<Krum>


an automated organ Krummhorn register

Godfried-Willem RAES

2005-2006

[Nederlandstalige versie]

Robot: 'Krum'

The design of this musical robot started with an offer found on the August Laukhuff website for a Krummhorn 8-feet register made with wooden resonators and shallots. The sound was designed such as to be soft and reedy, very rich in overtones. It promised to become a viable alternative for our <Vox Humanola> at the one side, and an excellent gradation of the latters sound in the orchestral spectrum of the complete <M&M> orchestra.

In the <Krum> robot we designed around this register, the notes are switched inside the windchest with electrical pallets, solenoid driven. Wind pressure control is possible, although as can be expected from single reedpipes, does not preserve tuning! Maximum wind pressure is 85mm watercolumn (= 8.5 mBar= 834Pa ) and generated by a 130Watt Laukhuff Ventus-type organ blower driven by a programmable 3-phase motor controller from Siemens. Air production is 3 cubic meters a minute. Normal working pressure should be 75mm watercolumn. A manometer is mounted on the windchest.

The entire circuitry for this robot makes use five fast PIC controllers: Microchip PIC18F2520 - I/SP types. For each group of 16 notes, a controller takes care of the midi input parsing and the note on/offs, mosfets and pallet valve solenoids. A fifth PIC microcontroller takes care of the steering of the windvalve as well as of the motor commands and the PWM for the 3-phase motor controller.

Description of the organ register:

Name: Krummhorn 8 = Holzkrummhorn. With wooden resonators

Oak and mahagony wood is used for the resonators. The resonators have regulating flaps. As for the Krummhorns with metal resonators, the resonators with narrow scales in the bass must be shortened, while those with large scales can be built in full length. Narrow tapered and cylindrical shallots are suited. Since we desired wooden shallots, the blocks and boots are also made of wood. The tongue and resonator disassembled from the wooden foot can be seen on the picture below:

Detailed view of the tongue:

The scale used for the register is (Inside scales in mm) Approximate weight of the complete set of pipes: 40kg

Sizing of the wooden pipe-feet and pipes in three groups and/or rows on the windchest:

All pipe feets have a brass tube for the wind inlet, outer diameter 12mm. Material strength: 1.5mm.(Inner diameter 9mm). Length of the brass windinlet pipe: 15mm for all pipes. All pipes are switched by solenoid driven pallet valves with pads 19mm in diameter. In order to make it possible to adjust the valves in the windchest without having to remove all the pipes, we constructed the pipeholder above the windchest such that it can be lifted up mechanically. The electric connection between valves and steering electronics makes use of a series of Weidmueller connectors leaving the pipeholder through 2 vertical holes. A manometer mounted on the windchest allows for easy and precise adjustment of wind pressure in function of tuning operations.

Preliminary view on the pipework assembled on the windchest during construction:

Circuit Overview:




Mapping:

The midi channel for <Krum> is 7 (0-15) or 8 (1-16).

Midi note range: 36 - 91. (C-g''') (56 notes), notes 92-99 = lights.

Note 100: frontal light, right, note 101: frontal light left. Note 102 lights on the bottom of the instrument..

Note Off commands are required. Volume control (wind pressure) is implemented and has a wide control range. Controller 66 is used to switch the motor on or off. Controller 65 can be used to reset an error condition in the motor control circuit.

Controller 1 is used for the windvalve: at value 0 it is closed, at 127 it is opened maximally. Controller 10 switches the tremulant on or off (0- OFF, 16 = ON). Controller 11 controls the speed of the tremulant if it is set to active. The tremulant speed is the midi value divided by 10. Controller 12 desactivates the wind valve solenoid.

Controller 7 is used for the wind pressure (motor speed). The normal setting should be 111.

<Krum> responds to the midi all-notes-off command.

Technical specifications:

Design and construction: dr.Godfried-Willem Raes (2005-2006)

Collaborators on the construction of this robot:

Music composed for <Krum>:

Back to Logos-Projects page : projects.html Back to Main Logos page:index.html To Godfried-Willem Raes personal homepage... Download High Resolution picture of Krum To Instrument catalogue Naar Godfried-Willem Raes' homepage

Nederlands:

Robot: <Krum>

Voor de bouw van deze automaat maakten we gebruik van een eerder toevallige aanbieding op de website van August Laukhuff, voor een volledig in hout gebouwd 8-voet kromhoorn orgelregister. Een tongwerk dus. Dit loopt vanaf midi noot 36 tot en met 91. De windlade is, afgezien van het bovenblad waarop de pijpen rusten en waarvoor tropisch hardhout werd gebruikt, geheel vervaardigd uit gelast inox. Geheel naar analogie trouwens met de windlade zoals we die eerder al ontwierpen voor <Trump>. De elektromagnetische ventielen waarmee de luchttoevoer naar de pijpen wordt geschakeld zijn ook hier binnenin deze windlade geplaatst. Voor de windvoorziening maakten we gebruik van een kleine Ventus orgelblazer van de firma Laukhuff, met een regelbare winddruk van maximaal 80mm waterkolom, of 8mBar = 785 Pa, in eenheden uit de fysika. De aansturing van de 130Watt motor gebeurt met een motorcontroller. Zoals voorspelbaar en normaal bij tongwerken, is ook hier de stemming afhankelijk van de winddruk. Alleen bij een motor AC frekwentie van 48Hz is de stemming korrekt. Winddruk 75mm H2O. Om een eenvoudige afregeling, stemming en intonering mogelijk te maken, monteerden we een precieze manometer aan de buitenkant van de windlade. Het maximale debiet van de kompressor is 3 kubieke meter, wat dus brede klusters ruimschoots mogelijk maakt.

De pijpen werden op de windlade gemonteerd in drie rijen (18, 18 en 20 pijpen elk) overeenkomstig de drie verschillende maten van de pijpvoeten. De elektrische verbinding tussen de windlade en de elektronische besturing erbuiten gebeurt via twee luchtdicht afgesloten kabelbundels uitmondend op Weidmueller konnektors. De besturing van <Krum> komt voor rekening van niet minder dan 5 PIC mikrokontrollers: vier voor elke groep van 16 pijpen en een voor de besturing van de motor, het tremulant ventiel en de lichten. Alle elektronische besturingen, inklusief de voedingen, vonden een plaatsje onder de windlade.

Aangezien het gehele pijpwerk uit hout is vervaardigd, is deze robot niet geschikt voor openluchtkoncerten. Ze zijn niet in het minst vocht- of regenbestendig. Bovendien is ook zijn eerder zachte riettoon, niet voldoende krachtig voor straatgebruik. Als lid van het M&M robotorkest vormt hij evenwel een grote verrijking van het orkestraal koloriet.

Tessituur:

 

Bouwdagboek:

Omdat ons vaak wordt gevraagd hoeveel werk en tijd kruipt in, en nodig is voor, het bouwen van dergelijke muzikale robotten, houden we ook voor <Krum> een beknopt en geilllustreerd bouwdagboek bij:


Robody Pictures with <Krum>:


(Terug) naar logos-projekten:

projects.html

Terug naar Logos' index-pagina:

index.html

Naar Godfried-Willem Raes personal homepage... Naar katalogus instrumenten

gebouwd door

Godfried-Willem Raes

Naar Godfried-Willem Raes' homepage  

Last update: 2017-02-05 by Godfried-Willem Raes


Technical data sheet and maintenance instructions:

Programming information and settings for the Siemens Sinamics G110 motor controller:

Parameter nr. setting comment
P0010 - Quick commisioning params 0

must be set to 1 to change motor params.

For normal operation, must be set to 0

P0100 - country setting 0 = default value (kW / 50Hz)
P0304 - nominal motor voltage 132V motor specs. (230V / SQR(3))
P0305 - rated motor current 0.958A calculated for delta operation
P0307 - motor power 0.13 kW motor specs
P0310 - nominal motor frequency 50Hz motor specs.
P0311 - nominal motor rpm 2800 motor specs.
P0700 - ctrl. via control panel or digital I/O 2 use digital inputs for ctrl. (on/off, rotation, speed)
P1000 - select frequency setpoint 2 set analog setpoint (1- OP f-ctrl)
P1080 - min.. motor frequency 10 Hz  
P1082 - max. motor frequency 60 Hz  
P1120 - ramp up-time 2"  
P1121 - ramp down time 6"  
P2000 - frequency range 68Hz  
P3900 - end quick commisioning 1  

Wiring Weidmueller connectors to solenoids:

wire color note/ connector / PIC nr.          
black 36 - K1 - PIC1 46 - K2 56 - K3 66 - K4 76 - K6 86 - K7

brown

37 - K1 47 - K2 57 - K3 67 - K4 77 - K6 87 - K7
red 38 - K1 48 - K2 58 - K3 68 - K5 - PIC3 78 - K6 88 - K7
orange 39 - K1 49 - K2 59 - K3 69 - K5 79 - K6 89 - K7
yellow 40 - K1 50 - K2 60 - K4 70 - K5 80 - K6 90 - K7
green 41 - K1 51 - K2 61 - K4 71 - K5 81 - K6 91 - K7
blue 42 - K1 52 - K3 - PIC2 62 - K4 72 - K5 82 - K6 92 - nc
violet 43 - K1 53 - K3 63 - K4 73 - K5 83 - K6 93 - nc
grey 44 - K2 54 - K3 64 - K4 74 - K5 84 - K7 - PIC4 94 - nc
white 45 - K2 55 - K3 65 - K4 75 - K5 85 - K7 95 - nc

Circuit drawing for the midi-input and hub board:

This picture can be enlarged to full size, if required.

Wiring diagram for the above board: