DE102004010965A1

DE102004010965A1 - MIDI-Controller

Info

Publication number: DE102004010965A1
Application number: DE102004010965A
Authority: DE
Inventors: Daniel Tzschentke; Georg Homann; Peter Zentis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2005-09-22

Abstract

MIDI-Controller mit lokaler Intelligenz (2: 1 und 3), dadurch gekennzeichnet, dass die Regler auf oder in frei gruppierbaren Modulen(=Bedienelemente, 1 : 4, 5 und 6) angebracht sind.

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um einen MIDI-Controller mit lokaler Intelligenz, dadurch gekennzeichnet, dass die Regler auf oder in frei gruppierbaren Modulen angebracht sind. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. MIDI-Controller finden Anwendung bei der Komposition von Musik auf dem Computer, insbesondere beim Gebrauch von Softwaresynthesizern. Auf einem MIDI-Controller sind verschiedene Regler angebracht, mit denen sich die in der Software befindlichen Regler per Hand ansteuern lassen.
Die angesteuerten Computerprogramme sind in ihrer Benutzeroberfläche variabel, während der an den Computer angeschlossene MIDI-Controller sich in seiner Form nicht verändern lässt. Des Weiteren sind die bisher entwickelten MIDI-Controller unübersichtlich, was das intuitive Bedienen erschwert.
Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Probleme durch ein modulares System zu lösen. Die einzelnen Module im System lassen sich durch ein die Regler mit dem Hauptprozessor verbindendes Bussystem nach Belieben ein- und Ausstecken und gestatten dem Benutzer die freie Gestaltung seiner Arbeitsoberfläche auch während der Nutzung des MIDI-Controllers.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugt verbindet ein technisch realisiertes Bussystem die Module miteinander.
Bevorzugt koordiniert die lokale Intelligenz die Kommunikation im Bussystem und verfügt über die Fähigkeit zwischen den einzelnen Modulen als verschiedene MIDI-Controller zu differenzieren. Bevorzugt fungieren die Module als Subintelligenzen.
Bevorzugt verfügen die Subintelligenzen über die Fähigkeit von Bedienelementen abgefragte elektrische Spannungen in digitale Controllerwerte umzurechnen, ihre eigene Controllernummer als Sendeaufforderung zu erkennen und die Controllerwerte zu senden.
Bevorzugt sind die Module mit dem Bussystem über ein Stecksystem verbunden. Bevorzugt sind die Module über Funk mit der lokalen Intelligenz verbunden. Bevorzugt sind die Module optisch mit dem Bussystem verbunden.
Bevorzugt erfolgt die Stromversorgung der Module über das Bussystem mittels Phantomspeisung. Bevorzugt stellen die einzelnen Module funktionale Einheiten dar, die aus Gehäuse, Subintelligenz und Bedienelementen bestehen.
Bevorzugt umfassen die in den Modulen enthaltenen Bedienelemente Taster, Schiebe- und Drehpotentiometer, Touchpad, Touchfader, Motorfader, Inkrementalgeber, Joysticks, Entfernungsmesser, Taster, Akustiksensoren, Matrixtastaturen, Pedale, Drucksensoren, Pads, Klaviaturen und weitere realisierte Bedienelemente.
Bevorzugt beinhalten die Module mehrere Regler.
Bevorzugt kann die Vorrichtung via USB, LPT, RS232, MIDI, FireWire, SCSI, PS2 und weiteren realisierten Schnittstellen mit dem Computer kommunizieren.
Das modulare System bildet eine ideale Lösung für das bestehende Problem, da sich die einzelnen Module nach Belieben anordnen lassen und so ein flexibles und freies Gestalten des MIDI-Controllers ermöglichen.
Des Weiteren lassen sich weitere Module herstellen, die mit dem bestehenden System kompatibel sind. So entstehen ein breiteres Spektrum an Nutzungsmöglichkeiten und der Vorteil, die Grundform des entwickelten MIDI-Controllers dauerhaft um weitere Module zu erweitern.
Das Bussystem, welches die einzelnen Regler des MIDI-Controllers miteinander verbindet, ermöglicht es dem Nutzer, Module auch während der Nutzung des MIDI-Controllers auszutauschen. Beim Prototyp verläuft die Kommunikation zwischen MIDI-Controller und PC über ein MIDI-Kabel. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die gesendeten Daten über eine USB- oder LPT-Schnittstelle an die Software zu senden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
1: Der MIDI-Controller
2: eine schematische Darstellung des Bussystems und
3: den schematischen Programmablauf.
1 zeigt den MIDI-Controller mit dem Master-Element (1), das die Kommunikation im Bussystem koordiniert und die ermittelten Controllerwerte über die MIDI-Schnittstelle (2) an einen Computer übergibt. Die Stromversorgung mit 5 Volt Gleichspannung (3) versorgt auch die Slave-Elemente in den Modulen (4, 5 und 6), wobei diese über unterschiedliche Bedienelemente wie Schiebepotentiometer (4), Taster (5) und Drehpotentiometer (6) zur Erzeugung von Controllerwerten verfügen können.
Ein Leermodul mit aufgeschraubten Griff (7) erleichtert das Herausziehen der Module aus der Grundsteckplatte, es verfügt wie Leermodule ohne Griffaufsatz (8), die zur Stabilisierung des Modulaufbaus dienen, nicht über elektrische oder elektronische Bauelemente.
2 zeigt einen schematischen Aufbau des Bussystems bzw. der Busleitung (2). Die über diese Leitung stattfindende Kommunikation zwischen Master (1) und Slaves (3) wird durch den Master, der als lokale Intelligenz fungiert, koordiniert. Er übermittelt Sendeanforderungen an die Slaves, welche als lokale Subintelligenzen die Sendeaufforderungen erkennen und den von den Potentiometern (4) abgegriffen analogen Controllerwert digitalisiert als Antwort, wiederum über die Busleitung, an den Master senden. Die Busleitung weist einen Endwiderstand (7) auf hinter dem sie mit der Plusleitung der Stromversorgung verbunden ist. An die intelligenten Bausteine ist ein Taktgeber (8) angeschlossen. Die ermittelten Controllerwerte übermittelt der Master MIDI-konform über die MIDI-Schnittstelle (5) an den Computer (6).
3 ist eine Übersicht über den Programmablauf, der die intelligenten Bausteine steuert. Der Programmablauf beim Masterbaustein (1) dient zur technischen Realisierung des masterseitigen Sendens in das Bussystem, des Empfangens aus dem Bussystem der Generierung MIDI-konformer MIDI-Messages und dem Senden dieser Messages. Der Programmablauf bei den Slavebausteinen (3) dient zur technischen Realisierung des slaveseitigen Empfangens, der Erkennung von Sendeaufforderungen des Masters und der Erzeugung digitaler Controllerwerte sowie deren Sendung an den Master. Die aus den Programmabläufen möglicherweise resultierenden Sendevorgänge über das MIDI-Controller-interne Bussystem (2) sind durch vom jeweiligen Sender ausgehende Pfeile verdeutlicht.
Der MIDI-Controller besteht aus einem zentralen programmierbaren Baustein (Master), der über ein Bussystem mit weiteren programmierbaren Bausteinen (Slaves) verbunden ist. Die Slaveschaltungen sind in frei gruppierbare Module eingearbeitet, die eine externe Steuereinheit besitzen, beispielsweise Potentiometer (Potis), Taster usw. (1) Der Master sendet über eine Leitung (beispielsweise USB, LPT, RS232, MIDI) die von den Slaves ermittelten MIDI-Daten an den Computer.
Die Kommunikation im Bussystem wird durch den Master gesteuert. In der Initialisierungsphase erzeugt und sendet der Masterbaustein alle möglichen Slaveadressen. Nach dem Senden einer Slaveadresse schaltet der Master auf Empfangsbereitschaft. Übermittelt der angesprochene Slave seinen Controllerwert, d.h. ist er im System vorhanden, wird seine Adresse im Master zur weiteren Abfrage gespeichert. Erfolgt auf eine Slaveadresse keine Antwort, wird sie in der folgenden Laufzeit nicht mehr abgefragt. Sobald alle Slaveadressen erstmalig überprüft worden sind, beginnt der eigentliche Abfragezyklus, in dessen Rahmen nur noch die zuvor erkannten Slaves abgefragt werden. Dazu werden die gespeicherten Slaveadressen gesendet und wie zuvor schaltet der Master nach dem Sendevorgang auf Empfangsbereitschaft. Erfolgt nun die Übermittlung eines Controllerwertes, übergibt der Master diesen MIDI-konform an den Computer. In der MIDI-Message dient die Slaveadresse als Controllernummer und der Controllerwert als ControllerValue. Die Slaves befinden sich im Zustand ständiger Empfangsbereitschaft. Wird eine Adresse empfangen, so wird sie mit der eingespeicherten Slaveadresse verglichen. Bei einem negativen Ergebnis kehrt der Slave zur Empfangsbereitschaft zurück. Andernfalls ermittelt der Analog/Digital-Wandler des Bausteins die anliegende Spannung und wandelt diese in einen sieben Bit breiten Binärwert um. Dieser wird als Controllerwert an den Master gesendet (2).
Im MIDI-Controller-internen Bussystem dient das achte Bit zur Differenzierung von Slaveadressen und Controllerwerten.

Claims

MIDI-Controller mit lokaler Intelligenz (2: 1 und 3), dadurch gekennzeichnet, dass die Regler auf oder in frei gruppierbaren Modulen(=Bedienelemente, 1 : 4, 5 und 6) angebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bussystem die Module miteinander verbindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Intelligenz die Kommunikation im Bussystem koordiniert und über die Fähigkeit verfügt zwischen den einzelnen Modulen als verschiedene MIDI-Controller zu differenzieren.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module als Subintelligenzen fungieren.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Subintelligenzen über die Fähigkeit verfügen von Bedienelementen abgefragte elektrische Spannungen in digitale Controllerwerte umzurechnen, ihre eigene Controllernummer als Sendeaufforderung zu erkennen und die Controllerwerte zu senden.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module mit dem Bussystem über ein Stecksystem verbunden sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module über Funk mit der lokalen Intelligenz verbunden sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module optisch mit dem Bussystem verbunden sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung der Module über das Bussystem mittels Phantomspeisung erfolgt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Module funktionale Einheiten darstellen, die aus Gehäuse, Subintelligenz und Bedienelementen bestehen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Modulen enthaltenen Bedienelemente Taster, Schiebe- und Drehpotentiometer, Touchpad, Touchfader, Motorfader, Inkrementalgeber, Joysticks, Entfernungsmesser, Taster, Akustiksensoren, Matrixtastaturen, Pedale, Drucksensoren, Pads, Klaviaturen und weitere Bedienelemente umfassen können.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module mehrere Regler (1:6)beinhalten können.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie via USB, LPT, RS232, MIDI, FireWire, SCSI, PS2 und weiteren Schnittstellen mit dem Computer kommunizieren kann.