MIDICIMBALOM

Zde budu postupně doplňovat velké množství teoretických návrhů, jak vyrobit a realizovat midicimbál. Upozorňuji, že půjde o vize, ne o ověřené nápady. Možná to tu pro někoho může být sci-fi. Ale právě tak, to mám ve své tvorbě já.

1. Princip paličkový-snímání informací pro převodník,

                                   bude z cimbálové hrací plochy a také

                                   z paliček samotných.

                                   Ne každý by snesl pomyšlení na paličky

                                   s přívodními drátky, takže přenos

                                   hodnot z paliček bezdrátově.

                                  Paličky  v sobě implantovaný miniaturní,

                                   lehký piezo snímač, umístěný v pouzdru,

                                  které převádí hodnotu tlaku při dopadu.

                                  Snímač v části úchopu mezi prsty,

                                   monitorující, jakým tlakem mezi prsty

                                   držíme paličku. Bylo by toho využito

                                  pro přepínání zabarvení typu paliček,

                                   pro někoho přepínání instrumentu

                                   během hry. Zde je paleta rozšiřujících

                                   možností pro to, co se má snímat a na co

                                   převádět.

Představa: Na ploše, v místě snímacího pole-pro tón, podélné vyvýšení z gumového materiálu, dostatečně pružného, na temeni tohoto pole umístit podélně dva postříbřené drátky, rovnoběžně od sebe oddálené 2mm. Průměr asi 0,3 mm. Uvnitř pružného výšení, po celé délce dutina o průměru 1-2mm. Na konci dutiny elektretový snímač, na druhém ucpávka. Pro náročné - doplnění sektorových, snímacích polí po délce aktivního hratelného pole na každém snímání delším jak krátkém, pro využitelnost této vlastnosti.

To by sloužilo k vyjádření zabarvení tónu v závislosti na poloze úhozů na umělé struně. Pro školní účely doplnít délky hracích polí podélným svělelným indikátorem na každém poli-nepoužít modrou barvu, na oko nepříjemně působí a unavuje.

Vrátím se k paličce - ta bude na hracích koncích vodivá, lehká, vyvážená, ergonomická, co nejvíce podobná originální.

2. Princip kmitací

Návrh nového snímače:

Nylonová čtyřstruna. Zhruba 1cm od kobylky- elektretový, trubičkový, krátký snímač, kontaktně se čtyřstrunou.

Na elektretu se snímá signál hrající neladěné, nerezonanční struny.

Signál trvá, dokud se nezatlumí sama čtyřstruna, nebo dokud

filcové dusítko strunu nezatlumí. Pozor vývojáři ! Při realizaci nezapomeňte vyselektovat odrušení

rázu na snímačích zp. dopadem a uvolněním dusítek. Snadné - ráz není signál, ale nějaké pulzy.

Nota je určena rozezněním čtyřstruny a trvá,  jako stisk klávesy- noty po dobu klesání signálu na

struně, do nějaké prahové hodnoty pro ukončení. Také končí akčním dušením filcem.

Aktivní poloha se spínačem dá zároveň informaci pro hru tlumených samplů + volba zrušení sust.

Dusítka jsou spřahnuta a jejich odtlumená a zatlumená poloha, má každá spínač.

Je to jen náčrt funkce nové verze midi cimbalomu, kde nebylo uvažováno o vhodném pluginu,

který by se musel vytvořit, spec. pro midi cimbalom.

Co se týče HW převodníku, bylo by nutné použít výkonnější procesor.

3.Snímání ultrazvukem- princip je založen na příjmači a vysílači ultrazvuku po tlusté nylon.struně.

Převodník mlčí, když všechny snímače vedou utrazvuk. Pokud se paličkou s omotáním dotknete stuny, přenos se přeruší,

a vyhodnotí se jako spuštění tónu. Bez dynamiky.

4.Snímání dvoupulzem- používá se u klaviatur. Hodnotí se všechny potřebné informace pro midi.

Měří se čas mezi sepnutím prvního a připojením druhého kontaktu.

Trvá tak dlouho, dokud jsou oba spínače sepnuté.

A jak aplikovat v midicimbálové hrací ploše? Určitě musíte nad hrací plochu,

asi ve výšce 5mm vytvořit  bezkontaktní pole,

a na každém snímači pod polem-kontaktní, nebo elektromagnetické snímání,

kde budete snímat druhou hodnotu. Při hře nebude vše podle zvyklostí, u klas. cimbálu.

Zde by mohla být super dynamika úhozu.

5.Snímání spínači s umělou dynamikou citlivosti-řešením je obyčejná spínací   deska, která se dá srulovat do tubusu. Do midicimbalomu vstupuje další pedál,  kterým levou nohou měníme hlasitost budoucího hraného tónu, ne doznívajících -odehraných. Je to vhodná varianta pro školení rozložení tónů cimbálu.

Vzhledem k tomu, že by zde mohly být dvě gumové, silnostěnné fólie proti sobě,

tloušťka celku do 5mm. Na horní straně by byl ve fólii zatavený obraz fotky klasického cimbálu. Výhodou by bylo podobné chování podložky, jako úhozy paličkami do stolu s nakreslenými strunami, s tím vylepšením, že by se ozýval zvuk cimbálu. Navíc by se jevil s umělým přednesem pomocí sensitivity pedálu.

V převodníku by se poloha pedálu převáděla na digitální hodnotu, vyjadřující velocity.

6.Náhrada strun s imitací pružnosti - lehký plexisklový pásek jako imitace struny,

vypoulený do oblouku, směrem k paličkám, na obouch koncích  fixován tvrdými gumovými závěsy. Snímat se lze u všech imitací optickou cestou-vysílá se pulsní paprsek,aby výsledky nebyly ovlivněny okolním světlem.

7. Náhrada strun s imitací pružnosti pomocí fosforbronzového pásku 3cm, na konci pásku

upevněn pásek nepružný, kluzký, lehký, na konci volně vložen do filcového pole.

8. Imitace struny pomocí pvc pásku

9.Imitace dřevěnou kulatinou 4mm.

10.Kompenzace měkkosti nylon.str.-Na krajích po jedné struně nylon, uprostřed dvě tenké

kovové, izolovaně od sebe, zároveň slouží ke snímání zkratu vodivou paličkou. Kompenzovat lze také zkrácením strun o délku, která je v nehratelném poli. Vyžaduje speciální závěsy strun.

11. princip odpružujících paliček-hrací plocha  je vymodelovaná podle klasického cimbálu,vše je imitace z tvrdého materiálu. Žádné struny, pouze imitace strun-úderná pole. 3d rozměry jako originál. Odskakakování paliček zajistí konce na paličkách, které budou z takového materiálu, aby se v ruce nelišily rozměry a hmotností.

12. pružinová imitace struny-na začátku i konci podélně rozřízlé trubičky, vertikální pružiny, pera, listy. Tak, aby se nerozřízlou stranou polovice trubičky, obrácená nahoru, uvedlo vše do stabilní polohy.Uvnítř tyčový magnet, který prochází cívkou.

13. dotyková obrazovka-velký tablet

14.Midicimbalom bez dynamiky úhozu-palička se na konci místo nití omotá postříbřeným drátkem. Snímač bude dvojice souběžných vodičů, např. pružných drátů-které se používají pro výplet kola. Natvarují se přesně tak, aby mezi nimi vznikla mezera 3mm. Jejich konce mají půl-očko nebo záhyb, k upevnění šroubem do podkladové desky. Budou tvarovány do tvaru lichoběžníku, s rovnoběžnými stranami, kolmo k podkladové desce.Takto blízko souběžné vodiče, musí zpevnit několik izolačních vymezovačů, aby se nespojoval drát s drátem např. nahnutím dvojlichoběžníku. Dotykové pole by šlo realizovat i jinak, zde však tvarování drátů, zajistí pružnost snímací sestavy, která bude  pružnější, čím větší bude obvodová délka lichoběžníku. Izolační vymezovače musí být navrženy tak, aby žádným zp. nebránily pohybu po lince-po temeni snímače, aby se omotání paličky nemohlo zadrhnout o nějaké hrany. Každý dvojlichoběžník je připojen k převodníku bez dynamiky. Zřejmě lze použítMIDI Presto Organion od firmy. Kliknutím na m.p.o.

se otevře odkaz na popis tohoto převodníku. Pokud se

rozhodnete pro tuto variantu, absence pedálu sust. se dá

řešit dalším připojeným zařízením midi, kde je pedál, pouze v programu Kontakt nastavíte pro organion a nástroj s pedálem stejný kanál. Pokud chcete pedál přímo, požádejte o info zde

Testuji upgrade tohoto

zařízení, nyní s pedálem sustain, přepínačem typu cimbálových nástrojů 1-16, se zobrazovací jednotkou zvoleného midi kanálu, resetem. Pokud by šlo zařízení odladit a přizp. náročným požadavkům pro cimbál, přání dalšího  upgrade  by bylo přidat i další pedál, kterým by se měnila hlasitost budoucího tónu, ne odehraného, doznívajícího.

Tím by se navodila umělá dynamika úhozu pro sólíčka, důraz a podobně. Regulovalo by se levým pedálem.

15.Dosažení tvrdosti imitace umělé struny a zajištění pružnosti

     s nepružnou částí umělé struny s výhodou malého pnutí

     pro předpětí.

Je to dlouhý a složený název principu, ale vystihuje řešení 4 problematických vlastností imitací strun.

1. Pocit z úhozu - tvrdý dopad, při současně dobrém odpružování.

2. Dopadové temeno imitace struny nemusí být z pružného materiálu - snadnější pro opakovatelnost výroby,   možnost modifikací tvaru, nízká cena.

3. Pružnost je zajištěna druhou, kratší částí umělé struny - výhoda nepřeberného množství modifikací materiálů   a rozměrů této části, vyjadřující výsledné vlastnosti umělé struny.

4. Pro dostatečné vlastnosti - tvrdosti umělé struny není potřeba takového předepnutí strun, jako u kovové struny, a také nylonové.

Realizace: Druhá část struny, zajišťující pružení může být např. dvojitý pnutý závěs z režné nitě. Dvojitý se myslí tak, že plochý pásek, z profilu tvaru čočky, má na konci dva otvory.V každém je jeden závěs z nitě. Nitě se rozevírají, aby se stabilizovala plochá poloha tvaru temene umělé struny. Na protilehlé straně je buď kloub, nebo také stejný závěs. Zajímavá by byla kombinace na jedné straně fosforbronz s nastavitelným výškovým předpětím, a na druhé straně šroubem laděné předpětí druhé napínací části. Tím by se dala vyladit nelinearita a nesouměrnost při poloze úhozu, a tím zajistit fyzikálně - elektrické vyjádření polohy úhozu.

16. Sonický- Využívalo by se principu zpětnovazebního piezooscilátoru,

kde piezoelement je jako budič a zároveň zpětná vazba. V klidu takové zapojení generuje nějaký stálý tón a jeho kmitočet se mění se sílou působící na piezoelement. Pokud se s konstrukcí vyhraje, vznikne

rychlý převodník kmitočtu, v závislosti na síle působící deformaci.

Bude zde nelinearita, ale velký rozsah měřené síly úhozu. To by sloužilo k vyjádření

síly úhozu. Spuštění a určení tónu, by se provedlo některým z výše popsaných principů.

17.Kompenzace měkkosti nylonových strun,druhá varianta-

Na krajích nylonová struna, uprostřed pružný, mírně předepnutý drát 2mm.

Palička uhodí do všeho, projeví se větší hloubková odchylka na nylonu, díky měkkosti omotávky paličky. Současně střední drát zabrání dalšímu propadání paličky a částečně napomáhá v protireakci na paličku. Drát musí být 5mm pod úrovní nylonu. =Vyzkoušeno nefunkční=

18.Pneumatická struna- Po celé, aktivní struně by byla drážka, která by vzduchovými rázy odfukovala paličky. Vzhledem k objemu vzduchu, je takovéto řešení spíše kuriozita, než praktická záležitost.

19. Paličky budou přenášet midi velocity, jednotlivé snímače určení tónu a informaci, zda se palička oddělila od snímače, nebo, zda je přitisknutá na umělé struně.

 20.Vibrační umělá struna na principu zátěžového snímače - Mírně napnutý pásek z plastu tvoří, temenem jeho plochy, údernou plochu. Pod ním je připevněný miniaturní snímač, na mnou popsaném principu, z mého dřívějšího projektu,v popisu  zátěžový snímač. Při dopadu paličky se propadový ráz přenese na vrchní část snímače, kde mu v protifázi jeho pohybu brání polohová energie miniaturního závažíčka na straně snímače protilehlé. Umělá struna bude vibrovat dále, ale s mnohem menšími účinky na signál, než propadový podnět - úhoz paličky.Princip a ukázka v jiné aplikaci.

21Jiný typ snímače- problém snímání úhozu pomocí trubiček má dvě nedokonalosti, které je potřeba odstranit. Rozsah výstupního napětí, v oblasti pracovní křivky v závislosti na běžně malém a maximálním úderu, není dostatečně velký a je nelineární. Zde je potřeba vyměnit elektretový snímač za jiný, možnosti je potřeba prozkoumat. Použitá pěnová trubička je líná, a mění tvarové vlastnosti v závislosti na počtu po sobě jdoucích podnětů. Po delší době namáhání změní téměř na stálo tvar. Pokud se použije elmag. snímač, bude se muset mechanikou ráz přenést do magnetického pole, a také někam, kde snímač nebude překážet. Složité bude uhlídat selektivitu a odstup signál/šum. Myšlenka dne je přenést neelektricky, ale mechanicky rázy úhozu někam jinam, kde se převede snímači na něco jiného.

22.Princip dynamika mechanikou tří spínačů-jedno snímačové pole pro jeden tón je tvořeno třemi propadovými spínači s nastavitelnou citlivostí na sílu úderu.Vyhodnocení logickým členem na vstupu dá informaci pro jednu ze tří nastavitelných úrovní velocity.

Výhodou by měla být tenká, maticová snímací plocha,

která by se dala srolovat do tubusu. Materiály:Flexibilní tištěné spoje, gumotextilní, prošívaná hrací plocha na konci s dps převodníkem. Propadový stavitelný trojspínač ve fázi myšlenky-nerealizovaný a neověřený nápad. 

23.Hydraulický princip-snímací trubice ve tvaru struny uvnitř feromagnetická tekutina, na konci jinde z plochy snímání ven, slabší  vyústění, které mění tvar v závislosti na tlaku v systému.Nad touto částí magnetoelektrický snímač. Výhoda velký rozsah dynamiky. Nevýhoda parazitní ruchy.

24. Princip rotujícího snímače-každý senzor, v podobě otáčivé, horizontální, duté tyče, na odpružených závěsných ložích, rotuje se spřaženou spojkou. Všechny tyče pohání jeden motor. Při úhozu paličkou na rotující tyč vznikne na spojce odchylka. Je odvozená z rozdílu počtu otáček spojky a rotující tyče snímače. Podle síly úhozu je odchylka úměrná.Digitální pulsy z dvou průsvitových koleček s jemnými otvory se převedou převodníkem na zakázku. Kolečka v základní poloze, bez protáčení nepropouští paprsek. Do této základní polohy jsou navrácena a aretována jemnou pružinou. Zatím neověřená verze řešení.Vzhledem k složitosti a počtu dílů se jedná o neekonomickou variantu. Pohon všech strun na závěsech jedním motorem může být hlučný, poruchový.

25. Princip akcelerometr . Do paliček zabudovat akcelerometry  ADXL345 nebo MMA7341LC,MMA7361LC a z jejich údajů zpracovávat dynamiku úhozu.Přenos bezdrátový, každá palička  baterie a svůj vf kanál.Úrčení tónu trubičkový snímač, nebo kontaktní formou.