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Selbstbau Hauptwerk-Spieltisch mit Patenten
#1 Selbstbau Hauptwerk-Spieltisch mit Patenten
Der Spieltisch nutzt 2 neue Patente, darunter ein eigenes, und hat weitere Features verbaut hat, die auch einzig sein dürften. Daher möchte es hier kurz vorstellen.
Meine 3 Orgelmanuale stammen aus einer ausrangierten Kirchenorgel. Nach Austuchen der Tasten hatte ich erstmal alles druckpunktsimuliert (Magnete) und midifiziert, dasselbe beim Pedal (ein BDO-Normpedal und ein historisches Pedal, kann wechselweise benutzt werden). Soweit nix neues, außer das Druckpunktsimulation bei Pedalen schon eher unüblich sind.
Mir kam es aber darauf an, einen Spieltisch zu bauen, der haptisch möglichst nahe an eine Pfeifenorgel mit mechanischer Traktur herankommt.
Das fängt damit an, dass das Niederdruckgewicht von Pfeifenorgeln schwanken kann von so 110g - 500g (oder noch mehr). Und wenn man Manuale koppelt, wird das Niederdruckgewicht noch höher.
Die Patentidee des ersten Patents ist, eine mit Magneten bestückte Schiene in die mit ebenfalls Magneten bestückten Hintertasten einzudrehen. Patentinhaber bin ich, Erfinder sind Michael P. Schmidt (mps-Forum-Betreiber) und ich. Hier Fotos vom Muster, wie ich es mehreren Orgelbauern vorgestellt habe:
Magnetkoppel-Muster
von unten
An meiner Übeorgel habe ich getrennte Magnetkoppeln für das 1. und das 2. Manual meines 3-manualigen Spieltisches verbaut, jeweils angetrieben von einem handelsüblichen Heizungsmischermotor (welcher eine 90-Grad Drehung der enormen Kräfte durch starke Untersetzung schafft). Für beide Manuale können je 3 verschiedene Tastenniederdrücke netzausfallsicher voreingestellt werden durch einen Microcontroller mit ungefährer Tastendruckanzeige. Die zusätzlichen Koppelkräfte können auch durch die Taster links neben den Manualen aktiviert/deaktiviert werden. Diese Taster waren schon an dem originalen Pfeifenorgelspieltisch dort vorhanden, habe ich für diese Zwecke umgewidmet.
Das Problem der normalen Magnet-Druckpunktsimulation ist, dass der Druckpunkt immer bei Null ist. Ausnahme macht die Konstruktion von UHT durch Nutzung sich abstoßender Magnete. Das führt aber zu anderen, sagen wir mal, Eigenheiten des Spielgefühls (darauf möchte ich hier nicht näher eingehen). So gut wie jede Kirchenorgel hat jedoch einen mehr oder weniger großes deutlich bemerkbares Spiel, bevor der Druckpunkt einsetzt (außer bei hängenden Trakturen). Dieses Problem löst die Patentidee von Dr.Ulrich Gottwald durch den Einsatz einer "Mikrotraktur" auf sehr elegante Weise. Er hat es hier vorgestellt und erklärt. Diese Idee wurde aus Kostengründen nicht als Patent eingereicht.
Ich kann Ulrich nur Danke sagen, dass ich seine Patentidee in meiner Übeorgel einbauen durfte. Es funktioniert wartungsfrei seit 10 Jahren, und ich übe ziemlich viel. Man kann das Spiel jeder Taste beliebig einstellen, bevor der Druckpunkt einsetzt. Bei mir ist das Spiel so auf 1-2mm eingestellt, bevor der Druckpunkt einsetzt und es musste nie nachjustiert werden.
Ulrich wies mich darauf hin , das auch Pedale neben einem Druckpunkt, den man beim sensiblen Spiel erfühlen kann, auch einen gewissen Leergang davor haben können. Daher habe ich die versuchsweise eine Mikrotraktur an Pedaltasten angebaut. Leider führte dies zu verstärkten Klappergeräuschen (die bei den Manualen wegen der weitaus geringeren Magnetkräfte nicht auftreten), daher habe ich das wieder zurückgebaut.
Ulrich hat noch ein weiteres Patent zusammen mit Sebastian Luck (UHT) veröffentlicht, womit man z.B. per Midibefehle die komplette Spielmechanik ansteuern und im Spielbetrieb ändern kann, ziemlich cool (aber nicht in meinem Spieltisch verbaut).
Nun möchte man ja Patente auch gerne vermarkten (nach ein paar Jahren fangen lästige Jahresgebühren an). Das war für Ulrich Gottwald und mich eine interessante Zeit, weil wir beide mit mehreren Spieltischorgelbauern ins persönliche Gespräch kamen (mit Hr. Heuss Senior und Junior, Mitarbeitern der Fa. Laukhuff (inzwischen nicht mehr existent), Dr. Syré und mit Sebastian Luck (UHT)). Letztlich hatte aber keiner dieser Herrschaften angebissen und wir haben die Patente aufgegeben. Sebastian Luck hat das Problem auf den Punkt gebracht: Leute, die sich so ein Feature leisten können, sind eher die Amateure, die lieber eine leichtgängige Wohlfühltastatur bevorzugen. Leute, die so ein Feature gebrauchen würden, sind Profis, die sich sowas aber eher nicht leisten können für zu Hause, sondern stattdessen direkt auf den betreffenden Kirchenorgeln üben. Übrig bleiben Musiker, die sich sowas leisten können und zu Hause haben wollen, weil sie da bequem für Kirchenorgelauftritte üben möchten. Das ist mglw. ein sehr kleines Klientel.
Ein weiteres Feature ist der Einsatz eines Körperschallwandlers am Spieltisch, das dann der Übersichtlichkeit lieber in einer separaten Nachricht vorstellen würde bei Interesse.
#2 RE: Selbstbau Hauptwerk-Spieltisch mit Patenten
die kunst an einer mechanischen spieltraktur ist doch die beeinflussung der pfeifenan- und absprache durch steuerung der geschwindigkeit (was noch?), mit der ein druckpunkt überwunden wird.
werden diese parameter bei deinem spieltisch ausgewertet und findet eine beeinflussung des klangs statt?
#3 RE: Selbstbau Hauptwerk-Spieltisch mit Patenten
Hallo 2nd_astronaut, ich glaube, es gibt mehrere Künste, die man aufbieten müsste, um eine mechanische Spieltraktur möglichst realitätsnah nachzubilden.
Das eine sind die haptischen Dinge, um die ich mich bei meinem Projekt bemüht habe.
Die andere Kunst ist, wie man die Pfeifenan- und absprache auswertet und entsprechend klanglich abbildet. Genauer gesagt, die Messung der Geschwindigkeit des Tastendrückens und - loslassens ist nicht das Problem, das kann ja schon jedes E-Piano mit Anschlagsdynamik. Also, dass man mit 2 Sensoren statt einem an einer Taste arbeitet. Für heutige Microcontroller ist das kein Problem, daraus die Information über die Geschwindigkeit des Tastendrucks und des Loslassens zu ermitteln. Aber mir ist kein Sampleset bekannt, das diese Information verarbeiten kann. Vielleicht gibt es das, oder es gibt andere Modellingarten statt Samplesets, die dies können. Aber das ist leider nicht an meinem Spieltisch realisiert.
Ich gebe dir aber recht, dass dies ein ganz wichtiger Punkt ist. Ein Orgellehrer hat mir mal gesagt, dass gute Orgelspieler immer mit dem Gefühl spielen, ganz dicht am Pfeifenventil zu sein. Ähnlich wie gute Klavierspieler ganz dicht am Hammerkopf spielen. Das wäre eine sehr feine Sache, wenn man dies an seiner Digitalorgel könnte, an meiner aber leider nicht.
#4 RE: Selbstbau Hauptwerk-Spieltisch mit Patenten
Ja, hier ist noch viel Luft nach oben - aber man ist auf dem Weg......
Beim Nord Grand Piano z.B. gibt es drei Sensoren, die die Hammermechanik überwachen und in die Steuerung einbeziehen. Dadurch werden nicht einfach die Tasten sondern die Mechanik selbst als Steuerung herangezogen für mehr Feingefühl.
Beim Ansprechen des Pfeifentons gibt es u.a. von Gernot Wurst (prospectum) herausstechende Bemühungen.
Hier ein größeres Zitat von seinen Forschungen, die u.a. teils auch in die erwähnte Richtung gehen:.
Zitat von Soli Deo gloria im Beitrag Prospectum organs: neues Sample-Set Maihingen
Habe in den letzten Tagen das Baumeister-Maihingen-Set von pipeloops mit dem von prospectum durch direktes Hin- und Herschalten verglichen:
Beim pipeloops-Set die gleichen ärgerlichen Schwächen wie sie bei 15-20 Jahre alten HW-Sets normal waren (schrecklich z.B. die kostenlosen vom damaligen Studenten Grabowski):
- Die Frontkanäle sind unauflösbar mit manchen Resonanzen des Kirchenraums belastet.
- Sie sind nicht wie heute bei Semidry-Sets weitgehend vom Hall getrennt. Unsere Hörverarbeitung
kann dann nur völlig unvollständig Direktschall und Raumantwort unterscheiden, wenn beide aus den gleichen
Lautsprechern "verklebt" und mit Interferenzen daher kommen.
- Die üblichen Denoising-Verfahren bügeln viel zu viele Details der Pfeifenansprache weg.
prospectum dagegen:
- 6 Kanäle statt 4. Eine völlig andere Auflösung, Klarheit und Brillanz.
- 7 verschiedene Releases pro Ton statt üblicherweise nur 3 - aufwändigst aufgenommen. Man glaubt mit guter
Abstrahlung die reale historische Orgel mit all ihren Eigenheiten unter den Fingern zu haben.
- Im Gegensatz zu Sweelinq, bei dem die aufgenommene Datenmenge auch von großen Orgeln nur 3-7 GB
beträgt (klingt muffig, undifferenziert und bei allen Orgeln viel zu ähnlich) wurde hier eine kleine Orgel
mit hunderten von IR-Hall-Sweeps in einer wahnsinnigen Arbeit aufgenommen.
Jede Pfeife ihre eigene Raumantwort, weil die keineswegs nur von der Stellung im Raum abhängt, sondern
sehr stark auch von der Tonhöhe (Frequenz)!!
(Sweelinq dagegen; Nur ein (bis ganz wenige) IR-Hall-Antworten für alle Werke und alle Tonhöhen gleich! Dass das
nicht ausgereift und dem Kirchenraum angepasst klingen kann, ist völlig logisch!)
- Das Konzept ist neu: Die Perspektiven im Raum nicht einfach in verschiedenen Mikrophonstellungen
aufzunehmen, sondern an die recht trockenen direkten Pfeifenansprachen diese Hunderte von
Raumantwortsweeps dran zu hängen: Keine Artefakte, wobei die bei neueren, üblichen Hauptwerksets guter Hersteller auch enorm stark und sehr gut reduziert wurden.
- Extrem aufwändiges Direktsampeln der Pfeifen, Abdecken der andern......sowie aller weiteren Geräusch- und Störquellen der Orgel.......
https://www.prospectum.com/index.php?lan...d1=2&id2=202201
KEIN Denoising: Etwas Brillanteres, Direkteres, "Echteres", bei dieser Orgel auch "Urtümlicheres", habe ich noch nicht gehört.
Aber die konsequente Verbindung von Tastaturansprache zu Pfeifenansprache ist klar noch ein weites Feld.
Ich mach mal mit der nächsten Besonderheit des Spieltisches weiter.
Beim Spiel auf Kirchenorgeln, insbesondere solchen, die 32-Fuß-Register aufweisen, ist mir aufgefallen, dass spätestens in der tiefsten Oktave des 32-Fuß-Registers der Klang nicht nur durch Schall übertragen wird, sondern dass die Orgelbank vibrieren kann und der Klang auch mehr durch den Bauch geht. Aufgefallen ist es mir z.B. an der Orgel der Stadtkirche Bückeburg (mittlerweile gibt es auch von SP ein Sampleset davon).
Ebenfalls, wenn man mit Kopfhörer übt, merkt man, dass bei sehr tiefen Frequenzen der Körperschall fehlt.
Das hat mich zu der Überlegung gebracht, ob nicht ein Körperschallwandler, unter der Orgelbank angebracht, dafür funktionieren kann. Was soll ich sagen? Es funktioniert tatsächlich, ein einfacher ausrangierter Verstärker und den Körperschallwandler statt Lautsprecher angeschlossen - das reicht, um die Orgelbank in solche Schwingungen zu versetzen, dass diese tiefen Frequenzen über den Körper übertragen werden! Wenn man es sehr stark übertreibt, fangen die Pupillen an zu zittern, dass man nicht mehr richtig sehen kann (kein Witz).
Also habe ich einen IBEAM VT-200 Körperschallwandler besorgt und unter die Orgelbank geschraubt, an einen alten HiFi-Verstärker angeschlossen, welcher mit dem Line-Out des Spieltischs verbunden wurde.
Die Haupthürde war, dass es eine sehr starke Resonanz um 48Hz herum gab. Deshalb habe ich einen parametrischen Notch-Filter gebaut, der exakt auf diese Resonanzfrequenz abgestimmt wurde. Damit war erstmal die Hauptresonanz weg. Trotzdem waren die Resonanzen nicht linear verteilt über die tiefsten Töne. Also habe ich noch einen grafischen 5-kanaligen Equalizer gebaut, der die Frequenzen 21Hz ... 72Hz abdeckt. Abgleichen ging ganz einfach: mit einem Sinusgenerator diese Frequenzen durchfahren und mit dem Hintern checken, ob es gleichmäßig vibriert.
Man sollte dieses Feature nur ganz dosiert anwenden. Wenn man das tut, und die wirklich nötige Resonanzkorrektur macht, ist das ein Zugewinn, selbst wenn man einen Subwoofer im Einsatz hat, und bei Kopfhörerbetrieb sowieso.
Meinen großen Respekt an Dulzian für die verstellbare Druckpunktsimulation. Diese Idee ist super durchdacht. Und gleichzeitig hast du wohl (leider) Recht, es wird nicht so viele geben, die sich soetwas bauen oder kaufen wollen/können.
Nur eine Nachfrage, weil du erwähnt hast, dass UHT es mit abstoßenden Magneten macht. Deine Konstruktion sieht mir doch aber auch so aus, als wären das sich abstoßende Magnete. Und je näher man die größeren an die schmalen länglichen "heranklappt", um stärker wird der Abstoß-Effekt, nicht?
#7 RE: Selbstbau HW-Spieltisch - Magnetanordnung
Zitat von Brassmann im Beitrag #6
Nur eine Nachfrage, weil du erwähnt hast, dass UHT es mit abstoßenden Magneten macht. Deine Konstruktion sieht mir doch aber auch so aus, als wären das sich abstoßende Magnete. Und je näher man die größeren an die schmalen länglichen "heranklappt", um stärker wird der Abstoß-Effekt, nicht?
Nein, die Magnete sind unter den Hintertasten. D.h. sie ziehen sich an, dadurch wird es auf den Vordertasten schwerer, wenn man draufdrückt (es sind ja 2-armige Tasten, wie bei einer Kirchenorgel, im Gegensatz zu "normalen" Digitalorgeln, die meist einarmig ausgeführt sind).
Genau genommen habe ich insgesamt 3 Magnete an jeder Taste:
a) für die Midifizierung - sehr kleiner Scheibenmagnet, der an einen Hallsensor vorbeikommt für den Midi on/off Befehl
b) für die "normale" Druckpunktsimulation für ca. 140g Niederdruckgewicht
c) für die Magnetkoppel - sehr starker Magnet, um bis zu 400-500g Niederdruckgewicht zu erreichen.
Der Grund dafür, sowohl b) als auch c) zu haben ist der, dass der Druckpunkt bei der Magnetkoppel nicht so punktuell ist, sondern sich über einen Bereich erstreckt. Und für b) habe ich am Tastenboden einer jeden Taste eine Holzschraube, mit der man exakt das Niederdruckgewicht einstellen kann. Während für die Magnetkoppel die Schiene über alle Tasten geht.
Darüber hinaus sind Bleigewichte dran, um ein statisches Gewicht zu haben, genauso wie bei Kirchenorgeln (genauer gesagt, ich habe die originalen Bleigewichte belassen). Auch die Bleigewichte führen zu einem kirchenorgelähnlichen Tastengefühl (gegenüber Federn, die bewirken, dass das Federgewicht immer größer wird, je tiefer man die Taste drückt - ein Bleigewicht bleibt konstant). Wobei man sagen muss, dass UHT einen cleveren Trick angewandt hat, dass die Federn kaum an Kraft zunehmen, wenn man die Taste drückt (aber ein bissl schon).
Chapeau! - lieber Dulzian...
Chapeau!! - 
Wärst Du ein Verkäufer im MediaMarkt, würde ich Dir glatt "alles" abkaufen... 
Im Forum wurde über das Thema "Körperschallwandler" schon hier und da diskutiert. Es scheint, dass Du in der Praxis da schon sehr weit bist und insofern beobachte und freue ich mich schon sehr auf weitere Informationen von Dir...
VG
Aeoline
#9 RE: Selbstbau HW-Spieltisch - Magnetanordnung
[quote=Aeoline|
Im Forum wurde über das Thema "Körperschallwandler" schon hier und da diskutiert. [/quote]
Ich glaube, ich muss etwas aufklären: bei deinem "da" wird letzlich auf eine mps-Forenseite verlinkt, die nicht mehr vollständig ist. Der dortige user "Dulzian" (Olaf) war ich, bin aber rausgeschmissen worden vom Forenbetreiber - es ging um eher politische Ansichten und das "Sprech" in entsprechenden Nachrichten, die sich diametral zu meinen verhalten. Ich möchte das nicht weiter vertiefen. Aber meine gesamten Beiträge, die sich auf den Werdegang meines Spieltisches und eben auch des Körperschallwandler-Einsatzes bezogen, wurden ebenfalls gelöscht, wodurch die entsprechenden Fäden leiden (gelinde gesagt).
#10 Selbstbau HW-Spieltisch - Registerbeschriftungen
Der Vollständigkeit halber möchte ich noch erwähnen, dass der Spieltisch (nach Installation) komplett ohne PC-Bedienung auskommt.
D.h., neben der Ein/Ausschaltwippe wird über einen einen weiteren Taster der PC hochgefahren, und Hauptwerk mit dem zuletzt verwendeten Sampleset gestartet. Über diesen Taster kann auch der PC wieder heruntergefahren werden.
Auf den Tastern links kann man das entsprechende Sampleset anwählen. Auf den Tastern darüber kann man noch alle möglichen Koppeln einstellen (falls das Sampleset dies nicht selber kann), mit weiteren Wippschaltern kann man noch Zusatzfunktionen ausführen, wie Manualtausch usw.
Es können bis zu 56 Register per Taster angewählt werden. Dazu habe ich für jedes Sampleset einen Magnetstreifen angefertigt, der unterhalb der Registertaster angepappt wird. Sodass man bei Sampleset-Tausch nur den Magnetstreifen wechseln muss.
Unterhalb der Manuale befinden sich die Taster für die Speicher. Es steht ein Sequenzer mit 24 Speicherplätzen zur Verfügung. Falls mehr gebraucht wird, müsste das über den PC laufen.
Im Normalfall muss ich daher nie an den PC ran, sondern stelle alles am Spieltisch ein.
Ich weiß nicht, ob ich das wieder so machen würde - es hat eben seine Begrenzungen vor allem bei der Spieltischbedienung für die Registeranzahl und Sequenzerspeicher. Auf der anderen Seite hat es für meine Samplesets ausgereicht und den Sequenzer überschreibe ich sowieso immer wieder, da sind nur die Speicher für die aktuellen Übestücke drin.
Ich werde diesen Spieltisch entweder komplett oder in Einzelteilen zum Verkauf anbieten, weil wir in ein kleines Häuschen ziehen, wo zwar mein Flügel, aber leider nicht mehr mein Spieltisch stehen kann. Ich werde das hier auch in einen entsprechenden Faden im Marktplatz stellen, wenn das ok ist.
#11 RE: Selbstbau HW-Spieltisch - Registerbeschriftungen
Lieber Olaf,,
nur vielleicht zum Nachdenken:
Ja, das Vollpedal nimmt bei beengten Verhältnissen entscheidenden Platz weg.
Doch einen Flügel kann man ohne jegliche Änderung des Anschlags midifizieren.
Und auf der Notenpultebene um eine 2. Midi-Tastatur - oder auf der gleichen 88er Tastatur weiter oben - um ein "Orgelmanual" erweitern.
Ein spezielles Plexiglas-Notenpult kann diese 2. Tastatur für das reine Flügelspiel zu dir hin überbrücken und sogar für ältere Augen die Literatur besonders gut ablesen lassen. Dann stört diese mögliche 2. Tastatur gar nicht.
2 Monitore auf dem Flügel, 2 im Rücken und das Kirchenfeeling ist wieder perfekt. 😊
(Für einen, den linkenFuß kann sogar ein Stummel- oder spezielles abgewinkeltes "Hammond"-Pedal links von den Flügelpedalen eventuell nützlich erscheinen. Zusätzlich/alternativ zur vorhandenen Pedalerkennung von Hauptwerk auf den Manualen. (Unterster Ton.....)
Damit ist in bestimmten Grenzen durchaus ein adäquates Üben im warmen Wohnzimmer im Winter bei herrlichen Orgelklängen möglich....
(Bei einer meiner Installationen habe ich das so realisiert.
Der Flügel bleibt zu, das "Leise"-Una Corda - Pedal festgestellt, der Anschlag nicht zu kräftig.....und der leise Mischklang kann sogar sehr reizvoll sein......)
Herzliche Grüße und schon jetzt viel Freude auf Rügen....,,,,,,,,,,,🌅
Lieber Soli Deo gloria,
mein Hauptinstrument ist das Klavier. Für Übezwecke habe ich neben dem Flügel noch ein Kawai ES520 E-Piano. Das kann aber auch Orgelklänge. Was Orgelspiel angeht - klar übe ich ab und zu den Manualiterpart von neuen Orgelstücken auf dem E-Piano vor.
Von Stummel- oder Hammond-Pedaltasten halte ich jedoch gar nix. Wenn ich mit Pedal üben möchte, muss ich mich demnächst eben aufs Fahrrad schwingen und 3km zur nächsten Kirche demmeln. Im Winter ist das natürlich beschwerlicher. Aber auf der anderen Seite hat auch das üben auf einer Pfeifenorgel Vorteile, die keine noch so gute Hauptwerk-Installation bieten kann (aus anschlagstechnischer Sicht). Was Orgel angeht, war auch meine Hauptwerk-Orgel bisher nur Mittel zum Zweck (nämlich dem, auf einer Kirchenorgel vor Leuten zu spielen, sei es bei Gottesdiensten oder Trauungen oder Orgelvespern (mit Hauptfokus auf Letzterem, weil man da größere Orgelwerke an den Mann/die Frau bringen kann).
Eine Überlegung wäre, eines meiner Pedale (dann vermutlich das historische) doch zu behalten, um es mit dem E-Piano per Midi zu verbinden, um auch pedaliter üben zu können (das BDO-Normpedal ist deutlich schwerer, breiter und länger), das historische Pedal kann evtl. bei Nichtbedarf leichter irgendwo verstaut werden. Habe ich noch nicht entschieden, aber ich tendiere dann eher zum Üben direkt auf einer Kirchenorgel.
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