Bienvenido a Emulación de Órganos de Tubos

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El órgano de Jon

Hola amigos, he recibido este magnífico proyecto de Jon, ingeniero (se nota) y amante de la música.
Me ha parecido un trabajo magnífico del que todos podemos aprender mucho, así que he preferido darle la máxima notoriedad haciendo un apartado exclusivo para él.
No dudéis en preguntar todo lo queráis, que él, en la medida de lo posible, responderá vuestras consultas.
Espero que sea de vuestro interés, un saludo a todos.
Pedro.

EL ÓRGANO DE JON.

CONSTRUCCIÓN DE UN ÓRGANO ELECTRÓNICO (1ª PARTE)
Mueble de la consola.
Material :Tablero alistonado de pino radiata de 3 cm de espesor.
En almacenes de madera es cada vez mas común su venta: Son tableros formados por listones encolados lateralmente. Se fabrican en dimensiones aproximadas a 200x100 cm y de espesores de 10, 20 y 30 mm .(aprox)
-En función de la calidad superficial ,hay 3 posibilidades :
-.Sin nudos en las dos caras
-.Con nudos por una cara
-.Con nudos en ambas caras
El precio de un tablero de 200x100 cm de pino radiata en 30 mm de espesor sin nudos por las dos caras es de aprox 90 €.
El precio comprende el corte de piezas RECTANGULARES y otra condición es que hay que comprar el tablero entero.

Con un tablero se puede construir un banco sólido y fácil de montar así como la base de los teclados y pedalero.


Las herramientas son unos sencillos sargentos y cinchas de nylon ,cola blanca y tacos taladro y brocas de 8 mm . Si no se quiere invertir en cinchas (12€) puede usarse cuerda de Nylon haciendo un torniquete .Ver la foto del banco.Hay que proteger la madera con unas cantoneras (angulos de aluminio) que se encuentran en cualquier tienda de bricolaje.


Teclados Manuales (No recomendable como primera opción)
En un primer proyecto utilicé dos teclados de un órgano electrostático de la casa Harmoniphon (Donosti_SanSabastan) con sus contactos y otro de FATAR (de los años 70) que no tenía contactería .

Añadí los contactos al FATAR utilizando alambre de bronce fosforoso y monté lo que se llama


La cabeza del órgano.


Todo listo para que podamos empezar a ver nuestro órgano .
Para ello ensamblamos el banco ,la mesa y la cabeza y ………
Ya parece un órgano.
Faltan el pedal y el atril

Pedalero Utilicé tubo cuadrado de acero soldado para construir el armazón del pedalero.



Montando los pedales. Omito los detalles de construcción del pedalero porque hay excelentes trabajos tanto en este blog como en otros muchos. Me ocuparé de la contactería.


Los contactos son interruptores encerrados en una ampolla de vidrio que son accionados por un imán (interruptores reed). Es unas solución no muy cara, sencilla de montar y no especialmente cara. Yo utilicé uno cuya ampolla de vidrio es de unos 20 mm.
El imán es una pieza paralepipédica de ferrita con una perforación en su centro que elimina por completo cualquier dificultad de montaje.Estas ferritas se encuentran en los cierres magnéticos de las puertas de los armarios de cocina.
Los encontré baratísimos en Ferretería Mengual a un precio de 0,206 € . Este precio es por la pieza completa (iman/cubierta de plástico y “cortocircuitador magnético”).
Para extraer el imán ,se rompe la cubierta de plástico y se encuentra una pieza marrón de 14x24x6 mm con un taladro en su centro. Esos imanes se sujetan fácilmente mediante un tornillo rosca madera a la punta de las teclas del pedal (ver fotografía) . Ojo al romper el plástico .La ferrita es una pieza fabricada mediante un proceso de “sinterizado”(no sintetizado) que consiste en cargar un molde que es el negativo de la pieza , con una mezcla de polvo de ferrita y un aglomerante. El molde así cargado, se introduce entre los platos de una prensa a varios cientos de grados Celsius y a unas presiones elevadísimas durante un tiempo . La ferrita así obtenida resulta ser un material muy duro pero (lógicamente) muy frágil . Es decir muy sensible a los golpes.
Como colocar las ferritas y sus correspondientes interruptores reed ?.
Las ampollas se montan en posición vertical en un listón de madera con sus dos terminales estañados a dos clavitos de latón de 1 mm . La distancia horizontal entre dos ampollas será la que hay entre ejes de dos teclas CONSECUTIVAS .
Las ferritas en posición horizontal con el eje largo en el sentido de las teclas y con su plano mas grande, paralelo al suelo ( como una ficha de dominó tumbada sobre el tapete ). Las ampollas (verticales) se sitúan de modo que en posición de tecla pisada a fondo, su centro quede frente al plano medio del imán. Lógicamente se debe asegurar que en posición de tecla no pisada , la distancia vertical entre imán y centro de la ampolla sea la suficiente como para asegurar la desconexión franca de la ampolla.
ConsejoOBVIO :Ensayad diferentes alturas/desplazamientos de pedal y posiciones de la ampolla ,CON UN SOLO PEDAL MONTADO hasta estar seguros de las dimensiones y distancias definitivas.
Pedal pisado -> reed activada
Pedal no pisado -> reed desactivada





La inclusión del atril completa la primera fase del nuestro órgano

Pedales de expresión y creccendo
Otro componente que da quebraderos de cabeza son los pedales de expresión. Se trata de esas zapatas sobre el pedalero (en mi caso 3) de dimensiones 300x140 mm : Son 3 piezas de madera de pino recubiertas de goma listada.La dirección de las rayas a lo largo de los pedales para facilitar la limpieza. Estas planchas se venden en las tiendas de bricolaje y son muy baratas. Se cortan con un cutter y se encolan con cola blanca.
Ahora hay que transformar el movimiento basculante en un movimiento lineal

Yo fracasé con varios diseños y cuando estaba a punto de convertirme en un Nerón del S.XXI dándole fuego al órgano de marras, encontré la solución en unas bisagras para puertas de mucho peso como las de la fotografía.


Veréis que es un triángulo, en los que el lado horizontal tiene una guía acanalada por la que se desliza un pasador cilíndrico cuando los otros dos lados se mueven.
Utilizamos dos bisagras paralelas atornilladas a los lados de 300 mm de una zapata .La zapata ensamblada se atornilla a una base a través de las dos lados horizontales de las bisagras.
Mecánicamente problema resuelto .El pedal puede abrirse y cerrarse apoyando nuestro pié en el. Además de suave, es lo suficientemente ”duro” como para mantenerse en una posición intermedia cuando lo liberamos de nuestro pié.
Utilizaremos los dos pasadores que se mueven horizontalmente para unirlos mediante un alambre por debajo de ese alambre sujetaremos con un taquito de madera y cola , un potenciómetro deslizante :


CONSTRUCCIÖN DE UN ÖRGANO ELECTRÖNICO (2ªPARTE)


En la primera parte hemos visto someramente los pasos dados para erigir:
- la estructura básica .
-Pedalero
-Pedales de expresión
-Teclados manuales
En lan segunda parte abordaremos :
-Tiradores de registro
-Botones de combinaciones
--Sistema MIDI
-Sistema de audio
La emulación de un órgano mediante soft, permite el uso de pantallas táctiles como recurso sencillísimo de incorporar al órgano, en sustitución de los registros corpóreos, es decir , reales.
Pero ,es bastante común que el entusiasta del órgano tenga reservado en su interior , un pequeño espacio para albergar el romanticismo y la nostalgia y ello le haga resistirse a renunciar al uso de los registros rodeando los teclados .



En mi caso he incorporado los siguientes controles:

26 tiradores 30mm luminosos a la izquierda (Registros de Pedal y I manual
29 tiradores 30mm luminosos a la derecha (Registros de II y III manual )
20 pulsadores 30 mm luminosos en el centro (Acoplamientos )
34 pulsadores 16mm luminosos bajo los teclados (combinaciones libres )
Total 109


Comentarios:
Si tu interés principal es “almacenar” sample-sets de todos los órganos que te gusten ,te aconsejo VIVAMENTE que recurras a la solución de pantalla/s táctil/es.
Claro está que si no tienes inconveniente en gastarte el dinero , siempre pueden coexistir los “botones” reales (para el sample-set habitual) y los botones “virtuales” de la pantalla .
En general todos los proveedores de material para órganos , aplican unos precios abusivos

p.ej Botón de combinación libre : 10,20 $+ portes +aduana , _=14 $/unidad (13,58 €) 




Tirador de registro luminoso :27,6 $ + portes +aduanas +grabado = 38 $/unidad (37 €)

Para que nos hagamos una idea de la cifra de la que hablamos, en mi caso hubiera gastado.:
75x37+34x 13,58 =3.263 €
DEMENCIAL ¡¡¡¡
Ante esta situación decidí “ inscribirme” en la sección de sufridores intensos del DIY (Do It Yourself) “Hágalo Ud. Mismo” . Abordaré este asunto mas adelante.



Una vez tomada la decisión ,recurrí a construir las dos torres porta-tiradores en aglomerado barato , para ver el efecto visual y decidir las medidas finales.



Distribución de las fichas blancas de los tiradores , sobre el clon en material desechable

A derecha e izquierda de la cabeza se ven las torres ya perforadas con orificios de paso de los tiradores de registro.


A subrayar que las piezas de madera siguen siendo de tablero de pino Radiata alistonado , esta vez de menor espesor (20 mm) y siguen siendo piezas rectangulares). Hay dos excepciones que son los dos tejados de las torres compuestas de tres rectángulos de los que uno debe ser cortado en ángulo no recto y es un corte que cualquier profesional de la carpintería lo hace sin problemas.
Por encima de la cabeza se monta el panel que portará los 20 tiradores de acoplamiento y sobrepuesto encima de todo el conjunto , el atril con iluminación de partituras y de teclados.
Ya estamos en condiciones de pensar en las “tripas” que hay que instalar en el interior de este cuerpo que hemos preparado.



Fin de la segunda entrega.

CONSTRUCCION DE UN ORGANO ELECTRÖNICO .-3ª Parte
CONSTRUCCION DE UN ORGANO ELECTRÖNICO .-3ª Parte
Teclados manuales .
En la red pueden encontrarse multitud de soluciones para conseguir tener unos teclados Algunas de ellas muy pintorescas.
SOLUCION 1
Una solución muy extendida es la de utilizar teclados de órganos electrónicos analógicos en desuso.
Si este es el camino escogido, hay que saber que atendiendo a su parte eléctrica , los contactos que tienen , están organizados de dos maneras ;
1-Con BUS común
2-Organización matricial
BUS Común . Es el mas antiguo, Hay un alambre de bronce fosforoso u otro material conductor resistente a la corrosión , por cada tecla (61).Cuando se pulsa una tecla , el alambre se comba y contacta con una varilla paralela al teclado, también de material conductor.Es decir, las 61 teclas al ser accionadas contactan con la varilla. Esta varilla representa tiene soldado un cable por lo que el número de cables que salen de un teclado son 61+1=62 cables
Organización matricial . en un teclado de 61 notas tenemos una extensión de 6 octavas , en las que la última solo tiene que existir una nota de las 12.(DO)
Teniendo esto en cuenta la organización matricial consiste en unir todas las notas del mismo nombre (esto nos obliga a tener 12 cables, uno para el DO , otro para el RE ……así hasta el SI)
Ahora vamos a cortar el bus en 6 trozos ,uno por octava, esto son otros 6 cables.
De este modo del teclado salen 12+6=18 cables (mucho menos complicado que los 62 del bus común.
Para los curiosos (No curiosos ,abstenerse)Funcionamiento del sistema MIDI.
Imaginaos vosotros mismos como controladores MIDI ( a tiempo completo). Vuestra misión es informar a la central del órgano que teclas están pulsadas y cuales nó.
Para ello os dan una batería y lamparita.
La lamparita la conectáis al bus y su otro hilo a un polo de la batería. En el polo libre de la batería conectáis un cable largo . Además os dan un cuaderno o una hoja de papel con 61 columnas (una por nota) y hecho esto , vuestro trabajo consiste en tocar con el extremo del cable largo, en orden, desde 1 hasta 61 los 61 alambres que hay bajo cada tecla y vuelta al 1. Así mientras el órgano está encendido , a velocidad constante. (Que dura es la música eh?).




Pero que hay que hacer con el cuaderno y el cable que tienes en la mano ¿?
a-Conectas el cable al alambre nº 1 (DO)
b-Si la lamparita está encendida anotas en la columna : ENCENDIDA.
Ahora miras en la misma columna pero EN LA FILA ANTERIOR, cómo estaba la lamparita la última vez que lo hiciste con esa nota.(Evidentemente al inicio del proceso , la VEZ ANTERIOR NO EXISTE Y SE SOBREENTIENDE QUE ESTABA APAGADA:
Pueden darse 4 situaciones:
a)
estaba apagada y ahora está apagada->no haces nada y pasas a explorar la tecla siguiente
b)estaba apagada y ahora está encendida->informas a la central mandando un mensaje NOTA ON y pasas a la nota siguiente
c)estaba encendida y ahora está apagada-> informas a la central mandando un mensaje NOTA OFF y pasas a la nota siguiente
d)estaba encendida y ahora está encendida -> no haces nada y pasas a explorar la tecla siguiente
Tienes que ser capaz de recorrer las 61 notas ,haciendo en cada una de ellas el análisis anterior como mínimo300 veces POR SEGUNDO ¡¡¡¡¡.
NOTA ON y NOTA OFF se denominan “ Mensajes MIDI”


Solucion 2
Utilizar “teclados master” con o sin “vestido “, apilándolos uno encima de otro. Es una solución cómoda , no especialmente cara y de muy fácil implementción.
Solucion 3
Utilizar teclados especialmente concebidos para fabricar órganos comerciales.
En el blog he visto que se menciona varias marcas muy conocidas , especialmente la que cuyo nombre empieza por U. Es un producto Excepcional , diseño ,construcción y resultado extraordinario, PERO (ya lo habéis adivinado eh? ) CARÍSIMO ¡¡¡
Mi decisión (personal) primera fue la solución 1. Tengo la suerte de contar con la amistad del heredero de la fábrica de órganos Harmoniphon , quien me regaló 5 teclados (Gracias Javi).
Las fotos de la entrega 1 ,corresponden a esa solución.
Pasado el tiempo quise incorporar una mejora que consiste en la capacidad de simular en el teclado, el efecto que se siente al pulsar una tecla de un órgano de tracción mecánica.
Al pulsar una tecla, el dedo debe vencer la fuerza que ejerce el muelle que cierra la válvula ,MAS la fuerza que está ejerciendo el aire A PRESION que llena el secreto. Pero tan pronto la válvula COMIENZA a dejar pasar el aire hacia el tubo, la presión SOBRE la válvula desaparece. EL organista lo siente (Dura una fracción de segundo) y a partir de ese momento la fuerza que hay que mantener con el dedo , es SÓLO la debida al muelle que intenta cerrar la válvula) .
Fue a mediados de los 80 cuando UHT presentó esta mejora en la feria de Frankfurt (patentada) .
En la pag web de UHT lo podéis ver.
FATAR lo ha incluido ya en sus modelos pero con una solución menos eficiente (se nota menos, pero se nota).
Yo desarrollé una tercera solución , pero he de ser sincero, me dio pereza implementarlo .
Me decanté por utilizar 3 teclados FATAR modelo 61TP/60LF (Scanmatrix type DF).
El Precio me pareció razonable (no nos olvidemos que no son de juguete) (aprox 300 €/teclado)
Si os decidís por esta solución , incluid en el pedido el chasis lateral para el montaje en cascada) Chassys for Keyboards (30€ aprox/teclado).
Las fotos del intento de montar los teclados en chasis de madera y en chasis de FATAR.

Me quedé con los de FATAR.





RESULTADO FINAL

Tiradores de registro.
Mas arriba prometí abordar una solución para los tiradores de registro (solución “romántica”) pues vayamos tras ella.Encontré unos pulsadores denominados ARCADE GAMES (expresión inglesa para designar a las máquinas de los Salones de Juegos .Los encontré e Bilbao en Radio Rihn .Costaban (cobraban)3 € y tenían un aspecto imponente.


Por sí solos, cambiando a trasparente la caperuza naranja, podrían ser utilizados. Los utilicé tal cual, en los acoplamientos bajo el atril (20 pulsadores iluminados) . Escribí en Word los textos de las etiquetas ,los imprimí en acetato, los recorté y los pegué a la plaquita traslúcida que hay debajo del capuchón. Asunto zanjado.
Tiradores de Registro en las torres

y añadiendo unas piezas nuevas que explicaré a continuación , salió esto de la foto


Piezas nuevas: (El capuchón es original pero hay que taladralo con diam.10 mm.)



Despiece del Pulsador original

















Botones de Combinación

Pulsadores de combinación (bajo los teclados).
He utilizado una maravilla de pulsadores de la marca ARDUINO .
Los importa de USA ,bajo pedido , CETRONIC de A Coruña .(Servicio exquisito)
Son de 16 mm (se definen por el diámetro del taladro que hay que hacer en la pared donde se monten. Son PULSADORES sin enclavamiento (igual que los que hemos usado para los tiradores de 30 mm). Sin enclavamiento significa , que una vez que se deja de pulsar, vuelve al estado inicial. (Momentary Pushbuttons)
Tampoco hay que olvidar que deben ser NO (Normally Open) Nomalmente Abiertos.
De precio altamente asequible 2 €/unidad y 7 de transporte (independientemente de la cantidad). Ni color con los 14 € de los de un proveedor de componentes de órgano.
Los hay en blanco, rojo, azul ,verde y amarillo. Cada color tiene una referencia .Azul 1477


CONSTRUCCIÓN DE UN ÓRGANO ELECTRÓNICO 4ª Parte


-Equipamiento MIDI
-Audio


MIDI:
En las entregas anteriores hemos revisado el proceso de construcción de la estructura de control musical del órgano ,esto es , la consola.
-Para qué la hemos construido? - Para poder accionar el software que emula al Órgano y que reside en la memoria RAM de nuestro PC
Donde están los tubos virtuales ? En la memoria RAM , en forma de varios Gigas de bytes (muestras de sonido)
Así tenemos la siguiente cadena:
MIDI de la consola--->Soft de Organo--->Sampleset---> Tarjeta de sonido--->Audio
La Consola tiene que informar al PC de los cambios que están ocurriendo en TODOS los dispositivos (teclas, registros etc).
En ella hay:
-183 teclas manuales
-30 pedales
-55 registros
-20 acoplamientos
-34 botones de combinación
-3 pedales de expresión.
En total hay 325 puntos en los que el hardware de la consola tiene que analizar punto a punto , continuamente (mínimo 300 veces por segundo ) si ha cambiado algo en ese punto , desde la última exploración. Solamente en caso que haya ocurrido un cambio , el equipo MIDI lo transmite al PC enviando un determinado mensaje MIDI que el PC entiende y continúa con su trabajo .
Nota : Un mensaje midi consiste en máximo 3 BYTES de 8 bits cada uno ,con los que el PC es informado de.
-tipo de mensaje (p.e. NOTA ON)
-Canal por el que debe encauzarse (hay 16 )canales
-Tecla o dispositivo que lo emite (en cada canal puede haber 128 dispositivos)
Ejemplo ; Supongamos que hemos asignado al I Manual de un órgano de tres teclados el Canal 2 (puede ser cualquiera entre 1 y 16 pero lo habitual es que sea):
-Pedal. ……..………….………………..Canal 1
-I Manual -----------------------------Canal 2
-II Manual……………………………… .Canal 3
-III Manual………………………………. Canal 4
-Registros ………………………………..Canal 7
Y pulsamos el segundo DO del I Manual.
MIDI enviará al PC , 3 BYTES
-Uno para decirle que se trata de un mensaje de NOTA ON
-Otro que le dice que es en el I Manual
-Otro que le dice que se trata de la nota nº 44 (32+12)
Nota :Está convenido que el primer Do es el número 32
La transmisión se hace EN SERIE a través de un cable USB o FIEWIRE dependiendo de la cantidad de datos que haya que transmitir.
Un bit es un “1” o un “0” (la unidad mas simple en cibernética)
Un Byte es una agrupación (palabra) de 8 bits
Luego transmitir un mensaje MIDI consiste en mandar por UN cable sencillo uno a uno , un “rosario” de 8x3=24 bits (pi pi po pi……pi po po)
A partir de ese momento el PC investiga cual es el fichero de tabla de onda del tubo del órgano que tiene que leer , encontrar la última muestra que leyó y leer la siguiente/siguientes, realizar los cálculos de interpolación y atenuación, etc, prepara la muestra de salida y encaminarla a la placa de sonido , e indicar a dicha placa por cual/cuales salidas de BF deben salir , a una velocidad tal , que le dé tiempo a estar listo a ver si le llega algún otro mensaje MIDI.
Inimaginable¡¡¡.








Hardware MIDI :He utilizado material de la empresa búlgara MIDIBOUTIQUE. http://www.midiboutique.com/
He de decir que las placas son de un acabado” top” y que el precio es económico y la ayuda técnica la proporciona el diseñador de los equipos ( Jordan Petrov) es seria , muy técnica rápida y eficaz.


Las placas que tengo son:
1x Hwce2 (decodificador de 4 teclados ) 140 €
1x Keymux64 (multiplexor que convierte un teclado de BUS a salida matricial) (Pedalero) 50 €
2x msed64 (Controla los leds de los registros, pulsadores y botones de combinación )2x150€
3x sm (cables conectores para teclados FATAR) 3x15

Total materiales = -------------------------------------------------------------------------------------535 €






Montando msed64 torre izda ,Registros de Pedal y I Manual



PC (Montado por módulos)
Procesador: IntelCore I7 4820K 3.70 GHZ 2011 BOX
Memoria Ram : 64 GB
Monitor 17” Asus
Precio 2013 --------------------------------------------------------------------------------------- 1.459,70 €


-Software
Hauptwerk V4 Advanced Edition
Reaper
Saphire (Incluido en FOCUSRITE 40 Pro )
-SampleSet
Organo Cavaille-Coll de la Catedral de Snt,Etiene en Caen-Francia versión Surround (4 canales) y versión Dry (fabulosa para estudiar)
De SONUS PARADISI


PC /Monitor /FOCUSRITE / Genelec /Ampli de 400W
AUDIO
2 monitores de estudio autoamplificados Yamaha HS-7 2x95 wat
4 monitores de estudio autoamplificados Yamaha HS-5 4x70 wat

Monitores auto amplificados HS8 Yamaha
2 Monitores de estudio autoamplificados 2x120 wat
1 Subwoofer GENELEC 7060 B 150 wat
1 SuperSubwoofer con Linea de Transmisión de ¼ onda 15” 400 wat
Total Watios 1.360 wats






Probando el altavoz de 15” 
ÓRGANO TERMINADO:


APÉNDICE: Construcción de un Bafle para SuperSubwoofer de 15” con línea de transmisión.
Es el que uso en mi órgano , como refuerzo del GENELEC 7060B

-Las medidas que faltan son no críticas , y pueden deducirse trazando el dibujo a escala.
-No es necesario tampoco ,usar doble panel frontal. Es suficiente uno solo,.
-El diámetro del alojamiento del altavoz será decidido a la vista de las medidas del altavoz.
-Tener en cuenta que el altavoz se monta una vez cerrada la caja.
-Material Tablero DM espesor 20 mm.
NO UTILIZAR TABLERO DE VIRUTA DE MADERA (“Aglomerado”)
Usando DM , no es necesario el panel rigidizador y se puede eliminar , simplificando mucho su construcción. (.Me refiero al panel interior provisto de dos ventanas)

Utilizar cola blanca en todas las uniones y reforzarlas con tirafondos , asegurando así la ausencia de fugas no previstas


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