Applicazioni elettroniche per organetti a manovella
Da alcuni anni anche qualche fabbricante tradizionale di organetti si è avvalso dei vantaggi della tecnologia elettronica per semplificare la vita degli operatori di questi strumenti
L’area preferita in cui queste applicazioni hanno avuto luogo è nella sostituzione dei cartoni e dei rulli di carta con musica caricata in dispositivi di memoria elettronica.
Alcuni costruttori utilizzano sistemi proprietari nei quali non potete creare e salvare i brani, mentre altri, che utilizzano il protocollo universale MIDI nei loro sistemi, offrono la possibilità, utilizzando il vostro sistema PC MIDI, di caricare arrangiamenti di canzoni create o scelte da voi.
Pur riconoscendo che arrangiare è un’arte e non una cosa semplice, ciononostante il sistema MIDI offre a chiunque la possibilità di provare, di scambiare brani via web e di acquistare le canzoni quando è necessario aumentare il repertorio.
Piuttosto che esplorare l’arte dell’arrangiamento, che non è la mia specialità, mi focalizzerò sull’hardware necessario all’autocostruttore per approcciare il mondo delle applicazioni MIDI per gli organi a manovella.
Il principio di funzionamento
Il dispositivo chiave è la cosiddetta Elettro Valvola, che è impiegata nella costruzione degli organi fin dall’inizio del 1900. Le figure sottostanti spiegano il concetto meglio di qualunque descrizione. Quando un impulso di tensione viene applicato il magnete è attivato e l’aria compressa contenuta nel somiere (wind chest) fluisce nella canna. Quando l’impulso di tensione termina, in funzione della lunghezza della nota, il flusso d’aria si interrrompe e il suono cessa.
Pertanto dobbiamo equipaggiare una valvola per ogni nota
Vediamo ora come inviare I comandi on/off di tensione alle elettro valvole per mezzo di un sistema MIDI
Qui non intendo descrivere cos’è il MIDI perchè in oltre 26 anni di esistenza di questo standard, c’è un sacco di eccellente letteratura disponibile a suo riguardo adatta ad ogni livello di lettore.
Suggerisco ai principianti di esplorare il sito di Jeff Glatt che rappresenta una vera enciclopedia a portata di tutti (se non sapete l’inglese provate con google in italiano)
Il set up tipico di un sistema MIDI per organo a manovella è illustrato qui:
Il dispositivo di immagazzinamento dati MIDI
I MIDIfiles possono essere salvati sull’hard disk del vostro PC, su floppy disc, su memorie EEPROM, su SD cards e dispositivi similari.
Potete o produrre le vostre MIDI songs o acquistarle o scaricarle dalla rete e salvarle sui suddetti supporti nel formato MIDIfile “nomebrano.mid”
Il lettore di dati MIDI
E’ un dispositivo che legge il contenuto dei MIDIfiles e ne trasmette i relativi dati MIDI tramite la sua porta MIDI OUT a un decoder MIDI installato nel vostro organo.
Ci sono diverse opzioni per fare questo.
I MIDIfiles possono essere letti per mezzo di un PC (portatile o desktop) equipaggiato con una interfaccia MIDI, attraverso una appropriata categoria di programmi chiamati sequencer.
Questi dispositivi, normalmente utilizzati dai musicisti, evitano di coinvolgere il PC, sono piccoli ed alcuni modelli funzionano con una batteria a 12Vcc.
Un’altra alternativa può essere rappresentata dal PALM, che può essere equipaggiato con un semplice adattatore d’interfaccia MIDI. I MIDIfile vengono caricati attraverso un PC e innagazzinati nella memoria interna del PALM. Un semplice programma sequencer può scegliere e leggere i MIDIfiles.
Qui potete vedere il mio PALM con l’interfaccia MIDI autocostruita.
Il Decoder MIDI
Questo dispositivo ha il compito di ricevere I dati MIDI di una song dal lettore dei dati e pilotare i magneti delle valvole elettroniche corrispondenti a ogni nota ricevuta.
L’ingresso è una porta MIDI IN e le uscite sono diverse porte individuali, ciascuna corrispondente a una nota, nelle quali verrà inviata e interrotta una tensione rispettivamente per attivare o disattivare il magnete che gestisce l’aria verso la rispettiva canna.
Ci sono diverse scelte di offerta sul mercato in questa
area, alcune derivate da applicazioni per organi liturgici e altre sviluppate per gli autocostruttori di piccoli organi. Nella foto è mostrata la piastra J-Omega MTP8, un classico del settore di costruzione UK, che gestisce fino a 64 note.
La valvola elettronica
Questi dispositivi funzionano tramite impulsi di tensione la cui durata corrisponde alla lunghezza della nota. Gli impulsi sono ricevuti dal Decoder MIDI. Il braccio mobile del magnete ha un tappo che, a riposo tiene chiusa la valvola che poi viene aperta quando il magnete attira il braccio.
Ci sono diversi produttori tradizionali in campo organaro che offrono questi componenti che sono correntemente utilizzati in applicazioni di organi liturgici.
A seconda della tecnologia dello strumento ci sono due modi fondamentali di utilizzo della valvola elettronica.
Il tipico organetto a manovella tradizionale lavora con valvole pneumatiche ed i fori nel rullo di carta, quando entrano in corrispondenza dei fori della tracker bar lasciano uscire nell’atmosfera la lieve pressione della relativa valvola. Questo fa funzionare la valvola pneumatica.
Invece, in un organo appositamente costruito con controllo diretto del flusso d’aria attraverso una valvola elettronica, tutti i magneti sono installati all’interno della scatola somiere, che è mantenuta a pressione costante da un reservoir, e le valvole quando aperte, mandano l’aria direttamente nel piede della canna.
Questo dà il vantaggio di costruire uno strumento molto più semplice con risparmio di materiale e problemi, perchè le valvole pneumatiche non sono così facili da costruire e regolare.
La prospettiva dell’autocostruttore e i miei esperimenti
Se intendete sperimentare un sistema MIDI per il vostro organo a manovella, il primo suggerimento è di equipaggiarsi adeguatamente con qualche strumento per maneggiare il MIDI.
Questo significa che oltre ai vostri attrezzi per lavorare il legno dovrete acquisire familiarità con il PC che deve disporre di una interfaccia MIDI. Questo dispositivo è disponibile in diversi modelli e io suggerisco una versione USB, meglio se con più di una porta MIDI IN e MIDI OUT, per avere più flessibilità nel sistema.
Il passo successivo riguarda il programma. L’attrezzo principale è il “Sequencer”, una applicazione che consente di registrare, ascoltare e processare tutrti i parametri della vostra MIDI song per renderla compatibile col vostro strumento.
La scelta di Sequencer è molto vasta, dal freeware (http://www.anvilstudio.com) al massimo del professionale, tuttavia anche per meno di 50 $ potete acquistare un prodotto solido e referenziato (http://www.pgmusic.com/powertracks.htm)
Generalmente i sequencer, oltre a mostrare graficamente il rigo musicale e la lista degli eventi, offrono la visione nel formato “piano roll” che è la più appropriata per le applicazioni relative a organi meccanici.
Il sequencer è essenziale per manipolare i MIDIfile e in particolare per modificare, fare il merge, cancallare tracce e note in modo da ottenere il MIDIfile che rispecchi le vostre aspettative e sia adatto per la scala del vostro organo.
Avrete poi l’esigenza di uno strumento di analisi (l’equivalente di un tester in elettronica), per verificare che cosa il vostro lettore MIDI invia alla sua uscita o più in generale per fare diagnosi sui MIDIfiles e sui dispositivi MIDI che avete interconnesso.
Io raccomando una applicazione MIDI Monitor, ad es. MIDIOX (http://www.midiox.com) che è un freeware d’autore scaricabile gratis e che ho trovato utilissimo in molte circostanze.
I miei esperimenti
Dopo aver costruito il Busker, e la frustrante esperienza di forare a mano i rulli di carta, ho deciso di passare al controllo MIDI e, tanto per cominciare di costruire uno strumento a 20 note pilotato dai MIDIfiles.
Così ho studiato le varie soluzioni degli altri costruttori e poi ho iniziato a sperimentare.
La mia idea è di costruirmi da solo tutti i componenti del sistema. Ho gia avuto la soddisfazione di aver avuto successo col legno perciò, considerando il mio background nell’elettronica delle telecomunicazioni e nell’elettrotecnica della telefonia ai tempi degli autocommutatori a relè, mi sento a mio agio con questa scelta.
Vediamo come intendo procedere, prendendo in considerazione ogni componente del sistema MIDI.
Il lettore di dati MIDI
Siccome la computer music è uno dei miei hobbies, dispongo gia’ di una postazione PC workstation equipaggiata con hardware e software MIDI. Inoltre utilizzo un floppy disk MIDI reader (Roland Brush) da diversi anni ( quando suono la tastiera con la mia band di amici appassionati esecutori).
Inoltre posso utilizzare il PALM V per il quale ho costruito l’interfaccia MIDI
Recentemente utilizzo anche un interessante MIDI recored-player tutto allo stato solido basato su un Micro PIC e memorie flash, che ho assemblato per ora a titolo sperimentale. Ha dimensioni molto ridotte, consumo minimo e nella versione che intendo sviluppare si può caricare con diverse song.
Il progetto è di un appassionato giapponese con cui sono entrato in contatto grazie ad internet
Decoder MIDI
Questo dispositivo può essere espanso a un numero maggiore di note.
Magneti
Ritengo che questi siano i componenti che presentano la sfida maggiore nel mio progetto. Mi piacciono le sfide quindi ho deciso di tentare di costruire anche questi. Ne ho realizzate diverse versioni e adesso sto lavorando con una soluzione che sembra affidabile.
Il lavoro più noioso è l’avvolgimento delle bobine ma questa è un’area in cui l’aiuto di mia moglie è essenziale.
Encoder della velocità della manovella
Ho sviluppato un dispositivo basato solo su componenti discreti ( niente SW da sviluppare) che legge la velocità di rotazione della manovella e genera comandi di MIDI clock che mando al lettore MIDI Roland Brush, che faccio funzionare con Sync esterno. L’effetto della manovella MIDI in tempo reale è incredibile e aggiunge un feeling di umanizzazione al flusso di dati MIDI che altrimenti sarebbe troppo preciso.
Organetto elettronico di prova
Una volta realizzato il MIDI decoder avevo la necessità di verificare il suo funzionamento.
Per questo avevo cablato 24 LED sulle uscite della piastra del decoder in modo da avere un nonitoraggio visivo immediato di cosa succedeva durante l’esecuzione di un MIDIfile.
Ma non ero ancora soddisfatto, volevo anche sentire le note.
Purtroppo però finchè l’intero strumento non sarà completato questo non sarà possibile, perciò per superare il gap di alcuni mesi durante i quali avverrà la costruzione dei soffietti, magneti, somiere e canne, ho trovato un modo facile e rapido per surrogare il vero strumento.
La risposta è venuta da un vecchio organo giocattolo della Giaccaglia che giaceva nel garage da alcune decadi. La piastra elettronica contiene il generatore analogico per più di 3 ottave, che includono le 20 note del mio progetto.
Il suono è molto grossolano, onda quadra non filtrata, ma accettabile per il suo compito sperimentale. In questo modo posso ascoltare immediatamente l’effetto sonoro di qualche orchestrazione MIDI molto prima di completare lo strumento definitivo.
Ci vorrà ancora un pò di tempo prima di concludere tutti i lavori che ho in corso, tuttavia mi diverte moltissimo fare questi esperimenti, scambiando le esperienze via web con un numero di appassionati da diverse parti del mondo oltre che dall’Italia naturalmente.