elektrische Kontaktierung von Manualtasten

Hallo Kombinationsorgelbauer

[d.h. elektrische und mechanische Traktur in diesen Thread]

Mir unterlaufen gerade einige Fehler und Probleme, die sich mit der elektrischen Kontaktierung von Pedal- und Manualtasten ergeben. Diese sollen berührungs- und geräuschloslos sein und ermöglichen, dass die Orgel auch mit digitalisierten Klängen von berühmten Orgel etc. über einen PC und eine gute Stereoanlage spielt.



Mein Problem ist die Kontaktierung der einzelnen Tasten.



Früher hatte ich schon einal meinen Spieltisch und das Pedal mit Mikroschaltern (eigentich Taster) gebaut. Das ist sehr einfach, leider klicken diese Taster beim Schalten. Und berührungslos ist es auch nicht, d.h. unter Umständen verändert sich das Spielgefühl.



Mein zweiter Versuch waren IR-Lichtschranken. Ich habe 56 IR-LEDs (Infrarot-Leuchtdioden, wie zB in Fernbedienungen für den Fernseher eingebaut sind) und als Empfänger Phototransistoren genommen. Das funktioniert i.a. sehr gut, einige Nachteile sind, dass zB die Nachbarkontakte Licht der jeweils anderen Dioden sehen können und "Durchstecher" folgen. Ausserdem entwickeln die LEDs Wärme und benötigen eine Versorgungsspannung.



Jetzt habe ich gedacht, ich wäre schlau. Ich baue gerade meine Hausorgel neu auf (bin umgezogen) und will "alles besser machen als früher". Das hat bisher auch wunderbar geklappt, weil man ja viel dazu lernt. Nun habe ich das Pedal mit Magneten (kleine stabmagnete 3mm Dmr und 1cm Lg) und den passenden Reed-Kontakten versehen (selbe Abmessungen). Reedkontakte sind 2 kleine Metallkontakte in einer Glaskapsel, so groß wie ein Widerstand, die sich gegenseitig anziehen, wenn sie ein magnetisches Feld sehen. Am Pedal klappt das auch wunderbar.



Am Wochenende habe ich nun fleißig 56 Manualtasten mit Ärmchen ausgerüstet und 56 kleine Magnete angebracht. Als ich nun die ähnlich dem Pedal gefertigte Leiste mit 56 Reeds, mit fertig angeschlossener MIDI-Elektronik und "hochgefahrener" elektronischer Domorgel anschloß, brüllte mir ein massives Cluster an.



Was passiert? die Magnete haben nach Klaviaturteilung einen Abstand von etwa 13mm voneinander. Das reicht, damit alle Magnete zusammen ein großen homogenes Magnetfeld un die Tastaturenden ergebeben. Jeder Reedkontakt, der in die Nähe kommt (d.h. etwa 2cm), schaltet automatisch. Egal, ob ich die Tasten drücke oder nicht, denn das ändert nur etwa 1cm den Abstand Magnet-Reed).



Im besten Fall (ich habe lange probiert, bevor ich aufgab) schaltet jede Taste ihren Kontakt, aber jede dritte schaltet den benachbarten Kontakt mit, weil das Magnetfeld soweit reicht. Drückt man 2 Tasten, schalten immer die äusseren Nachbarn mit, also 4 Stück (drücke ich zB D und Dis, erklingt Cis D Dis E).



Nun schreibt Johannes:

Hallo,[...]

Bezüglich der Abbildung auf der Seite Basspedal

http://www.basspedal.wira-elec…ASSPEDAL/hallsensoren.htm

Möchte ich noch einen Verbesserungsvorschlag anbringen:

Hier kommt der Magnet genau auf den Hallsensor.

D. h. der Magnet kann nur soweit dem Sensor entgegen eingestellt werden, dass er in der tiefsten Position den Hall-Sensor gerade nicht mehr berührt.



Bei meinem Projekt als Kombinationsorgel führte dass dazu, dass ich den Toneinsatz des Midi-Tones nicht soweit einstellen konnte, dass er sich mit dem Pfeifenregistereinsatz deckt.

Ich halte es deshalb für erforderlich, dass der Magnet am Sensor vorbeigehen muss, damit jede beliebige Position eingestellt werden kann.

(Dazu möchte ich ohnehin noch eine Frage stellen, dass aber später)

Aber auch ohne Kombination scheint mir der Ton auf diese Weise erst zu spät einzusetzen.

Eine entsprechende Konstruktion ist aber kein Problem.

Ich habe Rechteckmagnete von Schuricht.

Diese sind auf Imbusschrauben befestigt. (ehrlich gesagt nicht befestigt, denn alleine die Magnetkraft hält den Magneten sicher an der Schraube) durch Drehen der Imbusschraube kann ich den Toneinsatz dem Pfeifenregistereinsatz anpassen.

Hallsensoren waren in den letzten Monaten anscheinend ein wenig rar. Darum habe ich die letztes Mal bei Bürklin bestellt, wo sie auch noch günstiger sind.

Hall-Sensoren. Hat jemand Erfahrungen, wie Hall-Sensoren im Gegensatz zu Reed-Kontakten auf Magnetfelder reagieren? Ich bräuchte Sensoren, die nur auf stärkere Magnetfelder reagieren. Mit den Sonsoren käme ich an die Magnete heran bis auf 0,1mm. Das ist nicht das Problem. Sie dürfen nur nicht schon losgehen, wenn Sie in die Nähe der Orgel kommen *g*.

Danke für eure Nerven mit elektronischen Fragen.

Ich habe auch eine neue Schleiflade, im Winter... versprochen.

Gruß

Ulf

Hallo Ulf,



meine Erfahrungen sind wie beschrieben sehr gut.

Obwohl ich von Wira einen Testaufbau auch für die Reed-Sensoren bekommen habe.

Vielleicht kommt es auf die Magnete an.



Ich verwende Rechteckmagnete 8x4x3 mm im Manualklaviaturteilung absolut ohne Probleme.



Du hast ja glaube ich Deine eMail angegeben im Post.

Ich schicke Dir mal schnell zwei Bilder mit, wie der Aufbau bei mir im Manual aussieht.



Arbeitest Du mit Hauptwerk oder MyOrgan?



Johannes

Hallo Johannes, danke für die mail.

vielleicht liegt es wirklich an den Magneten, meine sind wirklich etwas "klobig" und enorm stark. Ich werde mal deine Magnete beziehen und sehen, ob es mit meinen Sensoren und deinen Magneten besser funktioniert.



Danke für die schnelle Antowort

Ulf



PS:

Ach ja, ich verwende MyOrgan, weil es ja kostenlos ist. Was du angesprochen hattest (früher), dass der elektronische Ton später kommt als der Pfeifenton, ist glaube ich ein inhärentes problem, denn MIDI-Sapmle-Technologie hat immer eine Latenzzeit von etwa 6-30ms. Das stört wirklich etwas.

Jetzt habe ich es fast vergessen:

Kannst du mit die Bezugsquelle für deine Magnete nennen?

Danke!

Hallo Ulf,



die Latenz habe ich durch den Asio-Treiber auf 'unmerkbar' heruntergeschraubt.



Es ging wirklich um den Kontaktzeitpunkt.

Die Differenz Kontakt-Ton dürfte geringer sein, als an einer großen Orgel mit längeren Schallwegen zum Spieltisch.

Bei mir kommt einfach der Pfeifenton durch zu frühes Ventilöffnen.



Die Magnete sind Schuricht Bestellnummer:



Magnete für Hall-Effektsensoren



240524 009.0018 Neodyn 4 x 8 x 3



Stückpreis: 0,64 Euro netto

damit nicht ganz billig, aber da der beim Probeaufbau problemlos funktioniert hat, bin ich auch dabei geblieben und habe es nicht bereut.



PS.: Was ich noch im Text schreiben wollte, aber vergessen habe. Vielleicht hast Du es auch auf den Bildern gesehen: Der Abstand Magnet-Sensor ist nicht so klein zu halten, wie Du vorgeschlagen hast.

Bei mir sind es etwa 5mm zwischen der Oberkante des Sensors und der OK des Magneten.



Du könntest aber auch mal bei Wira anfragen, was für Magnete für die Reed-Sensoren die verwenden.



Johannes

http://www.schuricht.de



oder per Mail (Angaben wie oben genannt genügen, fehlt nur noch die Stückzahl an scc@schuricht.de.



Johannes

Was mich, lieber Ulf, an Deinen Berichten besonders gefällt, ist Deine Offenheit, auch von Mißgeschicken zu schreiben; das kann verhindern, ähnliche Fehler zu begehen, zudem auch tröstlich sein, sich durch Fehlversuche nicht entmutigen zu lassen.



Zum Thema selbst kann ich nun nichts wesentliches beitragen außer den Vorschlag, möglicherweise irgendwie ohne große Kosten an ein abgelegtes Küh-Bord zu kommen, oder wie diese elektronischen Dinger heute heißen, um nachzusehen, was dort unter den Plastiktasten als Kontaktmaterial geschraubt wird.



Als vor 25 Jahren die erste integrierte Schaltung zu erhalten war, an welche man lediglich die Kontakte sämtlicher Tasten über eine Dioden-Matrix anschließen mußte, bastelte ich elektronik-interessiert studienhalber solch ein Ding mit einfachen Taster-Kontakten, deren Federn zugleich die einarmigen Tasten nach oben drückten; meine Bekannte war sogleich dermaßen begeistert von dem Gerät, daß ich mich genötigt sah, ihr ein richtiges Instrument zu bauen, jenes Portativ, welches ich nun wieder hergerichtet habe.



Das soll nun keineswegs heißen, daß ich elektronischen Instrumenten despektierlich begegnen würde; im Gegenteil, nicht ganz ohne Neid muß ich erkennen, wie dank Computer-Technik fantastische Orgelklänge selbst in der kleinsten Stube erzeugt werden können.



Und doch erfüllt uns der nicht perfekte Klang selbstgebauter Orgelpfeifen mit ihrem Rauschen, Glucksen und Hüsteln mit großer Freude, das Unvollkommene lieben, so wie ich meine damalige Bekannte immer noch als meine Frau liebe...

Hallo, versuche doch, bevor Du neue Teile kaufst oder bestellst, die Magnetfelder der Pemanentmagnete mit Eisenblech einzuengen oder abzuschirmen. Es müssten sich Weicheisen-Bleche eines alten Trafo-Kerns eignen. Voraussetzung ist natürlich genügend Platz unter oder zwischen den Tasten.

Dass es gelingt, hofft

Eberhard Biener

Hallo,

danke für die guten Tipps.

Das mit dem Weicheisenblech hatte ich auch schon versucht. Es geht im Prinzip, aber das ist eine fiese Kleinarbeit, bei 56 Tasten.



Ich habe eine andere Variante gefunden, bei der es geht. ich habe die Reedkontakte über die Tastenenden angebracht. Jetzt nähert sich ein Pol des Magneten einem Ende des jeweiliges Reedkontaktes. Ich hatte nämlich gelesen, dass die Anschlußdrähte sehr wohl jede Menge zum Auffangen des Feldes beitragen. Das Funktioniert ganz gut. Einziges Problem - man muß recht nah heran (5mm). Dadurch, dass die Tasten bei kräftigem Spiel hinten manchmal etwas höher hüpfen (überschwingen, wegen der Gegengewichte aus Blei)), habe ich mit jetzt auf diese Weise 10 Reeds zerklopft. Ich habe also gestern eine obere befilzte Begrenzungsleiste eingebaut, sodaß die Tasten bei kräftigem Spiel nicht nach oben ausschwingen können, und das scheint zu funktionieren.



wenn ich mehr zu berichten weiss, insbesondere, ob wieder Probleme auftauchen, melde ich mich.



Ulf

Hallo, Herr Zastrau,



auch ich stehe vor dem Problem, Tastaturen mit Kontakten zu versehen. Ich möchte jedoch, anders als Sie, Gabellichtschranken verwenden, und zwar den TypDNY 37, erhältlich bei Reichelt. Die Schaltung dazu sehr einfach, sie besteht pro Taste noch aus einem Trasistor BC 547C und zwei Widerständen. Die Kosten dürften erträglich sein, zumal die Zuverlässigkeit im Vergleich zu Hallsensoren wahrscheinlich besser ist.

Bei Interesse würde ich Ihnen die Schaltung mitteilen, muss aber zugeben, sie aus Zeitmangel noch nicht erprobt zu haben. Ich habe aber vor, das bis zu GDO-Tagung in Rohrdorf noch zu testen. Sollten Sie ebenfalls dort anwesend sein, so könnten Sie mich auch dort darauf ansprechen.



Mit freundlichen Grüßen

Georg Haasbach

erstmal an alle ein frohes und gesundes neues jahr



auch von mir zu diesem thema eine kurze info zum thema el. kontakte:



ich habe beim umbau meiner orgel auf elektr. kontakte eine

merkwürdige entdeckung gemacht:

und zwar baue ich ja mein instrument ja auf rollensteuerung

(abtastung von notenrollen) um.

die normalen kontakte haben ja das problem das durch kontaktbrand bei öffnungen die kontakte oxidieren.



habe auch erst gedacht das man durchs kontaktlose schalten mit hilfe eines hallsensors (in meinem Fall den H 601 mit nachgeschaltetem BD 137)bessere ergebnisse in punkto präzises schalten erreichen kann(problem mit abschirmung magnetfeld durch weicheisen zwar im griff)habe aber diese schaltung verworfen und bin dann auf einen membranschalter mit offenen kontakt und feuerlöschdiode gekommen so wie in die firma aeolian (sehr erfolgreich) für ihre notenrollensteuerung benutzt hat

es wird mit dem kontakt ein industrierelais (wago 24V/7(8max.) A mit prellzeit 4ms angesteuert, was auf einer c-schiene montiert ist wie ein sicherungsautomat.diese industrierelais sind sehr prellsicher und geräuscharm

außerdem besitzen sie eine transistorendstufe für max. 8 ampere schaltleistung

ich schalte also die manual und pedaltasten mit offenen kontakt

(10milli-amp)sowie parallel die membranschalter vom notengleitbock

das ganze wird unter dem hauptmagazinbalg moniert auf einer metallplatte und mit wagoklemmen (schrauben entfällt)versehen.

diese industrierelais sind sehr präzise und durch eine eingebaute leuchtdiode kann man die funktion immer erkennen was bei einer fehlersuche von vorteil ist.

außerdem ist dies technik bewährt sowie langlebig und hält einige jahrzehnte.



wer also die möglichkeit hat an diese relais zu kommen ist sicher damit gut bedient.

Obwohl ich neulich heftigste Kritik erntete mit meiner Bemerkung, daß wir eine "Familie ohne Raum" seien, sehe ich mich gezwungen, das Pedal nun doch komplett elektronisch zu betreiben, nachdem keine Handbreit vom bisherigen Status quo der Möblierung in der guten Stube aufgegeben wird!



Herr Kabbeck spricht vom Kontaktbrand, welcher durch Funkenlöschdioden begegnet werden kann, und das bei nur wenigen Milliampere Stromfluß über Membrankontakte; ist eigentlich schon jemand auf die Idee gekommen, "gewöhnliche" Kontakte zu verwenden, wie sie bei der elektrischen Traktur Verwendung finden? Ich nehme an, daß dort lediglich einfache Drahtfedern entsprechend gebogen eingebaut werden, welche zudem wohl mindestens 100 Milliampere schalten müssen, um die Tonventil-Elektromagnete ohne Zwischenschalten von Relais' zum Anzug zu bringen.



Bei Analog-Schaltvorgängen im industriellen Bereich ist ein gewisser, bisweilen künstlich durch Belastungswiderstände vergrößerter Stromfluß sogar wünschenswert, um Kontaktprobleme im Mikroampere-Bereich zu vermeiden; richtig starke Funkenbildung dürfte wohl erst ab Strömen über einem halben Ampere auftreten.



Mit dem Wunsch, immer in Kontakt zu bleiben, wenn es auch manchmal funkt, grüßt Euch Euer

Wolfgang