen. Der Befehl „WHEEL POSITION“ wird übertragen, wenn das Tonänderungsrad gedreht wird, sofern eines vorhanden ist. Tabelle 1
Eine große Gruppe von Befehlen „CHANGE CONTROL“ ist für beliebige, sowohl diskrete als auch kontinuierlich arbeitende Steuerungen reserviert. Die Bindung bestimmter Schalter und Bedienelemente an die Codes gesendeter und empfangener Befehle ist für jedes Instrument individuell. Dazu gehört auch das Modulationsrad, mit dem Sie den Vibrato-Effekt während des Spiels steuern können. Das vorgeschlagene MIDI-Keyboard ist das einfachste. Es überträgt nur zwei Befehle – „ON-OFF NOTE“ auf jedem der sechzehn MIDI-Kanäle. Da die Tastatur nicht dynamisch ist, wird die Tastendruckgeschwindigkeit immer mit der gleichen Geschwindigkeit von 63 übertragen. Darüber hinaus wird alle 300 ms ein „ACTIVE TEST“-Befehl (OFEh-Byte) übertragen, der manchmal zum Testen der elektrischen MIDI-Verbindung verwendet wird. Der Single-Chip-Mikrocomputer K1816BE35 (DD6) ermöglichte eine erhebliche Vereinfachung der Schaltung des Geräts. ROM K537RF5 (DS1) enthält die Codes des vom Mikrocomputer ausgeführten Programms (Tabelle 2). Lücken in der Tabelle können mit einem beliebigen Code gefüllt werden. Register K580IR82 (DD7) wird zum Speichern des unteren Teils der ROM-Adresse [4] verwendet. Das Signal am Ausgang „MIDI OUT“ wird per Software generiert, sodass die Übertragungsrate direkt von der Frequenz des ZQ1-Quarzresonators abhängt. Seine Frequenz kann im Bereich von 8820 ... 8990 kHz liegen – sie eignet sich beispielsweise gut für einen Resonator, der in PAL-Decodern mit einer Frequenz von 8,86 MHz verwendet wird. Tabelle 2 Adresse 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 abcdef K.S. 0000 23 ff 3a 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 5d5c 0010 b00 00 ba 00 bb 00 f00 00c 00 00c 00 00 00 00 vc34e 80 f64 b74 7с еb 0020 a00 8 ea 20 ef 08 b08 fe 0 2 39 2f97c 36 50e ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff 67e1f 0030 a6 0 e1 29 0 18 26 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff aca20 9 34d b00 04f f9 9 0040 a1 1 0 0050 fc 7 67 a6 80 04 b32 0b0080f 2 9f 3 1 03d 90 9 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff d34cc 00b03 24d b9 34f f00 9 8 a3 0090 3 fc 34 00 a2 04 32 b6 00b 0f 2c9 3f 1 03 80d 9 34 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff d00cc 03 24 9 34a f00 e9 e7 e2 e00 b0 3 34 00 2 04 32 6 b0100b23 00 3 9 7 7 7a 7 9 08 00 00 00 00 00 00 8 3 b0110b00 00 00 b00 3 77 e00 00 bb 00 fb 00a00f 00 00 00 00 00 eb 1f 1 b0120 00f a00 00 00a 9 ff ff ff f14f23 Mit der SB1 „Reset“-Taste des Mikrocomputers wird die MIDI-Kanalnummer programmiert. Die Tastaturkontakte S1–S64, verbunden mit den Multiplexern K155KP1 (DD1–DD4), werden nacheinander abgefragt, um gedrückte Tasten zu erkennen. Die Ausgänge dieser Mikroschaltungen werden vom Multiplexer K555KP2 (DD5) geschaltet. Der Status des abgefragten Kontakts wird am Testeingang TO (Pin 1) des Mikrocomputers DD6 festgelegt. Die Tastatur wird von einer 5-V-Gleichstromquelle gespeist und der Stromverbrauch beträgt nicht mehr als 0,5 A. Die Leiterplatte für das Gerät wurde nicht entwickelt. Um die Länge des Kabelbaums zu reduzieren, befinden sich die Multiplexer DD1-DD4 direkt unter der Tastatur. Anstelle der mechanischen Kontakte S1-S64 können auch Reed-Schalter mit an den Tasten befestigten Magneten verwendet werden. Kontakt S1 entspricht der unteren Taste (Note C zur großen Oktave), S64 - der oberen. Der Anschluss X1, über den ein MIDI-Kabel mit einem MIDI-Keyboard verbunden wird, ist eine standardmäßige fünfpolige Buchse СШ5 (DIN-5) mit unbenutzten Pins 1 und 3. Der K1816BE35-Chip kann durch K1816BE39, K573RF5 durch K573RF2 und K555KP2 durch K555KP12 ersetzt werden. Die Multiplexer DD1-DD5 können alle ähnlichen Serien K133, K555, K533, K1533 sein. Bei bekanntermaßen guten Teilen und fehlerfreiem Einbau funktioniert die Tastatur sofort nach dem Einschalten. Sollte dies jedoch nicht der Fall sein, prüfen Sie zunächst, ob an allen Mikroschaltungen Versorgungsspannung anliegt. Beobachten Sie mit einem Oszilloskop die Taktimpulse an Pin 11 des DD6-Chips. Das Fehlen von Schwingungen ist ein Zeichen für eine Fehlfunktion dieser Mikroschaltung oder des ZQ1-Resonators. Als nächstes wird der Ausgangsleiter des 1-Chip-DD6 vom Pin 9 des DD5-Chips getrennt und an einen gemeinsamen Draht angeschlossen. Schließen Sie Kopfhörer an die Steckplätze 5 und 4 des Steckers Wenn sie nicht vorhanden sind, ist einer der Mikroschaltkreise DD1, DD3 oder DS6 defekt. Verbinden Sie dann die Pins 7 und 1 von DD1 und DD9 wieder. Jetzt sollten Klickgeräusche in Telefonen jedes Mal hörbar sein, wenn Sie Tasten drücken und loslassen. Ist dies nicht der Fall, liegt der Fehler in der Mikroschaltungsbaugruppe DD6-DD5 oder es sind dauerhaft geschlossene Kontakte zwischen den Tastaturkontakten vorhanden. Schließen Sie die Tastatur gemäß den Empfehlungen in [3] an das Instrument an. Beim Einschalten wird das Keyboard automatisch auf den ersten MIDI-Kanal eingestellt. Um die Kanalnummer zu ändern, drücken Sie die SB1-Taste „Reset“ und drücken Sie, ohne sie loszulassen, die Taste mit der Seriennummer des gewünschten Kanals. Lassen Sie zuerst den Knopf los, dann den Schlüssel. Nach einer solchen Umschaltung der Gerätekreise werden alle Befehle über den Kanal mit der gewünschten Nummer übertragen. Literatur
Autor: Alexey Studnev, Zhukovsky; Veröffentlichung: cxem.net
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Kommentare zum Artikel: Gast Wie wird die Geschwindigkeit der Tastenanschläge erkannt? weil es nur eine Taste pro Taste ist.
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