DE3116919C2 - Elektronische Steuereinrichtung für ein Musikinstrument - Google Patents

Abstract

Bei einer elektronischen Steuereinrichtung (1) für Musikinstrumente ist ein Liedauswahlmodul (12) mit einem Speicher- und Logikmodul (13) sowie einem Ausgangsmodul (14) zu einer Steuereinheit (11) gekoppelt und an diese sind Hubmagnete (16) angeschlossen, die jeweils einem der Tonerzeuger des Musikinstrumentes als Betätigungsglieder zugeordnet und durch die Ausgangssignale (15) der Steuereinheit (11) wechselweise erregbar sind. Mittels dieser nur aus wenigen Bauteilen zusammengesetzten Steuereinrichtung (1) ist nicht nur eine große Anzahl von Liedern zu speichern und diese können leicht abgerufen werden, auch eine Tempovariation wie bei klassischen Musikinstrumenten ist möglich. Des weiteren kann der Inhalt der Speicher ohne Schwierigkeiten vervielfältigt werden.

Description

triebsgliedes des Musikinstrumentes zu variieren, so daß dessen typische Spielweise erhalten bleibt. Auch ist ein Wechseln eines Liedes, da das Rückspulen entfällt, leicht durch Tastendruck zu bewerkstelligen.

Die Lieder sind in geeigneten Speichern enthalten, in welchen meist mehrere Stücke hintereinander abgelegt sind. Da die Speicher modular aufgebaut und steckbar sein können, ist eine beliebige Anzahl von Musikstücken auf dem Instrument zu spielen. Ebenso ist es möglich, dem Instrument eine angemessene Stimmenzahl zu geben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung ausgebildeten elektronischen Steuereinrichtung für eine Drehorgel dargestellt und nachfolgend im einzelnen erläutert Hierbei zeigt

Fig. 1 den FluBplan der Steuerschaltung mit einem auf eine Taste einwirkenden Hubmagneten,

F i g. 2 eine mit einer derartigen Steuerschaltung ausgerüstete Drehorgel,

F i g. 3 die Drehorgel nach F i g. 2 in Seitenansicht,

F i g. 4 eine andersartige Ausbildung des den Tonerzeugern der Drehorgel nach den F i g. 2 und 3 zugeordneten Ventilen und

F i g. 5 die Betätigung eines in einer Windlade eingesetzten pneumatischen Ventils mittels eines Hubmagneten.

Die in F i g. 1 dargestellte und mit t bezeichnete elektronische Steuereinrichtung besteht aus einer als Flußplan gezeichneten Steuerschaltung 11 und einem elektromagnetisch betätigbaren Hubmagneten 16, der mit einer Taste 2 eines Musikinstrumentes zusammenwirkt Die Steuerschaltung 11 ist hierbei aus einem Liederauswahlmodul 12, einem Speicher 13 mit Logikteil und einem Ausgangsmodui 14 zusammengesetzt, die miteinander gekoppelt sind und deren Ausgangsimpulse 15 den einzelnen Hubmagneten 16 zugeleitet werden. Wird die Spule 17 eines Hubmagneten 15 durch einen Stromstoß erregt, so wird dessen Anker 18 angezogen, so daß im Rhythmus der Ausgangsimpulse 15 der Steuereinheit 11 die Tasten 2 als Tonerzeuger betätigt werden und somit ein Liert gespielt wird.

Das Liedauswahlmodul 12 dient dazu, eine gewünschte Melodie auf möglichst einfache und schnelle Art und Weise auswählen zu können, wobei die Liedinformation in einer dem Logikteil des Speichers 13 gewünschten Weise bereitgestellt werden muß. Im einfachsten Fail besteht das Liedauswahlmodul 12 sjis einem Reihenschalter mit gegenseitiger Auslösung. Bei mehr als vier Melodien empfiehlt sich jedoch eine Codierung.

Bei vielen Melodien ist es allerdings angebracht, da der Reihenschalter unhandlich wird, einen oder mehrere mehrstufige Drehschalter zu verwenden. Bei dieser Art der Auswah¹ ist fast immer eine Codierung zweckmäßig.

Der Liedspeicher 13 kann als Halbleiterspeicher in unterschiedlicher Weise ausgeführt sein und beispielsweise mit einer Datenkassette oder einem Magnetband realisiert werden. :

Dem Logikteil des Speichers 13 kommt die Aufgabe zu, die von dem Liedauswahlmodul 12 bereitgestellten Informationen zusammen mit den Informationen des Liedspeichers zu verwalten. Durch Verwendung eines Mikroprozessors kann der Aufwand an Einzelteilen jedoch stark reduziert werden, wobei ohne weiteres auch die Möglichkeit besteht, die freien Flätze des Programmspeichers des Mikroprozessors als Liedspeicher zu verwenden.

Gemäß den Fig.2 und 3 ist die Steuerschaltung 11 einer Drehorgel 21 zugeordnet, die in einem Gehäuse 22 eingebaut und eine Vielzahl von durch Druckluft betätigbare Tonerzeuger 23 in Form von Pfeifen aufweist Zur Erzeugimg der dazu erforderlichen Druckluft dient ein Schöpfbalg 25, der über ein mit einem Kurbeltrieb versehenes Handrad antreibbar ist und mit einem Druckspeicher 26 in Verbindung steht, an den eine Windlade 27 angeschlossen ist Die Hubmagnete 16 sind hierbei unmittelbar in die Windlade 27 eingesetzt
Erhält die Magnetspule 17 eines Hubmagneten 16

ίο von der Steuerschaltung 11 einen Impuls 15, so wird der Anker 18 angezogen. Und da an diesem ein Ventilteller 29 befestigt ist wird somit eine Bohrung 28 geöffnei, so daß Druckluft zu der jeweils angesteuerten Pfeife gelangen kann.

Die Steuerschaltung 11 ist bei der Ausgestaltung nach F i g. 2 zusätzlich mit einem Tempomodul 31 ausgerüstet dessen Aufgabe darin besteht aus der Drehzahl des Handrades 24 eine diesem proportionale Frequenz zu erzeugen, und zwar mit Hilfe eines an diesem angebrachten Taktoszillators 34, der mit einem stationär angeordneten Empfänger 35 zusammenwirkt, der über eine Leitung 36 an das Tempomodul 3i angeschlossen ist Der Taktoszillator 34 und der Empfänger 35 können hierbei in unterschiedlicher Weise ausgebildet werden, und zwar als magnetische, mechanische oder optische Geber, mit jeweils geeigneten Empfängern. Außerdem ist ein ü!?2r einen Keilriementrieb 33 mit dem Handrad 34 verbundener Generator 32 vorhanden, mit dem die elektrische Energie zum Betrieb der Steuerschaltung 11

so bereitgestellt wird.

Als Besonderheit ist bei der Drehorgel 21 zu beachten, daß diese eine gewisse Mindestdrehzahl benötigt um die Luftmenge bereitzustellen, da das Tempomodul 31 erst bei einer gewissen Drehzahl des Handrades 24 Impulse an den Speicher 13 abgeben darf.

Bei geeigneter Impulszahl pro Umdrehung und Zeitbasis im Speicher 13 können die von dem Taktoszillatör 34 abgegebenen impulse direkt verwendet werden, um den Taktgenerator zu steuern. Unterhalb der bei der Drehorgel 21 benötigten Mindestdrehzahl wird durch eine Überwachungsschaltung der Taktimpulse verhindert.

Sind zu wenig Impulse vorhanden, wird der Impuls differenziert und anschließend auf eine monostabile Kippstufe gegeben, welche Impulse konstanter Breite erzeugt. Diese »Mono«-Impulse werden in einem anschließenden Integrator integriert, so daß die Integratorspannung direkt der Drehzahl proportional ist. Durch entsprechende Dimensionierung der Zeitkonstanten ist dafür zu sorgen, daß die Integratorspannung bis zum Eintreffen des nächsten Impulses nicht zu weit abgefallen ist. Die integratorspannung betreibt einen spannungsgesteuerten Oszillator, dessen Frequenz der anliegenden Gleichspannung des Integrators proportional isu Durch geeignete Wahl der Anfangsfrequenz des Oszillators kann die gewünschte Übersetzung erreicht werden. Die Minaestdrehzahl wird wie vorstehend überwacht.

Die Impulse können aber auch direkt einem Phasenregelkreis (T'LZ.^jäU'jeführt werden. Die notwendige Impulsvervielfachung wird durch Zwischenschaltung eines geeigneten Frequenzteilers zwischen den im PLL eingebauten Oszillators und der ebenfalls eingebauten Vergleichsstufe erreicht.

Nach Fig. 4 kann zum öffnen der den einzelnen Tonerzeuger 23 zugeordneten Kanälen 28' auch eine beweglich in der Windlade 27 angeordnete Platte 29' als Ventilteller vorgesehen werden, die von dem Anker 18

des ebenfalls in der Windlade 27 eingebauten Hubmagneten IC entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 29" betätigt wird. Dazu kann der Anker 18' des auf der Windlade 27 aufgesetzten Hubmagneten 16' auch als sogenannter Stecher ausgebildet werden, der auf die s Platte 29* einwirkt

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 ist der Anker 18 des Hubmagneten 16, dem die Ausgangsimpulse 15 der Steuerschaltung 11 zugeleitet werden, jeweils mit einem Ventilteller 46 ausgestattet, der mit einer Leitung 45, die an einen, mit den einzelnen Tonerzeugern zugeordneten Öffnungen ausgestatteten Gleitstock 44 angeschlossen ist, zusammenwirkt Die Leitung 45 steht hierbei mit einem in einer Windlade 41 eingesetzten pneumatikventil 43 in Verbindung, mittels dem der Luftüber- gang von der Windlade 41 in einen Betätigungsbalg 42 gesteuert wird. Auf diese Weise ist somit entsprechend den Ausgangssignalen 15 der Steuerschaltung 11 die Betätigung eines Musikinstrumentes vorzunehmen.

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Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (8)

1 2 Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Patentansprüche: Steuereinrichtung für ein Musikinstrument, mit einem Speicher iür die Speicherung von Melodien, einem

1. Elektronische Steuereinrichtung für ein Musik- Taktoszillator als Impulsgeber für die Vortragsgeinstrument, mit einem Speicher für die Speicherung 5 schwindigkeit der Melodien, Treiberschaltungen zum von Melodien, einem Taktoszillator als Impulsgeber Betreiben der Tonerzeuger sowie einer Steuerschaltung für die Vortragsgeschwindigkeit der Melodien, Trei- für den Betriebsablauf.

berschaltungen zum Betreiben der Tonerzeuger so- Durch die DE-OS 29 02 606 ist eine Steuerschaltung

wie einer Steuerschaltung für den Betriebsablauf, dieser Art zum automatischen Betreiben eines Tastenin-

dadurch gekennzeichnet, daß das Musik- io strumentes bekannt- Die Frequenz des Taktoszillators

instrument eine Drehorgel ist, die ein von Hand be- ist hierbei jedoch, da dieser durch einen Microprozessor

triebenes Antriebsrad (24) und durch Luftströme an- gesteuert wird, stets konstant und nicht veränderbar,

sprechbare Tonerzeuger (Pfeifen 23) aufweist, daß der Vortrag einer gespeicherten Melodie kann demnach

die Frequenz des Taktoszillators (34, 35) durch die nicht beeinflußt werden. Für Drehorgeln und ähnliche

Umlaufgeschwindigkeit des Antriebsrades (24) steu- v5 Musikinstrumente, die mit einer diesen eigentümlichen

erbar ist und daß zur Stromversorgung der Steuer- Art betrieben werden, ist daher diese Steuerschaltung

einrichtung (1) ein Generator (32) vorgesehen ist, nicht geeignet

der durch das Antriebsrad (24) antreibbar ist Aufgabe der Erfindung ist es demnach, die bekannte

2. Elektronische Steuereinrichtung nach An- Steuereinrichtung derart auszubilden, daß damit auch sprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher 20 eine Drehorgel oder dgL betrieben werden kann, wobei (13) als Halbleiterspeicher, als Magnetblasenspei- die typische Spielweise solcher Musikinstrumente erhalcher, als Floppy Disk, als Daienkassettte oder dgl. ten bleiben soli..

ausgebildet ist Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß

3. Elektronische Steuereinrichtung nach An- das Musikinstrument eine Drehorgel ist, die ein von sprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher 25 Hand betriebenes Antriebsrad und durch Luftströme (13) modular aufgebaut und aus einzelnen Teilen zu- ansprechbare Tonerzeuger aufweist, daß die Frequenz sammensteckbar ist des Traktoszfllators durch die Umlaufgeschwindigkeit

4. Elektronische Steuereinrichtung nach An- des Antriebsrades steuerbar ist und daß zur Stromverspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktos- sorgung der Steuereinrichtung ein Generator vorgesezillator aus einem magnetischen mechanischen oder 30 hen ist, der durch das Antriebsrad antreibbar ist
optischen Geber (34) und einem zugeordneten Emp- Der Speicher kann hierbei als Halbleiterspeicher, als fänger (35J gebildet ist. Magnetblasenspeicher, als Floppy Disk, als Datenkas-

5. Elektronische Steuere^:nrichtung nach einem sette oder dgl. ausgebildet sein, wobei dieser modular oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- aufgebaut und aus einzelnen Teilen zusammensteckbar kennzeichnet, daß an die Sternschaltung (11) elek- 35 sein sollte. Des weiteren sollte der Traktoszillator aus tromagnetische Hubmagnete (16) angeschlossen einem magnetischen, mechanischen oder optischen Gesind, die jeweils eincir, der Tonerzeuger (23) als Be- ber und einem zugeordneten Empfänger gebildet sein, tätigungsglied zugeordnet und durch die Ausgangs- Angebracht ist es ferner, an die Steuerschaltung eleksignale der Steuerschaltung (11) wechselweise er- tromagnetische Hubmagnete anzuschließen, die jeweils regbar sind. 40 einem der Tonerzeuger als Betäti^jngsglieder zugeord-

6. Elektronische Steuereinrichtung nach einem net und durch die Ausgangssignale der Steuerschaltung oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- wechselweise erregbar sind.

kennzeichnet daß das verstellbare Glied (18) der Das verstellbare Glied der Hubmagneten kann bei

Hubmagneten (16) jeweils mit einem Ventilteller (29, dieser Ausgestaltung zur Betätigung eines Tonerzeu-

29'; 46) verbunden ist, mittels dem eine unmittelbar 45 gers in einfacher Weise jeweils mit einem Ventilteller

zu dem Tonerzeuger (23) des Musikinstrumentes verbunden werden, mittels dem eine unmittelbar zu dem

(21) führende Luftleitung (28) oder ein in dessen Tonerzeuger führende Luftleitung oder ein in dessen

Luftspeicher (41) eingesetztes Pneumatikventil (43) Luftspeicher eingesetztes Pneumatikventil im Rhyth-

im Rhythmus der Steuerimpulse (15) des Ausgangs- mus der Steuerimpulse des Ausgangsmoduls der Steu-

moduls (14) der Steuerschaltung (11) absperrbar 50 erschaltung absperrbar oder zu öffnen ist.

oder zu öffnen ist. Der Hubmagnet kann mit dem an dessen Anker ange-

7. Elektronische Steuereinrichtung nach An- brachten Ventilteller jeweils unmittelbar in oder auf der spruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubma- Windlade einer Drehorgel angeordnet werden, wobei gnet (16) mit dem an dessen Anker (17) angebrach- mittels des Ventiltellers jeweils die zu der zugeordneten ten Ventilteller (29, 29') jeweils unmittelbar in oder 55 Pfeife führende Luftleitung gesteuert wird. Es ist aber auf der Windlade (27) der Drehorgel (21) angeordnet auch möglich, daß der Hubmagnet über eine mittels des ist und daß mittels des Ventiltellers (29, 29') jeweils an dessen Anker angebrachten Ventiltellers zu öffnende die zu dem zugeordneten Tonerzeuger (23) führende Luftleitung mit dem in der Windlade eines Musikinstru-Luftleitung (28) steuerbar ist. mentes eingesetzten Pneumatikventils in Verbindung

8. Elektronische Steuereinrichtung nach An- 60 steht.

spruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubma- Die gemäß der Erfindung ausgebildete elektronische

gnet (16) über eine mittels des an dessen Anker (18) Steuereinrichtung ist nicht nur, da diese aus wenigen

angebrachten Ventiltellers (46) zu öffnende Luftlei- Bauteilen zusammengesetzt ist, wirtschaftlich herzustel-

tung (45) mit dem in der Windlade (41) des Musikin- len, sondern auch vielseitig verwendbar und äußerst ein-

strumentes eingesetzten Pneumatikventils (43) in 65 fach zu bedienen. Des weiteren ist eine große Anzahl

Verbindung steht. von Liedern zu speichern und der Inhalt der Speicher ist

ohne Schwierigkeiten zu vervielfältigen. Dennoch ist es möglich, das Tempo eines Vortrages mittels des An-