Dr.Godfried-Willem Raes
Kursus Experimentele Muziek: Boekdeel 2: Live electronics
Hogeschool Gent: Departement Muziek en Drama
2100:
OUTPUT-DEVICES
1.Typologie
Volkomen analoog met wat we behandelden bij de input-devices, kunnen we ook hier de toestellen indelen al naar gelang de aard van het materieel substraat waarop ze de door het informatieverwerkend systeem (al dan niet interaktief opgevat) getransformeerde informatie afbeelden. Dit noemt men de 'output' van het systeem en komt overeen men wat we ook de waarneembare 'buitenwereld' zouden kunnen noemen. Louter teoretisch komen hier dus alle parameters van de menselijke perceptie in aanmerking :
Voor wat betreft het onderwerp van deze kursus, kunnen we de laatste twee mogelijkheden zo goed als uitsluiten. De eerste mogelijkheid kan worden gebruikt in teatrale of multimediale zin, maar ook in louter pikturale of skulpturale zin. In dit laatste geval betreden we het terrein van de klankautomaten en de kinetische klankskulpturen, in het eerste dat van de apparatieve performances.
De meest voor de hand liggende output in de kontekst van de experimentele muziekkompositie is echter uiteraard de auditieve. Dit soort output kan op twee fundamenteel verschillende manieren worden gerealizeerd:
- via elektronische klankopwekking
( bvb. een sintesizer )
- via mechanische of elektromechanische klankopwekking
( bvb. een player-piano )
Wanneer we prijs stellen op het voor het publiek open karakter van een interaktief systeem, dan is vooral de tweede mogelijkheid - door haar ogenschijnlijke inzichtelijkheid - aangewezen. Het publiek wordt immers als het ware gekonfronteerd met het fysische funktioneren van het interaktief systeem. Wanneer we daareentegen in eerste plaats bekommerd zijn om eenvoudige programmeerbaarheid en realizeerbaarheid van een bepaald akoestisch resultaat, dat ligt het voor de hand naar de elektronische klankopwekking te grijpen.
Deze laatste mogelijkheid kwam reeds uitvoerig aan de orde in het deel over algoritmische kompositietechnieken , zodat we er hier niet verder zullen op ingaan. Wel zullen we wat aandacht besteden aan andere, minder konventionele en meer experimentele, mogelijkheden die de moderne techniek ons biedt.
2.Elektromechanische 'devices'
De werking van de grote meerderheid van deze toestellen berust op het elektromagnetisme: het verschijnsel waardoor een stroom die door een geleider vloeit, rond die geleider een elektromagnetisch veld opwekt, dat op objekten in de buurt een krachtwerking uitoefend.
Deze kracht is het meest uitgesproken wanneer het gaat om objekten uit ferromagnetisch materiaal enerzijds, en geleiders in de vorm van een spoel anderzijds. De kombinatie van die beide komponenten vinden we terug in alle toestellen die we hier verder zullen bespreken.
- elektromagneten
Een elektromagneet is niets meer dan een spoel voorzien van een ferromagnetische kern. Deze kern kan vast verbonden zijn met de spoel (zoals in een relais of in een elektrische bel) of beweeglijk in de kern van de spoel gemonteerd zijn (zoals in een 'ding-dong' bel). Toepassingen van elektromagneten zijn legio, en in de muzikale sektor vinden we ze in overvloed terug in:
Uitvoerig toegelichte en uitgewerkte toepassingsvoorbeelden van elektromagneten -in casu trekmagneten- kan je terugvinden sub 2122 (polymetrische metronoom), evenals in de toelichting bij het projekt 'HEX'. Aangezien we ons ook zelf op de bouw van een player piano hebben toegelegd, sloten we een terzake uitvoerig hoofdstuk bij onder 2115.
Motoren:
Motoren zijn kombinaties van elektromagneten, waarbij deze een elektrisch draaiend veld opwekken waardoor een rotor een draaibeweging meekrijgt. Er zijn heel veel verschillende types mogelijk en gangbaar:
Gelijkspanningsmotoren:
Deze motoren hebben meestal een kollektor die de polen van de elektromagneten doorlopend omwisselt waardoor het noodzakelijke draaiveld ontstaat. Toerental en koppel zijn funktie van de aangelegde spanning. De draairichting is funktie van de polariteit van de aangelegde spanning. Er bestaan ook zng. brushless DC motoren, die van een wisselend gelijksanningsveld gebruik maken en daardoor eerder verwant zijn aan verder beschreven stappenmotoren.
Wisselspanningsmotoren: Sinkroonmotoren
Toerental is funktie van de frekwentie, het koppel is funktie van de spanning. De draairichting hangt af van de onderlinge poling van stator en rotor. Alleen wanneer de aansluitingen van deze wikkelingen naar buiten toegankelijk zijn, kan de draairichting door de gebruiker gewijzigd worden.
Wisselstroom kollektormotoren
Met sleepkontakten of koolborstels. Door de intrinsiek zeer grote hoeveelheid storingen die ze veroorzaken dienen we hen als taboe te beschouwen in elektronische projekten of koncertomstandigheden. De meeste kollektormotoren kunnen ook met DC worden gevoed.
Stappen-motoren:
Dit type houdt eigenlijk zowat het midden tussen een stelsel elektromagneten en de eigenlijke motoren. Stappenmotoren worden gekenmerkt door het aantal stappen per omwenteling die ze kunnen maken (gangbare waarden zijn bvb. 24,48,60,100,200,360,400,800...). Ze hebben steeds heel wat meer dan de gebruikelijke 2 of drie draadaansluitingen (minimum 5) en zijn niet in staat op een volkomen gelijkvormige manier rond te draaien. Alle draaibewegingen verlopen in kleine diskontinue of ietwat hortende stapjes. Om deze motoren een stap te laten bewegen, dient op hun aansluitdraden een welbepaald kronologisch patroon van spanningen te worden aangeboden. Volgende teoretische tekening van een stappenmotor met slechts 4 stappen per omwenteling, moge dit duidelijk maken:
Om de sturing van stappenmotoren vanuit digitale schakelingen te vergemakkelijken , ontwikkelde de industrie een ruime keuze aan bruikbare doelspecifieke chips: de L298, L293E, UCN4202 .... In het laatste decennium van de vorige eeuw kwamen daar nog een ruime keus aan chips bij die pulsbreedte besturing (en dus nauwkeurige vermogensregeling) bij stappenmotoren toelaten. Praktische voorbeelden van schakelingen met grote en kleine stappenmotoren worden verder in deze kursus behandeld. Bovendien kunnen gedetaileerde schakelingen worden teruggevonden in de dokumentatie rond onze muziekautomaten <Rotomoton>,<Vibi> en <Flex>.
Een typisch en praktisch aansluitschema voor een 8-draads stappenmotor van MAE ziet eruit als:
- Een andere kategorie die eigenlijk hier thuishoort, is die waarbij de kern van de spoel vaststaat, en waarbij de spoel zelf beweegt. Dit is het geval bij wijzermeetinstrumenten en bij luidsprekers. Omdat dit principe echter bijna niet gebruikt wordt waar het op mechanische omzetting aankomt - maar wel waar elektrische energie in akoestische dient te worden omgezet - zullen we er hier niet verder op ingaan. (cfr. hoofdstuk over audiotechnologie).
- Piezoelektrische devices
Naast elektromagnetische toestellen, worden ook wel piezoelektrische types gebruikt voor de omzetting van elektrische energie en of signalen in mechanische vorm. Dit principe hebben we eerder uitvoerig belicht toen de kontaktmikrofoons ter sprake kwamen. Piezoelelektrische transducers zijn inderdaad omkeerbaar : wanneer er een spanning over wordt aangelegd, reageren zij met vormverandering. Dit principe wordt o.m. industrieel toegepast in vele CD-spelers, voor de afbuiging van de laserstraal. Omdat het hier om uiterst kleine mechanische bewegingen gaat, zijn ze binnen de kontekst van de automatisering in interaktieve musiceersystemen van niet zo veel belang.
Last update: 2004-08-11
Terug naar inhoudstafel kursus
Naar homepage dr.Godfried-Willem Raes