DE3902580A1

DE3902580A1 - Microprozessorgesteuertes geraet zur verwaltung und steuerung aller arten von elektronischen musikinstrumenten und peripheriegeraeten

Info

Publication number: DE3902580A1
Application number: DE19893902580
Authority: DE
Inventors: Harald Ambrusch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-01-28
Filing date: 1989-01-28
Publication date: 1990-09-27
Also published as: DE3902580C2

Description

Ausstattung

Grundgerät 19 Zoll breit, 3HE mit Send/Ret. für 32 (bis 128) Schleifen;
16 Schaltausgänge (für z. B. Kanalumschaltungen an Verstärkern oder Steuerung der Lichtanlage);
Midi In, Out, Thru um den Anmeldungsgegenstand und/oder die angeschlossenen Midigeräte zu steuern;
Controllereingang (bis zu 8 Stück) um in Echtzeit Parameter (z. B. Volume (= Lautstärke) der midifizierten Geräte zu steuern;
Busausgang (Busxter) um die Erweiterungsgeräte anzuschließen;
Busausgang (Busfuss) um die Fußleiste anzuschließen.
Die Fußleiste ist 19 Zoll breit und mit 12 Tastenfeldern sowie mit 8stelliger LED-Anzeige und einem Busausgang (Busfuss) zum Grundgerät ausgestattet.

Beschreibung

Die Eigenschaften, die Ausstattung und das Aussehen des Anmeldungsgegenstandes sind aus Blatt 2 und 3 zu ersehen. Desweiteren sind die Figuren und Figurenbeschreibungen beigefügt, die Aufschluß über die entwickelten Schaltungen und eingesetzten Bauteile geben. Diese sind, die Fig. 1-12 und die Blätter 5-11 dieser Anmeldeunterlagen.

Die später erwähnten Erweiterungsgeräte (s. Seite 5 bzw. Fig. 1) sind auf Blatt 3 nicht im Bild festgehalten und bestehen jeweils aus einem 19 Zoll breiten und 2HE hohem Rackgehäuse, das 2 Relaisplatinen und eine Sub-D Stiftleiste (Busverbindung zum GG) beinhaltet. Die Menge der anzuschließenden EG′s ist durch die zentrale Stromversorgung aus dem GG auf 3 Stck. begrenzt, kann aber bei Bedarf erhöht werden.

Das zur Steuerung der CPU notwendige Programm kann, nach den mir vorliegenden Informationen, nicht patentrechtlich geschützt werden und ich werde es dieser Anmeldung auch nicht beifügen, da die Funktionen des Gerätes und des entsprechenden Programmes zwangsläufig durch den hardwaremäßigen Aufbau und die geforderten Eigenschaften festgelegt sind. Natürlich sind in Zukunft noch weitere neue Eigenschaften vorgesehen, die durch Erweiterung des Programmes erreicht werden. Dann werde ich weitere Schutzrechte beantragen.

Der Anmeldungsgegenstand ermöglicht eine umfassende Kontrolle und Steuerung midifizierter (MIDI bed. "Musical Instruments Digital Interface" und ist eine genormte und international anerkannte serielle Schnittstelle) und nicht midifizierter Vorverstärker, Effekte, Equalizer, Mischpulte, Endstufen, Lautsprecher etc.

Eigenschaften 1. Klang(Sound)modus

Der Anmeldungsgegenstand ermöglicht es, für einen gewünschten Klang (Sound) die dafür notwendigen Effekte etc. aus dem einmal verkabelten Equipment auszuwählen und deren Reihenfolge im Signalfluß festzulegen. Zudem können an bis zu 16 midifähigen Geräten Programmumschaltungen vorgenommen werden. Für das(die) zusätzlich anschließbare(n) Controllerpedal(e) kann programmiert werden, welche Parameter der angeschlossenen Midigeräte beeinflußt werden sollen. Es ist möglich 128 dieser einmal programmierten Klänge (Sounds) abzuspeichern. Die Programmierung erfolgt über die Fußleiste und kann während des Spielens mit sofortiger Hörkontrolle vorgenommen werden. Später können die Klänge (Sounds) entweder über die Fußleiste oder über Midi (z. B. von einem Sequenzer) aufgerufen werden, wobei die Fußleiste jedoch Vorrang hat (Improvisation). Erwähnenswert ist jedoch, daß eine Umschaltung der Klänge (Sounds) immer erst bei Betätigung der Klang(Sound)taster 1-8 (s. Fig. 10 u. 11) erfolgt. Das bedeutet, daß im Umschaltmoment immer nur ein Taster betätigt werden muß, auch wenn man einen Gruppenwechsel (Taster 10 in Fig. 10) und/oder Bankwechsel (Taster 9 in Fig. 11) vornimmt.

2. Klangabfolge(Song)modus

Hier ist es möglich bis zu 30 Klangabfolgen (Songs), die jeweils aus maximal 30 Klängen (Sounds) bestehen können, abzuspeichern. Nach Aufruf einer Klangabfolge (Songs) können die jeweiligen Klänge (Sounds) mit Hilfe der Vor/Rückwärtstaster (s. Fig. 10 u. 11, Taster 9 u. 10) in ihrer programmierten Reihenfolge abgerufen werden. Um ein freies Improvisieren zu ermöglichen ist es jedoch möglich, jederzeit in den Klang(Sound)modus umzuschalten (s. Fig. 10, Taster 11) und einen beliebigen Klang (Sound) auszuwählen. Kehrt man wieder in den Klangabfolge(Song)modus zurück, befindet man sich wieder an der Stelle des Klangabfolge(Song)modes an der man ihn verlassen hat.

Stellungnahme zum Stand der Technik

Vorteile des Anmeldungsgegenstandes sind folgende:

1. Es ist mit einer genormten, digitalen Schnittstelle ausgerüstet um mit externen Geräten zu kommunizieren.
2. Er ermöglicht es, sowohl Gleich- als auch Wechselspannungen beliebiger Leistung zu schalten.
3. Er besitzt ein Schleifensystem, welches ermöglicht, gleich- und wechselspannungsverarbeitende Geräte beliebiger Leistung in wechselnder, beliebiger Reihen bzw. Parallelschaltung miteinander zu verknüpfen, ohne jedoch die geschalteten Signale zu beeinflussen. Das bedeutet: Keine unerwünschte Beeinflussung des Klanges durch das Steuergerät (Schaltelemente arbeiten frequenzunabhängig).
4. Alle Bedienungsvorgänge können mit Hilfe eines Fußes ausgeführt werden und behindern so nicht das eigentliche Musizieren, wobei eine sofortige Hörkontrolle gegeben ist.
5. Die erstellten Klangkonfigurationen können abgespeichert und zu Ablaufketten verknüpft werden deren Klangabfolgen der Benutzer nach den Erfordernissen des jeweiligen Musikstückes (wie viele Teile hat das Stück, wie viele Klänge werden benötigt, in welcher Reihenfolge kommen diese innerhalb des Stückes vor?) bestimmt.
6. Die Parameter der angeschlossenen Midigeräte können mit Hilfe der Controllerpedale in Echtzeit beeinflußt werden.
7. Das Bedienungskonzept ist so ausgelegt, daß im Spielbetrieb (Klang(Sound)- bzw. Klangabfolge(Song)modus) zum eigentlichen Umschalten immer nur eine Taste betätigt werden muß.
8. Durch die auf ein Minimum reduzierten und dennoch äußerst zuverlässigen Schaltungen, konnte ein kompaktes Gerät mit umfassenden Steuermöglichkeiten geschaffen werden, welches zudem außerordentlich preisgünstig angeboten werden kann und deshalb für einen großen Kreis von potentiellen Anwendern erschwinglich ist.

Beschreibung der Fig. 1

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild des Anmeldungsgegenstandes. Die verwendeten Bezugszeichen haben folgende Bedeutungen:

GG = Grundgerät (s. auch Bl. 1)
EG = Erweiterungsgerät (s. auch Bl. 1)
RP = Relaisplatine
HP = Hauptplatine
RT = Relaisteil
NT = Netzteil
FP = Fußleistenplatine
D 40 = 40polige DIL Steckverbindung (Dil 40)

Die Verbindung wird mittels 40adrigem Flachbandkabel hergestellt (siehe Fig. 3 "J 3" und Fig. 8 "JP 1").

Busfuss und Busexter = 25polige Sub-D Buchsen bzw. Stiftleisten. Die Verbindung zwischen "P 1" in Fig. 11 und "J 1" in Fig. 3 wird mit Hilfe von entsprechenden Sub-D Steckern und 25adriger flexibler Computerleitung hergestellt.

Die Verbindung von "J 2" in Fig. 3 zu den Erweiterungsgeräten wird mit Hilfe von entsprechenden Sub-D Steckern hergestellt, die mittels 25adrigem Flachbandkabel miteinander verbunden sind.

Für die Relais 1-8 und 9-16 der jeweiligen Relaisplatine läßt sich jeweils eine Adresse hardwaremäßig (SW 1 in Fig. 5 bzw. 8) festlegen.

Das bedeutet, Mehrkanalschleifen sind bereits hardwaremäßig festzulegen (weniger Programmieraufwand), oder können bei der späteren Schleifenprogrammierung durch den Benutzer realisiert werden (flexibler).

Beschreibung der Fig. 2-4

Diese zeigen den Schaltplan der Hauptplatine. Die CPU, die Midischnittstelle und die Controllereingänge sind in aufgelöster Form dargestellt. Der Relaisteil wird in den Fig. 5 u. 6, das Netzteil in der Fig. 7 in aufgelöster Form dargestellt.

JP 1-3, IC 1, IC 2, D 2, R 2-6, R 15 und D 2 stellen die Bausteine zum Aufbau einer normgerechten Midischnittstelle dar.

Beschreibung der Fig. 5 u. 6

Diese zeigen die aufgelöste Darstellung des Relaisteils der Hauptplatine.

Die in Fig. 6 dargestellte Relaisschaltung ist auf der Hauptplatine achtmal vorhanden. Die Relais werden von IC 10 bzw. IC 13 angesteuert und ermöglichen je zwei potentialfreie Schaltkontakte an jeder der acht 6,3 mm Stereoklinkenbuchsen.

Beschreibung der Fig. 7

Diese zeigt die aufgelöste Darstellung des Netzteils.

Die Anschlüsse "RELAISPLATINE 5" und "RELAISPLATINE 6" sind die Anschlüsse zum zweipoligen Stecker JP 4 (siehe Fig. 2) mit Hilfe dessen die 18 V zu den Relaisplatinen geführt werden.

Der Anschluß "18 V" führt über J 2 (siehe Fig. 3) die 18 V zu den Erweiterungsgeräten.

"GND" ist das gemeinsame Bezugspotential für alle vom Netzteil erzeugten Spannungen.

Beschreibung der Fig. 8 und 9

Diese zeigen die Schaltung für eine der Relaisplatinen.

Die in Fig. 9 eingerahmt dargestellte Relaisstufe ist je Platine 16mal vorhanden. Die Relais werden von IC 1 bzw. IC 2 angesteuert und ermöglichen die in Fig. 12 dargestellte und auf Blatt 11 beschriebene Schleifenschaltung. Der jeweilige Ausgang x einer Stufe ist mit dem Eingang z der nachfolgenden Stufe verbunden. J 1, J 3 (16mal) und J 2 stellen die Ein/Ausgänge zu den jeweiligen Peripheriegeräten dar. "VSS" ist deren Signalmassepotential. C 1-C 9 sind Sieb- und Glättungskondensatoren. IC 5 regelt die über JP 4 (siehe Fig. 2) gelieferten 18 V auf 12 V, um die Relais zu versorgen. GND 1 entspricht GND, ist jedoch ab JP 4 bzw. JP 1 getrennt geführt.

Beschreibung der Fig. 10 und 11

Diese zeigen die Schaltung der Fußleistenplatine.

SW 1-SW 12 stellen die Taster dar, mit deren Hilfe der Benutzer die von ihm gewünschten Funktionen programmieren, bzw. abrufen kann. Die Taster 1-8 sind die sogenannten Klang(Sound)taster. Sie ermöglichen im Zusammenwirken mit den Tastern "Bank" und "Group", die 128 programmierten Konfigurationen abzurufen. Der Taster "Group" schaltet zwischen den beiden möglichen Gruppen Anzeige A oder B) um. Jede Gruppe enthält 8 "Banks", die jeweils wieder 8 Klänge enthalten. Beispiel: Klang Nr. 1 erhält man, wenn die Gruppenanzeige auf "A" steht (sonst Taster "Group" betätigen), man den Taster "Bank" betätigt, dann Taster 1 betätigt um die erste Bank zu wählen und nochmal Taster 1 betätigt, um den ersten Klang dieser Bank zu wählen. Die eigentliche Umschaltung erfolgt dabei jeweils erst bei Betätigung des letzten Tasters einer Tastenfolge, nämlich nur dann, wenn der Klangtaster, in der vom Programm jeweils analysierten Tastenfolge, in seiner eigentlichen Funktion als Klangtaster betätigt wird.

Zudem dienen die Taster 1-8 zur Eingabe numerischer Werte, wenn durch Betätigung des Tasters "Programm" eine Programmierung erfolgt, oder bei Betätigung des "Song/Sound" Tasters im Klangabfolge(Song)modus eine Klangabfolge angewählt werden soll. Die Taster "Programm" bzw. "Song/Sound" haben im Klangabfolge(Sound)modus zudem die Funktion in der Klangabfolge eine Klangkonfiguration zurück- bzw. vorzugehen.
D 1-D 8 sind 7-Segment LED-Anzeigen, die den Benutzer über den jeweiligen Betriebszustand informieren.

Diese werden vom IC 1 (Typ 7218B) angesteuert, der die, über P 1 (Typ Sub-D 25polige Stiftl.) und J 1 (siehe Fig. 3) vom IC 3 (siehe Fig. 3) übermittelten Daten umwandelt, damit sie als numerische und (mit Einschränkungen) als alphanumerische Werte dargestellt werden können.

Beschreibung der Fig. 12

Diese zeigt die Schleifenschaltung der Relaisplatinen anhand eines Schaltungsbeispiels.

K 1-K 5 sind Relais der Relaisplatinen
R 1-R 5 sind Ausgangswiderstände der Schleifen
R 6-R 10 sind die Eingangswiderstände der Schleifen
SD 1-SD 5 senden die Signale zu den Peripheriegeräten
RT 1-RT 5 empfangen die zurückkommenden Signale der Peripheriegeräte
VSS stellt das Minuspotential der Signalschleifen dar
Gerät 1 u. Gerät 2 stellen zwei Peripheriegeräte dar
KX ist die Verbindung zum vorhergehenden Relais
KY ist die Verbindung zum nachfolgenden Relais.

Das in Fig. 12 gezeigte Beispiel zeigt eine der zwei Möglichkeiten, die Reihenfolge der Peripheriegeräte im Signalfluß zu verändern.

Programmiert der Anwender bei der Erstellung eines Klanges die Relais so, daß K 2 und K 4 eingeschaltet und K 1, K 3, K 5 ausgeschaltet sind, dann liegt Gerät 1 im Signalfluß vor Gerät 2. Schaltet er jedoch K 1-K 5 ein, dann liegt Gerät 2 vor Gerät 1. Dabei bleiben die Ein- und Ausgangswiderstände konstant.

Die zweite Möglichkeit ist die, die Schleifen von K 2 und K 5 parallel auf Gerät 1 zu legen und die Relais bei der Programmierung wahlweise ein- bzw. auszuschalten. Dadurch verändern sich die Ein- und Ausgangswiderstände.

Claims

1. Steuergerät mit einem benutzerprogrammierbaren Microcontroller, der sowohl eine Einrichtung für über MIDI ansteuerbare Peripheriegeräte als auch eine erste Relaiseinrichtung zur Ansteuerung von wechsel- u. gleichstrombetriebenen bzw. verarbeiteten Peripheriegeräten beliebiger Leistung, die über einen externen Schalter ansteuerbar sind, und eine zweite Relaiseinrichtung zum Anschließen von wechsel- u. gleichstromverarbeitenden Peripheriegeräten beliebiger Leistung ohne externe Steuermöglichkeit, steuert, wobei eine Eingabevorrichtung vorgesehen ist, mit der die Peripheriegeräte hinsichtlich ihrer Anzahl, Programmierung, Reihenfolge im Signalfluß zwischen einem Musikinstrument und einer Tonwiedergabevorrichtung, sowie hinsichtlich der zeitlichen Abfolge der Peripheriegerätekonfiguration vorgebbar sind.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung ein über Fuß betätigbares Tastenfeld ist.

3. Steuergerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abruf der vorprogrammierten Konfigurationen über das Tastenfeld ausführbar ist.

4. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abruf der vorprogrammierten Konfigurationen über MIDI ausführbar ist.

5. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter der, in der jeweils gewählten Konfiguration, über MIDI angesprochenen Geräte in Echtzeit gesteuert werden können.

6. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hard- und/oder softwaremäßige Mehrkanalschaltungen möglich sind.