Projekttagebuch "Orgelbau Nummer 2"

[Christian_Hofmann]

In diesem Thread will ich euch gerne an meinem neuen Projekt teilhaben lassen. Ich habe vor zwei Jahren schon einmal eine digitale Sakralorgel gebaut. Damals habe ich aber so gut wie alle Fehler gemacht die man dabei nur machen kann. Es funktionierte zwar, aber Handwerklich und technisch war es eben kein gutes Ergebnis. Daher nutze ich nun die Technik die ich noch in der Werkstatt habe und versuche es noch einmal, dieses mal aber besser. Als Grundlage dienst ein Wersi Helios Gehäuse welches komplett leer ist. Das Ziel ist eine Orgel mit drei Manuale, Pedal, Touchscreen und Registerzüge.


Akt 1: Die Manuale
Ich habe aus zwei Bontempi Orgeln noch drei Manuale im Keller stehen. Leider ist die Orgel selbst unbrauchbar, aber die Manuale sind sehr gut. Im ersten Schritt habe ich erst einmal eines der Manuale zerlegt und mit einmal angeschaut wie die Tastenmatrix aufgebaut ist. Es handelt sich um eine 8x8 Matrix wovon ein Strang direkt auf die anderen Manuale durchgeschleift wird. Somit ergibt sich also eine 8x24 Matrix. Also kein Problem für den Arduino Due. Die Software ist schnell geschrieben und gibt die Mididaten vom ersten Manual auf Kanal 2 aus, zweites auf Kanal 3 und drittes auf Kanal 4. Kanal 1 ist für das Pedal reserviert.

Damit die Manuale alle auf der passenden Höhe sind habe ich aus Rahmenhölzer (Fichte) einen einfachen Unterbau gebastelt. Somit lassen sich die drei Manuale auch später gemeinsam leicht entfernen.

Die ersten versuche mit der Schaltung

Es scheint zu funktionieren

Die ersten Versuche alles richtig auszurichten im alten Wersi Gehäuse

Na kann sich doch sehen lassen

Die Programmierer werden es verstehen...


Akt 2: Zwei alte Pedale beleben.
Ich habe mich für zwei Stummelpedale entschieden, ein Vollpedal ist zwar sehr viel authentischer, aber es nimmt zum einen sehr viel Platz weg, zum anderen ist es auch nicht ganz einfach gemäß den BDO Normen zu bauen. Also lassen wir das virtuose Pedalspiel und beschränken uns auf zwei Oktaven. Später könnte ja noch ein echtes Pedal eingebunden werden.

Aus der alten Wersi Orgel habe ich zwei solche Pedale. Die Mechanik ist ist Ordnung, aber die Technik ist.... Sagen wir mal "nicht so gut".

Also die alten Kabel komplett raus und durch neuen Draht ersetzen. Das ganze ist nicht weiter schwierig, sofern man einen Lötkolben benutzen kann. Es ist nur bei den alten Platinen sehr unangenehm welche Gerüche dabei entstehen. Also Nase zu und durch.

Die neuen Drähte sind sicher verlötet. Nachdem das ganze nun eingepasst wurde funktioniert es auch. Der nächste Schritt ist dann die nächsten Tage die Software des Arduinos entsprechend zu erweitern.

Fortsetzung folgt...

 

[Christian_Hofmann]

Akt 3: Weiter geht es

Nachdem ich nun die Holzunterkonstruktion anständig vermessen und verleimt habe, konnte ich die drei Manuale nun endgültig in der Endposition befestigen. Zusätzlich habe ich die Software des Arduino angepasst damit die beiden Pedale (2 Oktaven zusammen) ebenfalls auf ihrem eigenen Midi Kanal senden. Außerdem habe ich bereits die beiden zukünftigen Schweller, 57 Registerschalter und diverse Schnelltaster in der Software vorbereitet. Diese müssen nur noch geliefert und angeschlossen werden.

Die Kabel sind im Moment noch provisorisch da die Flachbandkabel in der passenden Länge noch auf sich warten lassen. Der Austausch ist aber kein großes Problem.

Der Raspberry Pi ist nun auch vorbereitet, auf diesem läuft die Software Aeolus (Organnery Fork) zur Klangerzeugung. Die Software dort ist noch rudimentär und muss noch die nächsten Tage weiter optimiert werden.

Für die Steuerung ist noch ein zusätzlicher Laptop notwendig, aber das wird sich in kürze ändern.

Hier noch einmal die Zusammenstellung der Orgel

Zum Abschluss das erste mal spielen an der Orgel, leider etwas schwierig ohne Registerknöpfe

Anmerkung: Das Stück stammt von mir selbst, daher darf ich es verwenden .

Fortsetzung Folgt....

 

[AchimK]

Schweller, 57 Registerschalter und diverse Schnelltaster

spannend, und wo bekommt man die Bauteile?

 

[Christian_Hofmann]

Beim Orgelbauer. Die haben immer riesige Lager mit Teilen aus abgebauten Orgeln. Da habe ich für mein erstes Projekt auch mein 32 Tasten vollpedal bekommen. Gezahlt habe ich 50 Euro.Auf gebraucht Märkte zählt man gut und gerne 300-Tausende euro.

 

[Christian_Hofmann]

Akt 4: Technische Details

Nachdem der Rahmen nun grob vorgefertigt ist, ist es an der Zeit klanglich an das ganze heran zu gehen.

Aber vorher habe ich eine wichtige Entscheidung getroffen. Anstelle des Raspberry Pi habe ich mich für einen Thinclient entschieden für die Software. Dieser war bei eBay Kleinanzeigen für 30 Euro zu bekommen. 4GB Ram, 16GB SSD und 4x2Ghz Rechenleistung. Ist zwar nicht zwingend notwendig, aber angenehmer und vor allem flexibler, aber auch sehr viel schneller. Lieber ein System das bei Belastung kaum etwas tun muss, als ein System das fast am Limit ist. Im folgenden Bild sieht man den noch sehr provisorischen Aufbau

Aeolus ist eine schöne Software, die Entwickler sind nur unheimlich schlecht im klanglichen nachbilden einer echten Orgel. Daher habe ich nun bestimmt 200 Stunden investiert meine eigene Orgel zu intonieren. Nicht einfach aber machbar. Wer wissen will wie so was aussieht, der kann an den folgenden Bildern einmal sehen was man alles so einstellen muss. In diesem Beispiel handeltz es sich um eine 16" Posaune

Puh und das für 54 Register... Aber es lohnt sich. Da hatte ich doch spontan einmal Lust auf eine schnelle Improvisation (Die kleinen Aussetzer bei der Aufnahme sind dem Smartphone geschuldet mit welchem ich aufgenommen habe über eine Kabelverbindung)

 

[TK Olli]

Aeolus ist eine schöne Software, die Entwickler sind nur unheimlich schlecht im klanglichen nachbilden einer echten Orgel.

Ansichtssache, ich schätze die Arbeit von Fons Adriaensen sehr.

Habe selbst schon des öfteren mit dem Gedanken gespielt herumliegende Hardware mit Aeolus aufzuwerten. Wie ist es denn machbar die Registrierung von Aeolus über Hardware-Schalter zu ermöglichen?

 

[Christian_Hofmann]

Im Grunde ist das schwerste daran die Dokumentation zu finden. Um die Registrierung über Schalter zu realisieren muss auf dem Midi Kanal der dem Manual zugewiesen ist ein NoteON/NoteOFF gesendet werden auf den Noten die nicht verfügbar sind. Note 1 wäre das erste Register, Note 2 das zweite. Mit mididings kann man das zumindest im Organnery Image auch beliebig zurechtbiegen wie man es braucht.

Ansichtssache, ich schätze die Arbeit von Fons Adriaensen sehr.

Ja natürlich, an dem nachbilden von Orgeln haben sich schon die besten Tontechniker die Zähne ausgebissen.

 

[TK Olli]

Im Grunde ist das schwerste daran die Dokumentation zu finden. Um die Registrierung über Schalter zu realisieren muss auf dem Midi Kanal der dem Manual zugewiesen ist ein NoteON/NoteOFF gesendet werden auf den Noten die nicht verfügbar sind. Note 1 wäre das erste Register, Note 2 das zweite.

Vielen Dank für den Rat!
Inspiriert durch die Info habe ich dann mal im Quellcode in der README-Datei nachgelesen, da wird bestätigt und noch ergänzt:

6. Midi control of stop buttons
-------------------------------

The protocol uses one controller number. The default is #98, but you
can change this in global.h. The message is accepted only on channels
enabled for control in the midi matrix.

The value is interpreted as follows:

v = 01mm0ggg

This type of messages (bit 6 set) selects a group, and either
resets all stops in that group or sets the mode for the second
form below.

mm = mode. This can be:

00 disabled, also resets all elements in the group.
01 set off
10 set on
11 toggle

ggg = group, one of the button groups as defined in the instrument
definition. In the GUI groups start at the top, the first one (for
division III) being group #0.

The values of mm and ggg are stored and need not be repeated unless
they change.

v = 000bbbbb

According to the current state of mode, this command switches a
stop on or off, or toggles its state, or does nothing at all.

bbbbb = button index within the group.

Buttons are numbered left to right, top to bottom within each
group. The first one is #0.

Vielen Dank, damit lässt sich arbeiten!

 

[Christian_Hofmann]

Wenn du einen Raspberry Pi hast, dann rate ich dir zu Organnery https://organnery.com/download.php dass ist im Grunde ein Fork von Aeolus und es kommt direkt alles mit. Ich nutze es auch und das System ist 4 Sekunde nach dem einschalten spielbar.

 

[Christian_Hofmann]

@TK Olli ich habe Aeolus ja einige Zeit liegen lassen weil ich mit GrandOrgue gearbeitet habe. Ich würde die Registersteuerung acuh langsam mal für Aeolus anpassen müssen. Bin aber noch nicht ganz schlau aus der Dokumentation.

Nehmen wir mal die folgende Konfiguration an:
Pedal Midi Kanal 1
Manual Midi Kanal 2

Nun möchte ich auf dem Pedal das erste Register einschalten. Also müsste ich quasi auf dem Kanal 1 dann einen ControlChange 98 seden und keine NoteON/NoteOFF. Nun ist mir aber unklar wo ich die Parameter hinpacken soll. Bleiben wir bei dem Beispiel Pedal erstes Register. Als Arduino Code würde ich also dieses hier nehmen:

void controlChange(byte channel, byte control, byte value) {
  midiEventPacket_t event = {0x0B, 0xB0 | channel, control, value};
  MidiUSB.sendMIDI(event);
}

Die Werte wären dann wie folgt:
channel = 1
control = 98
value = 0 (???)

Aber value kann ja nur einen Wert zwischen 0-127 besitzen. Somit fehlt die Information ob es eingeschaltet oder ausgeschaltet werden soll. Oder mache ich hier einen Denkfehler? Hier noch einmal eine Ergänzung https://git.audiotronic.fr/Organnery/aeolus/src/master/docs/MIDI_CONTROLS.md

Vielleicht kannst du da etwas Licht ins Dunkel bringen.

 

[Christian_Hofmann]

Nachtrag:

Ich habe mal das Organnery Video angesehen:



Ab Minute 5:06 wird hier jedoch die Option wie vermutet beschrieben. Ein NoteON/OFF auf den Noten ab 0.... Irgendwie verwirrend. Ich werde es mal mit den NoteON/OFF Prinzip probieren und berichten. Dies wäre natürlich das schönste.

 

[TK Olli]

Vielleicht kannst du da etwas Licht ins Dunkel bringen.

ich versuche es mal… auch wenn ich weiterhin noch nicht die Gelegenheit hatte es selbst komplett zu verifizieren.

auf dem Pedal das erste Register einschalten

zum Auswählen des Anschalten-Modus für die Pedal-Register ein CC mit:

channel = 1 (weil Pedal)
control = 98 (default)
value = 99
(v = 01mm0ggg = 01100011 = 99, mit mm = 10 (set on) und ggg = 011 = 3 (III ist Gruppe 0, Pedal ist dann wohl Gruppe 3))

anschließend zum Anschalten des ersten Registers des Pedals (Subbass) wohl ein CC mit:

channel = 1 (weil Pedal)
control = 98 (default)
value = 0

Könnte es sein, dass das Schalten von Registern per NoteON/OFF eine Option ist, die nur mit Organnery zur Verfügung steht?
Wirklich ganz verstanden habe ich die Zuordnung von CC-Befehlen zu den Registern auch noch nicht, ich konnte aber über das Senden von CC-Befehlen ganze Gruppen aussschalten:
value = 64 = 0100 0000, DIV I aus: reset für III
value = 65 = 0100 0001, DIV II aus: reset für II
value = 66 = 0100 0011, DIV III aus: reset für I

 

[Christian_Hofmann]

Könnte es sein, dass das Schalten von Registern per NoteON/OFF eine Option ist, die nur mit Organnery zur Verfügung steht?
Wirklich ganz verstanden habe ich die Zuordnung von CC-Befehlen zu den Registern auch noch nicht, ich konnte aber über das Senden von

Genau so ist es, Organnery bietet die Möglichkeit mit NoteON/OFF die Register zu schalten. Der Midi Kanal der dem Werk zugewiesen ist wird genutzt. Wenn Pedal auf Kanal 4 ist, dann schaltet ein NoteON auf Kanal 3, Note 0 das erste Register ein.

Der Fallstrick ist hier dass der Midikanal immer -1 ist. Bedeutet Pedal ist auf Kanal 1, dann funktionieren die NoteON für die Register auf Kanal 0. Bei 2 dann auf 1 und so weiter.

Du kannst das verhalten auch prüfen mit der Organnery Fassung. Ein aseqdump auf den Ausgang von Aoelus und du bekommst beim anklicken das entsprechende Signal raus wenn du etwas in der Software veränderst.

 

[happyfreddy]

Nur mal als Anregung .........

Vor Jahren habe ich mal eine desolate Wersi Galaxis midifiziert um
jemandem zu helfen aus dieser 3 manualigen Orgel einen Spieltisch
für eine Anwendung des PC Programms HAUPTWERK zu realisieren.
Die Registerschalter dieser Orgel sollten dann auch für die Umschaltung
der HAUPTWERK Register fungieren.
Da in dieser Wersi Weltraumserien Orgel alles an Schaltern elektronisch
realisiert ist was mit einer Schaltspannung von - 15 V geschieht, wurde
für jede Registergruppe eines Mauals ein eignener MIDI KANAL verwendet.
Es ist völlig egal ob eine MIDI Scanplatine nun 61 Tastenkontakte oder
Registerschalter abfragt.
Die Lösung hier " unbenutze Tastenkontakte" einer Manual Scanplatine
als Register zu definieren erscheint mir zu aufwändig.
Priorität haben nunmal die Tasten und nicht die Register.
Somit fungieren die Registergruppen genauso wie die Tastaturen und es sind so
rein theoretisch bis zu 61 Register pro Manual möglich.

In einem zweiten Arbeitsschritt wurde dann die ursprüngliche Galaxis wieder flott
gemacht und deren Tonerzeugung lief dann parallel zum PC Programm Hauptwerk.
Die Register der Galaxis wurden dazu denen der Wersi Sakralorgel Toccata bzw Zenit
angeglichen.
Da das MIDI für jedes Manual einzeln eingeschaltet werden kann und auch ein
Soundcomputer hier gezielt Register schaltet dient der Spieltisch der Galaxis
durchaus auch dem des PC Programms Hauptwerk.
Die monofone 30 Tasten Pedalelektronik wurde für MIDI auf Polyfon umgebaut..

 

[Christian_Hofmann]

Die monofone 30 Tasten Pedalelektronik wurde für MIDI auf Polyfon umgebaut..

Ich habe mein Pedal aus zwei Stummelpedalen zusammengebaut und um ein orgeltypisches virtuoses Pedalspiel zu ermöglichen die Stummel dann noch verlängert. Auf dem Foto sieht es etwas schief aus, dass ist aber der Smartphone Kamera geschuldet.

Die Lösung hier " unbenutze Tastenkontakte" einer Manual Scanplatine
als Register zu definieren erscheint mir zu aufwändig.

Mit den an den Orgeln vorhanden Tasten und Schalter wird man auch selten genügend Tasten haben für eine größere Orgel. Am besten ist es da wirklich entweder alles neu machen mit Schalter (inkl. eigener Steuerung) oder ein Touch Display anbringen. Ich habe mich schlussendlich für Leuchttaster entschieden. Beim Drücken sendet mein Arduino ein Midisignal und schaltet die LED ein oder aus. Gleichzeitig empfängt er von GrandOrgue auch die Informationen wenn ich am Display etwas verändere und zeigt dies richtig an. Im Grunde ist bei mir von der Wersi Orgel nur die Manuale übrig geblieben. Aber dort auch wieder nur die Mechanik. Die Tasten habe ich mit Reedkontakten ausgestattet weil das besagte Elektronikproblem mir dann zu aufwändig war zu lösen.

 

[happyfreddy]

Reed Kontakte in Musikinstrumenten haben langfristig ein Problem derart,
daß die Metallzungen im Reedkontakt selbst magnetisch werden.
Gezogene Kontaktfedern über einen Sammeldraht etc sind unabhängig vom Tastenhub
und immer sauber durch die Selbstreinigung. Hier hätte ich das Wersi System der HK Platinen gelassen und diese Platinen bis auf diesen Bereich abgerüstet.
Alternativ zu den Kontaktfedern bieten sich hier die Silber Palladium Drähtre an, die Böhm
früher in seinen nT Orgeln verbaut hat. Übrigens hat jede Tonewheel Hammond an den Tastenkontakten vorn ein kurzes Stückchen Silberpalladiumdraht aufgepunktet.
Silber Palladium ist ein wirklich schmutzresistenter Werkstoff, der sich obendrein auch
löten läßt.

Virtuos wirst Du nur eine begrenzte Zeit mit dem Pedal eine Freude haben.
Alle Tasten solcher Pedale haben nur ein für die Tastenlänge ausgelegtes hinteres Lager
was keine seitlichen größeren Kräfte zuläßt. Die gestanzten Löcher im U Profil
dieser Tasten werden dabei ovaler und damit das seitliche Spiel der Tasten vorn größer.
Zumindest eine seitliche Führung zwischen den Tasten wäre hier angebracht.

Dr Böhm hatte früher bei der DnT zB ein Holz Stummelpedal wo die
Ganztontasten auch länger als bei einem normalen 13 Tasten Pedal waren

http://schraubendampfer.de/e-orgel.html

 

[Christian_Hofmann]

Virtuos wirst Du nur eine begrenzte Zeit mit dem Pedal eine Freude haben.
Alle Tasten solcher Pedale haben nur ein für die Tastenlänge ausgelegtes hinteres Lager
was keine seitlichen größeren Kräfte zuläßt. Die gestanzten Löcher im U Profil
dieser Tasten werden dabei ovaler und damit das seitliche Spiel der Tasten vorn größer.
Zumindest eine seitliche Führung zwischen den Tasten wäre hier angebracht.

Das Problem sehe ich in meinem Fall jetzt nicht. Unter den Hölzern befindet sich Kork und der Weg den sie zurücklegen beträgt etwa einen halben Zentimeter. Die Schalter die ich am Pedal nutze sind immer geschlossen wenn das Pedal nicht betätigt wird und sobald man das Pedal nur wenige Millimeter bewegt öffnen die Kontakte und mein Controller wertet das als Taste gedrückt und die Taste selbst steht dann fest auf dem Boden