DE202006020190U1

DE202006020190U1 - Automated drums with pneumatic drive

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Publication number: DE202006020190U1
Application number: DE202006020190U
Authority: DE
Original assignee: Hochschule Merseburg (fh) Korperschaft Des Offentlichen Rechts; HOCHSCHULE MERSEBURG FH KOERPE
Current assignee: Hochschule Merseburg (fh) Korperschaft Des Offentlichen Rechts; HOCHSCHULE MERSEBURG FH KOERPE
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2016-11-09

Abstract

Automatisiertes Schlagzeug mit pneumatischem Antrieb, wobei das Schlagzeug aus zwei Komponenten besteht, nämlich der steuerungstechnischen und der mechanisch-pneumatischen Komponente, dadurch gekennzeichnet, dass
– die steuerungstechnische Komponente aus einem MIDI-Sendegerät, einer seriellen Schnittstelle (14) und einem Mikrokontroller (12) besteht und MIDI-Steuerdaten über die serielle Schnittstelle eingelesen und anhand der MIDI-Befehle zugehörige digitale Ausgänge für einem bestimmten Zeitraum eingeschaltet werden,
– die mechanisch-pneumatische Komponente aus einem Schnellschaltventil (8) besteht, welches mit den Steuerungsdaten des Mikrokontrollers (12) beaufschlagt wird sowie dem Aktor (1) mit pneumatischem Muskel (2) und dem Schlägel (4), welcher über Drehgelenke (5, 6) mit dem Aktor (1) und dem pneumatischen Muskel verbunden ist.Automated percussion with pneumatic drive, wherein the percussion consists of two components, namely the control-technical and the mechanical-pneumatic component, characterized in that
- The control component consists of a MIDI transmitter, a serial interface (14) and a microcontroller (12) and read MIDI control data via the serial interface and switched on the basis of the MIDI commands associated digital outputs for a certain period of time,
- The mechanical-pneumatic component consists of a quick-acting valve (8) which is acted upon by the control data of the microcontroller (12) and the actuator (1) with pneumatic muscle (2) and the mallet (4), which via pivot joints (5, 6) is connected to the actuator (1) and the pneumatic muscle.

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Schlagzeug, welches ein mechatronisches System darstellt, d. h., dass das Schlagzeug aus mechanischen sowie pneumatischen Komponenten besteht, die von einem Mikrokontroller mit MIDI-Schnittstelle angesteuert werden (MIDI: musical instrument digital interface). Die „digitale Schnittstelle für Musikinstrumente" ist ein Datenübertragungs-Protokoll zum Zwecke der Übermittlung, Aufzeichnung und Wiedergabe von musikalischen Steuerinformationen zwischen digitalen Instrumenten oder einem Computer. Mit der Ansteuerung durch MIDI erfolgt die Programmierung von Schlagzeugrhythmen auf die gleiche Weise, wie bei an sich bekannten Drumcomputern oder Sequenzern.The The invention relates to an automated drums, which is a mechatronic System represents, d. h. that the drums are mechanical as well pneumatic components consists of a microcontroller with MIDI interface (MIDI: musical instrument digital interface). The "digital Interface for Musical Instruments "is a data transmission protocol for the purpose of transmission, Recording and playback of musical control information between digital instruments or a computer. With the control MIDI is used to program drum rhythms the same way as in known drum computers or Sequencers.

Die Entwicklung der Klangerzeugung geht von der elektrischen über die elektronische und nunmehr bis zur digitalen Form der Erzeugung von Schall, wobei alle erdenklichen Mischformen zur Anwendung kommen. Heutzutage sind elektronische Musikinstrumente zum Speichern, Verarbeiten und Abspielen digitaler Audioaufnahmen (Sampler) und zum Erzeugen von Klängen durch digitale oder analoge Signalerzeugung und -verarbeitung (Synthesizer) aus kaum einer Musikproduktion mehr wegzudenken. Bei Studioproduktionen werden immer häufiger aus Kostengründen digitale Drumcomputer statt Schlagzeuger eingesetzt. Es wird darauf verzichtet, dass der Schlagzeuger sich bis zur Studioaufnahme gut eingeübt hat. Für den realistischen Live-Eindruck ist der Schlagzeuger jedoch auf der Bühne oder im Video zu sehen. Hierbei ist zu bedenken, dass zum Beispiel eine gesampelte Snare für sich allein perfekt klingt, jedoch hört man während des ganzen Liedes immer ein und dasselbe Snaresample, das immer exakt auf den Punkt geht. Dadurch entsteht ein unnatürlicher Klangeindruck, welcher zwar abgeschwächt werden kann, indem in die synthetisch erzeugte Musik kleine rhythmische Fehler oder Halleffekte eingebaut werden, um einen natürlichen, vom Schlagzeuger hervorgerufenen Klang zu simulieren.The Development of the sound generation goes from the electrical over the electronic and now to the digital form of generating sound, All possible mixed forms are used. nowadays are electronic musical instruments for storing, processing and playing digital audio recordings (sampler) and for generating sounds digital or analog signal generation and processing (synthesizer) hardly possible to imagine a music production anymore. For studio productions are becoming more common for cost reasons used digital drum machine instead of drummer. It will be on it dispensed that the drummer is fine until the studio recording rehearsed Has. For However, the drummer is on the realistic live impression the stage or see in the video. It should be remembered that, for example a sampled snare for sounds perfect alone, but you always hear during the whole song one and the same snaresample, which always goes exactly to the point. This creates an unnatural Sound impression, which can indeed be mitigated by in the Synthesized music produces small rhythmic errors or reverb effects be installed to a natural, To simulate the sound produced by the drummer.

Kritisch ist hier anzumerken, dass aber nicht der besondere Höreindruck entsteht, den ein Musiker, hier ein guter Drummer, erzeugen könnte. In diesem Zusammenhang sei auf die US 5,142,961 A verwiesen. Diese Patentschrift betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Betätigung von Musikinstrumenten. Es erfolgt eine Speicherung, Beeinflussung und Wiedergabe von Musik, die wirklichkeitsnah klingen soll, jedoch künstlich erzeugte, synthetische Musik ist. Das System besteht aus einer Musikquelle, einem Zentralprozessor und gespeicherter Töne, so dass Musikinformationen abrufbar sind, die den Eindruck entstehen lassen, dass mit mehreren Instrumenten gespielt wird. In einer Ausführungsvariante werden die gewünschten Musikinformationen von einer Musikquelle zu einer MIDI-Schnittstelle und dem Zentralprozessor zugeführt, dort in ein elektrisches Signal gewandelt und dem Instrumenteninitiator zugeleitet. Es sollen damit Musikdarbietungen ohne akustische Fehler möglich sein, was durch exakte Speicherung und Wiedergabe der Musikdaten auch erfolgt. Es handelt sich jedoch um Musik, die nicht von tatsächlich vorhandenen Instrumenten wiedergegeben wird.Critically, it should be noted here, but that does not create the special sound impression that a musician, here a good drummer, could produce. In this context, be on the US 5,142,961 A directed. This patent relates to a method and a device for operating musical instruments. There is a storage, influencing and reproduction of music, which should sound realistic, but is artificially generated, synthetic music. The system consists of a music source, a central processor and stored sounds so that music information can be retrieved giving the impression of being played with multiple instruments. In one embodiment, the desired music information is supplied from a music source to a MIDI interface and the central processor, where it is converted into an electrical signal and fed to the instrument initiator. It should be possible music performances without acoustic errors, which also takes place by exact storage and playback of the music data. It is, however, music that is not played back by actual instruments.

Es soll nunmehr auf die DE 102 33 371 B4 „Elektronische Panflöte" verwiesen werden. Diese Erfindung betrifft eine in Anlehnung an eine Panflöte entwickeltes multifunktionales Musikinstrument. Entsprechend der DE 102 33 371 B4 sind in der Panflöte Windsensoren zur Registrierung eines vorbeiströmenden Luftstromes angeordnet, wobei der Luftstrom durch einen real existierenden Musiker eingeblasen wird. Die Windsensoren stehen in Wirkbeziehung mit elektronischen Bauteilen, die zur Weiterverarbeitung für die Tonerzeugung der von den Windsensoren gelieferten Signale dienen. Dieses Instrument zeichnet sich durch gutes Klangvolumen aus und ist leichter als eine traditionelle Panflöte erlernbar. Mit dieser Lösung wurde von der rein elektronisch erzeugten Musik abgerückt.It should now on the DE 102 33 371 B4 This invention relates to a multifunctional musical instrument developed on the basis of a panpipe DE 102 33 371 B4 In the panpipe wind sensors are arranged to register a passing stream of air, the air stream being blown in by a real existing musician. The wind sensors interact with electronic components that are used to process the sound produced by the wind sensors. This instrument is characterized by good sound volume and is easier to learn than a traditional panpipe. With this solution was moved away from the purely electronically generated music.

Es sind auch Bestrebungen bekannt geworden, Musikinstrumente zu automatisieren, d. h. real vorhandene Musikinstrumente werden derart beaufschlagt, dass ein verbesserter Höreindruck entsteht, als bei der künstlich erzeugten Musik. Allerdings sind hier noch Fragen des Antriebs der Musikinstrumente unzureichend gelöst, so dass bei diesen Instrumenten die Virtuosität eines guten Musikers nicht immer richtig zum Ausdruck kommt.It efforts have also been made to automate musical instruments, d. H. Real existing musical instruments are charged in such a way that an improved listening experience arises when at the artificial generated music. However, here are still questions of the drive of Musical instruments inadequately solved, so that with these instruments the virtuosity A good musician does not always express himself correctly.

Die JP 073 19 457 A (Abstrakt) verweist kurz auf ein automatisches Spielsystem für ein Schlagzeug, welches aus einer elektronischen Einrichtung besteht, die kontinuierlich Schlagrhythmen erzeugen kann und welche die eigene Aufzeichnung vornimmt. Zur mechanischen Beaufschlagung der Schlägel werden Sensoren vorgeschlagen. Es erscheint fraglich, ob diese nicht näher ausgeführte Lösung eine Klangerzeugung an mehreren Instrumenten eines Drumsets in Echtzeit ermöglicht.The JP 073 19 457 A (Abstract) briefly refers to an automatic playing system for a percussion, which consists of an electronic device that can continuously generate beat rhythms and which makes its own record. For mechanical loading of the mallets sensors are proposed. It seems questionable whether this unspecified solution enables sound generation on several instruments of a drum set in real time.

Letztendlich soll noch auf eine zum Stand der Technik gehörende Veröffentlichung „Programmable Percusion Interface" im Internet verwiesen werden, http://www.graffagnino.net/wwwpeart; Derartment of Electrical and Computer Engineering University of Louisiana at Lafayette; Frankie Graffagnino, Jeremy Moreau, Michael De Rouen .Finally, it should still be on a state of the art publication "Programmable Percusion Interface" are referenced on the Internet, http://www.graffagnino.net/wwwpeart; Derartment of Electrical and Computer Engineering University of Louisiana at Lafayette; Frankie Graffagnino, Jeremy Moreau, Michael De Rouen ,

Es erfolgt eine digitale Steuerung des Systems unter Verwendung eines PC mit MIDI-fähiger Soundkarte über die USB-Schnittstelle und letztendlich einer Bewegung eines Schlägels unter Verwendung eines pneumatischen Ventils. Auch hier erhebt sich wieder die Frage, ob mit der Umsetzung der digitalen Daten in mechanische Abläufe den hohen Anforderungen an die Musik in Bezug auf steuerbare Lautstärke und Echtzeitwiedergabe entsprochen werden kann. Es muss davon ausgegangen werden, dass diese Anforderungen mit der in der Veröffentlichung vorgeschlagenen Lösung nicht erfüllt werden, zumal sich dieser Beitrag schwerpunktmäßig mit der Programmierung der Steuerung befasst.The system is digitally controlled using a PC with a MIDI sound card via the USB interface, and finally a carriage movement using a pneumatic valve. Again, rises Again, the question is whether the implementation of digital data in mechanical processes can meet the high demands on music in terms of controllable volume and real-time playback. It must be assumed that these requirements are not met by the solution proposed in the publication, especially since this article focuses on the programming of the controller.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein automatisiertes Schlagzeug unter Verwendung neuartiger pneumatischer Antriebstechnik vorzuschlagen, wobei es um den Aufbau eines mechanischen Systems geht in Kombination mit real vorhandenen Instrumententeilen. Alle Komponenten eines Drumsets sind digital zu steuern und mechanisch derart zu beaufschlagen, dass ein hervorragender Höreindruck bei Echtzeitwiedergabe erfolgt. Bei ausreichender Stabilität soll weitgehendst Resonanzfreiheit erreicht werden. Das automatisierte Schlagzeug soll baukastenförmig aufgebaut und mit möglichst geringen Nebengeräuschen nutzbar sei. Bei Berücksichtigung aller dieser Forderungen soll das automatisierte Schlagzeug im Wesentlichen wie ein übliches Schlagzeug aufgebaut sein, so dass ein gemeinsames Spielen von Mensch und Maschine an einem gleichen Drumset erfolgen kann.It is therefore an object of the invention, an automated drums to propose using novel pneumatic drive technology, where it comes to building a mechanical system in combination with real existing instrument parts. All components of one Drumsets are to be digitally controlled and mechanically applied in such a way that an excellent listening experience in real-time playback. With sufficient stability should largely Resonance freedom can be achieved. The automated drums should be modular built and with as possible low noise usable. When considering Essentially, all of these requirements are said to be automated drums like a usual one Drums should be built so that people play together and machine can be done on a same drum set.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst, wobei hinsichtlich des grundlegenden erfinderischen Gedankens auf den Patentanspruch 1 verwiesen wird. Die weitere Ausgestaltung ergibt sich aus den Patentansprüchen 2 bis 6. Zur Darlegung der Erfindung sind weitere Ausführungen erforderlich.According to the invention Task solved as follows, being respect to the basic inventive idea Reference is made to claim 1. The further embodiment results from the claims 2 to 6. To illustrate the invention are further embodiments required.

Dabei soll erst auf die mechanischen und dann auf die elektronischen Komponenten der Erfindung eingegangen werden.there should first on the mechanical and then on the electronic components the invention will be received.

Die mechanischen Komponenten werden im Folgenden zu einer Baugruppe zusammengefasst, die aus einem Aktor mit einem pneumatischen Muskel und einem Schlägel für jede Trommel sowie einem Schnellschaltventil besteht. Mehrere dieser Baugruppen sind erforderlich, um einzelne Trommeln des Schlagzeuges wie Snare, Bassdrum, Tom-Tom, Becken, Hi-Hat zu bespielen.The In the following, mechanical components become an assembly summarized, consisting of an actuator with a pneumatic muscle and a mallet for every Drum and a quick-acting valve exists. Several of these assemblies are required to drum individual drums like snare, Bass drum, tom-tom, cymbals, hi-hat to play on.

Die Schlüsselkomponente dieser Baugruppe ist der Antrieb, welcher als pneumatischer Muskels ausgebildet ist. Dieser Antrieb ist ein Produkt der Firma Festo ( http://www.festo.de; 25.7.06 ), bei dem versucht wird, die Funktionalität natürlicher Muskeln nachzuahmen. Es handelt sich um einen fluidisch dichten, flexiblen Schlauch, der im Inneren diagonalförmig gewickelte Fasern aufweist, die als Festigkeitsträger dienen. Durch das einströmende Medium, hier Druckluft, wird die Gitterstruktur der Muskelfasern in Umfangsrichtung verformt und daraus entsteht eine Zugkraft in Axialrichtung. Die Gitterstruktur sorgt für eine Verkürzung des Muskels bei steigendem Innendruck. Ohne Last geht der pneumatische Muskel in seine Ausgangsposition zurück und bei wechselndem Druck erfolgen sehr kurzzeitig Längenänderungen. Der pneumatische Muskel ist einseitig eingespannt, während die andere Seite im Zusammenwirken mit beweglichen Lager beim Beaufschlagen mit Druckluft Bewegungen des Schlägels bzw. bei der Hi-Hat der Beckenteile bewirkt.The key component of this assembly is the drive, which is designed as a pneumatic Muskels. This drive is a product of Festo ( http://www.festo.de; 25/7/06 ) trying to mimic the functionality of natural muscles. It is a fluid-tight, flexible hose that has internally diagonally wound fibers, which serve as a strength carrier. Due to the incoming medium, here compressed air, the lattice structure of the muscle fibers is deformed in the circumferential direction and this results in a tensile force in the axial direction. The grid structure shortens the muscle as the internal pressure increases. Without load, the pneumatic muscle returns to its original position and changes in length are followed by a very short change in length. The pneumatic muscle is clamped on one side, while the other side interacts with moving bearings when applied with compressed air to cause movements of the drumstick or the hi-hat of the pelvis parts.

Über Schnellschaltventile mit Drosselschalldämpfer erfolgt die Beaufschlagung der pneumatischen Muskeln mit Druckluft, erforderlichenfalls in einer Schlagfrequenz bis 25 Hz. Weiterhin ist es möglich, das Trommelfell mit der Schlägelspitze unter Verwendung des beschriebenen Antriebs permanent in Schwingung zu versetzen, wodurch es möglich ist, verschiedene Töne zu erzeugen. Der Frequenzbereich für diese Töne liegt bei 30 bis max. 280 Hz, was ungefähr 3 Oktaven entspricht.Via quick-acting valves with throttle silencer the pressurization of the pneumatic muscles with compressed air, if necessary in a beat frequency up to 25 Hz. Continue Is it possible, the eardrum with the mallet point permanently vibrating using the described drive to make it possible is, different sounds to create. The frequency range for these tones is 30 to max. 280 Hz, what about 3 octaves corresponds.

Zur Realisierung eines modularen Aufbaus werden mehrere Baugruppen (bestehend jeweils aus einem Aktor, einem Schlägel, einem pneumatischen Muskel mit Schnellschaltventil sowie Befestigungsschellen für den Schlägel) unter Verwendung von Standardstativen zusammengefügt. Das hat den Vorteil, dass Schlagzeuger diese Baugruppen relativ einfach in ihr Drumset integrieren können.to Realization of a modular structure, several modules (consisting each of an actuator, a mallet, a pneumatic muscle with quick-acting valve and fixing clips for the mallet) under Use of standard tripods joined together. This has the advantage that Drummers easily integrate these assemblies into their drum set can.

Die elektronische Steuerung des pneumatisch automatisierten Schlagzeugs erfolgt unter Verwendung von MIDI, der Ansteuerung über die digitale Schnittstelle für Musikinstrumente. Der Kern der Steuerung ist ein Mikrokontrollersystem. Von einem MIDI-Steuersystem werden über eine serielle Schnittstelle die Daten in den Mikrokontroller eingelesen. Der Programmablauf besteht im Wesentlichen darin, die relevanten MIDI-Befehle zu erkennen und die zugehörigen digitalen Ausgänge für eine bestimmte Dauer auf „high" zu setzen. Welcher Ausgang geschaltet werden soll, wird mit der codierten Notennummer festgelegt. Die Dauer des Schaltimpulses wird von der gesendeten Lautstärke bestimmt. Die Ausgangssignale für die Schnellschaltventile sind ausreichend zu verstärken. Die Steuerung ist so ausgelegt, dass mindestens die Anzahl von Baugruppen mit dem Aktor, dem pneumatischem Muskel usw. (wie schon erläutert) angeschlossen werden kann, die für ein Drumset benötigt werden.The electronic control of the pneumatically automated drum kit takes place using MIDI, the control over the digital interface for Instruments. The core of the controller is a microcontroller system. From a MIDI control system are via a serial port the data is read into the microcontroller. The program flow essentially consists of recognizing the relevant MIDI messages and the associated ones digital outputs for one certain duration to "high" to set. Which Output is to be switched, with the coded note number established. The duration of the switching pulse is sent by the volume certainly. The output signals for the quick-acting valves are sufficient to amplify. The Control is designed so that at least the number of assemblies connected with the actuator, the pneumatic muscle, etc. (as already explained) can that for a Drumset needed become.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden.The Invention will now be explained with reference to embodiments.

Die Figuren zeigen in Prinzipdarstellung:The Figures show a schematic diagram:

1: Baugruppe zur Beaufschlagung einer Trommel 1 : Assembly for loading a drum

2: Steuerungsaufbau 2 : Control structure

3: Detailliertere Darstellung gemäß 1 3 : Detailed view according to 1

Die einzelnen Bezugszeichen bedeuten:The individual reference symbols mean:

11: Aktoractuator
22: pneumatischer Muskelpneumatic muscle
33: Trommeldrum
44: Schlägelmallet
55: Drehgelenk am Aktorswivel at the actuator
66: Drehgelenk am pneumatischen Muskelswivel on the pneumatic muscle
77: festes Lagersolid camp
8 8th: SchnellschaltventilFast switching valve
9 9: LufteintrittsstutzenAir inlet nozzle
10 10: Stutzen für Abluft mit DrosselschalldämpferSupport for exhaust air with throttle silencer
1111: Bohrung zur Befestigung des Aktorsdrilling for fixing the actuator
12 12: Mikrokontrollermicrocontroller
13 13: Verstärkerschaltung für Schnellschaltventilamplifier circuit for quick-acting valve
1414: serielle Schnittstelleserial interface
15 15: elektronisches Musikinstrumentelectronic musical instrument

Die erfindungsgemäße Entwicklung besteht – wie schon gesagt – im Wesentlichen aus zwei Komponenten, nämlich dem mechanischen Teil und dem Steuerungsteil.The Development according to the invention exists - like already said - im Essentially two components, namely the mechanical part and the control part.

Die 1 und 3 geben den mechanischen Teil in Prinzipdarstellung wieder.The 1 and 3 give the mechanical part in a schematic representation again.

Maßgebliches Bauelement ist der pneumatische Muskel 2, welcher für einen Systemdruck von 6 bis 8 bar ausgelegt ist. Dieser Druck wird von einem Präzisionsdruckregler eingestellt. Die Auslösung eines Schlags mit dem Schlägel 4 auf die Trommel 3 erfolgt, indem der Muskel 2 mit Luft befüllt wird. Das wird durch ein Schnellschaltventil 8 mit sehr kurzer Schaltzeit, z.B. lediglich 2 ms, realisiert. Je nachdem, wie lange der Muskel 2 mit Luft befüllt wird, desto länger ist die Beschleunigungsphase des Schlägels 4 und desto lauter der Schlag. Die Lautstärke lässt sich also durch die Pulsbreite der Schaltsignale steuern. Die Reaktionszeit und die Dynamik des pneumatischen Systems werden maßgeblich von dem Luftstrom bestimmt, der in den Muskel 2 und aus dem Muskel hinausströmen muss. Das Volumen des Muskels selbst ist durch die Muskelgröße fest vorgegeben. Jedoch kann man das zusätzliche Schlauchvolumen, das durch die Verbindung von Muskel 2 mit dem Schnellschaltventil 8 entsteht, durch eine möglichst kurze Verbindung minimieren. Beim Schalten den Schnellschaltventils 8 muss das entstehende Geräusch, was durch den Anschlag des Magneten im Ventil verursacht wird, durch entsprechende Ventilanordnung gedämpft werden. Um für stabile Druckverhältnisse im System zu sorgen, ist zwischen dem Schnellschaltventil 8 und dem Druckregler ein Druckluftspeicher angeschlossen. (Druckregler und Druckluftspeicher sind nicht dargestellt). Wenn das Schnellschaltventil 8 geöffnet wird und somit der Muskel 2 mit Luft befüllt wird, bleibt der Gesamtdruck annähernd konstant. Ohne den Druckluftspeicher fällt der Druck beim Belüften des Muskels 2 kurzzeitig ab, da der Druckregler nicht in der Lage ist, den Druck so schnell nachzuregeln. Die Abluftleitung wird mit einem Drosselrückschlagventil versehen, weil dies ermöglicht, die Entlüftungszeit des Muskels 2 zu beeinflussen. Das ist vor allem bei sehr hohen Schlagfrequenzen von Vorteil. Am Schnellschaltventil ist der Lufteintrittsstutzen mit dem Positionszeichen 9 und der Stutzen für Abluft mit dem Positionszeichen 10 versehen.Decisive element is the pneumatic muscle 2 , which is designed for a system pressure of 6 to 8 bar. This pressure is set by a precision pressure regulator. The triggering of a stroke with the mallet 4 on the drum 3 done by the muscle 2 filled with air. This is done by a quick-acting valve 8th realized with a very short switching time, eg only 2 ms. Depending on how long the muscle 2 filled with air, the longer is the acceleration phase of the whisk 4 and the louder the beat. The volume can thus be controlled by the pulse width of the switching signals. The reaction time and dynamics of the pneumatic system are largely determined by the airflow that enters the muscle 2 and out of the muscle. The volume of the muscle itself is determined by the muscle size. However, one can get the extra tube volume by connecting muscle 2 with the quick-switching valve 8th created by minimizing the shortest possible connection. When switching the quick-acting valve 8th the resulting noise, which is caused by the stop of the magnet in the valve, must be damped by appropriate valve arrangement. To ensure stable pressure conditions in the system is between the quick-acting valve 8th and the pressure regulator connected to a compressed air storage. (Pressure regulator and compressed air storage are not shown). When the quick-acting valve 8th is opened and thus the muscle 2 is filled with air, the total pressure remains approximately constant. Without the compressed air reservoir, the pressure falls when ventilating the muscle 2 short term because the pressure regulator is unable to regulate the pressure so quickly. The exhaust duct is provided with a throttle check valve because this allows the venting time of the muscle 2 to influence. This is especially at very high rates of impact advantage. At the quick-acting valve is the air inlet nozzle with the position mark 9 and the outlet for exhaust air with the position mark 10 Mistake.

Aus 3 ist ersichtlich, dass der Muskel 2 nahe dem Aktor 1 angeordnet ist. Zwischen einer Klemmschelle (ohne Bezugszeichen) zur Befestigung des Schlägels 4 – die wie auch immer ausgeführt ist – und dem oberen Ende des Muskels 2 befindet sich gemäß 1 bzw. 3 ein Drehlager 6. Weiterhin ist der Schlägel 4 drehbar am Aktor 1 unter Verwendung des Lagers 5 befestigt. Das Lager 6 am Muskel 2 muss ein bewegliches Lager sein, da die Klemmschelle den Schlägel 4 festhält.Out 3 it can be seen that the muscle 2 near the actuator 1 is arranged. Between a clamp (without reference numeral) for attachment of the drumstick 4 - whichever is done - and the upper end of the muscle 2 is in accordance with 1 respectively. 3 a pivot bearing 6 , Furthermore, the mallet is 4 rotatable on the actuator 1 using the warehouse 5 attached. The warehouse 6 on the muscle 2 must be a movable bearing, as the clamp the mallet 4 holds.

Das Lager 7, hier die untere Verbindung des Muskels 2 mit dem Aktor 1, ist gemäß 1 und 3 als festes Lager ausgeführt, denkbar ist aber auch ein Drehlager vorzusehen. Der Aktor 1 mit Muskel 2 und Schlägel 4 wird unter Verwendung der Bohrung 11 an Standardstativen aus Rohren, z. B. einem Drumrack mit Tomarm, befestigt. Dabei können die Aktoren 1 in sehr unterschiedlicher Position angeordnet werden, d. h. immer so, dass der Schlägel 4 auf die jeweils zugehörige Trommel 3 selbsttätig schlagen kann und dem Schlagzeuger ein Mitspielen bei Bedarf möglich ist.The warehouse 7 , here the lower connection of the muscle 2 with the actor 1 , is according to 1 and 3 designed as a fixed bearing, but it is also conceivable to provide a pivot bearing. The actor 1 with muscle 2 and mallets 4 is made using the hole 11 on standard tripods made of pipes, z. B. a drum track with tomarm attached. The actuators can do this 1 be arranged in a very different position, ie always so that the mallet 4 on the respective drum 3 can beat automatically and the drummer playing along is possible if necessary.

Es sollte eigentlich selbstverständlich sein, nachdem der Aktor 1 mit Muskel 2 und Schlägel 4 beschrieben wurde, dass diese Baugruppe für das automatische Bewegen des oberen Beckens einer Hi-Hat eine modifizierte Bauweise darstellt. Dementsprechend wird am Muskel 2 in Richtung Achse des Muskels 2 ein Stab befestigt, welcher bei senkrechter Anordnung unter Verwendung von Gleitlagern eine vertikale Bewegung des oberen Beckens auf das untere Becken ermöglicht.It should actually be obvious after the actor 1 with muscle 2 and mallets 4 It has been described that this assembly for automatically moving the upper hull of a hi-hat is a modified construction. Accordingly, on the muscle 2 in the direction of the axis of the muscle 2 a rod attached, which allows a vertical movement of the upper pelvis on the lower pelvis when mounted vertically using plain bearings.

Hervorzuheben sei noch, dass bei der Bewegung des Schlägels 4 keine Rückholfedern oder vergleichbare Bauteile benötigt werden. Nach Entlüftung des Muskels 2 bewegt sich dieser sehr kurzfristig in seine Ausgangsstellung. Dadurch sind auch Schlagfrequenzen bis 280 Hz (vibrieren) und damit eine Tonerzeugung durch einen verkürzten Weg des Muskels 2 möglich.It should be emphasized that during the movement of the drumstick 4 no return springs or comparable components are needed. After venting the muscle 2 This moves very short in his starting position. As a result, beat frequencies up to 280 Hz (vibrate) and thus a tone generation by a shortened path of the muscle 2 possible.

Die 2 gibt in sehr vereinfachter Darstellung das Prinzip der Steuereinheit wieder. Von einem elektronischen Musikinstrument 15 (beispielsweise einem Keyboard), welches aber auch ein PC sein kann, werden MIDI-Steuerdaten über die serielle Schnittstelle 14 in den Mikrokontroller 12 eingelesen. Wie schon gesagt, werden die MIDI-Befehle digitalen Ausgängen zugeordnet. Die digitalen Schaltsignale des Mikrokontrollers werden unter Verwendung einer speziellen Schaltung verstärkt und für das Schnellschaltventil 8 bereitgestellt.The 2 gives in a very simplified representation of the principle of the control unit again. From an electronic musical instrument 15 (For example, a keyboard), which may also be a PC, MIDI control data via the serial interface 14 in the microcontroller 12 read. As already mentioned, the MIDI commands are assigned to digital outputs. The microcontroller's digital switching signals are amplified using a special circuit and for the quick-acting valve 8th provided.

Mit dem automatisierten Schlagzeug mit pneumatischem Antrieb ist es erstmals gelungen, ein System vorzuschlagen, welches wie ein Drumcomputer gesteuert, aber wie ein echtes Schlagzeug (als komplettes Set) klingt. Nicht eingeübte Schlagzeuger können daher ersetzt werden, während gute Schlagzeuger im Livebereich die Aufführung aktiv positiv unterstützen können. In Tonstudios könnte der Toningenieur bei ungeübten Schlagzeugern sein Wissen über die Mikrophonpositionierung bei der Schlagzeugabnahme benutzen, um wieder eine größere Vielfalt am Drumsound zu produzieren.With it is the automated drum with pneumatic drive for the first time succeeded in proposing a system that looks like a drum computer controlled, but sounds like a real drumset (as a complete set). Not trained Drummers can therefore be replaced while good drummers in the live area can actively support the performance positively. In Recording Studios could the sound engineer with inexperienced Drummers his knowledge about use microphone positioning when playing the drum, again a greater variety to produce on the drum sound.

Man erhält durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Lösung die guten und einzigartigen Sounds akustischer Instrumente zurück, verbindet dies aber mit den Vorteilen moderner Drumcomputer.you receives by using the solution according to the invention the good and unique sounds acoustic instruments back, but combines this with the advantages of modern drum computers.

Claims

Automated percussion with pneumatic drive, wherein the percussion consists of two components, namely the control-technical and the mechanical-pneumatic component, characterized in that - the control component from a MIDI transmitter, a serial interface ( 14 ) and a microcontroller ( 12 ) and MIDI control data is read in via the serial interface and switched on by means of the MIDI commands associated digital outputs for a certain period of time, - the mechanical-pneumatic component of a quick-acting valve ( 8th ), which corresponds to the control data of the microcontroller ( 12 ) and the actuator ( 1 ) with pneumatic muscle ( 2 ) and the mallet ( 4 ), which via swivel joints ( 5 . 6 ) with the actuator ( 1 ) and the pneumatic muscle.

Automated percussion according to claim 1, characterized in that the MIDI transmitter is PC or electronic Musical instrument executed is.

Automated percussion according to claim 1, characterized in that between the microcontroller ( 12 ) and the quick-acting valve ( 8th ) an amplifier for the control data of the quick-acting valve ( 8th ) is arranged.

Automated percussion according to claim 1 and one or more of claims 2 to 3, characterized in that the actuator ( 1 ) with pneumatic muscle ( 2 ) and mallets ( 4 ) has a mechanical attachment for placement on a standard linkage and the attachment is made in any position.

Automated percussion according to claim 1 and one or more of claims 2 to 4, characterized in that a plurality of assemblies, consisting of actuator ( 1 ), pneumatic muscle ( 2 ) and mallets ( 4 ) with associated quick-acting valve ( 8th ) are positioned so that all belonging to a drum set instruments using a percussion ( 4 ) are playable.

Automated percussion according to claim 1 and a or all claims according to claim 2 to 5, characterized in that after the provision the air through a compressor or similar compressed air source a print buffer for the pressure stabilization is arranged.