<Roerpijp>


an automated organ register for open air use

Godfried-Willem RAES

2017-2018

[Nederlandstalige versie]

'Roerpijp'

 

Description of the organ register:

Name: Roerpijp 8' , (4 octaves)

The pipes sounding the notes 36 to 50 are made of zinc, from note 51 on, the are Sn/Pb in the traditional organ pipe alloy.
Since the instrument is designed for transportation, the pipes are inserted deeper into the upperplate of the windchest than usual in traditional organ building.

The scale used for the register is (scales in mm):

    internal external pipe length pipe length from flue length of foot

diameters

(20mm traject)

 hole size conical valve
note 55 g 0                
note 56 g#0                
note 57 a 0                
note 58 a#0                
note 59 b 0                
note 60 c 1                
note 61 c#1                
note 62 d 1                
note 63 d#1                
note 64 e 1                
note 65 f 1                
note 66 f#1                
note 67 g 1                
note 68 g#1                
note 69 a 1                
note 70 a#1                
note 71 b 1                
note 72 c 2                
note 73 c#2                
note 74 d 2                
note 75 d#2                
note 76 e 2                
note 77 f 2                
note 78 f#2                
note 79 g 2                
note 80 g#2                
note 81 a 2                
note 82 a#2                
note 83 b 2                
note 84 c 3                

 

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

40 40 40 45 45 50 50 50 55 55 55 60 60 60
35 35 35 34 34 34 33 33 33 32 32 32 31 31 31 30 30 30 30 30 30 30 30

All pipes are switched by solenoid driven pallet valves with conical pads 25mm to 12mm 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. Moreover, even without lifting the pipeholder, the mechanical parts can be accessed through the polycarbonate windows in the front and the back of the windchest. The electric connection between valves and steering electronics makes use of a series of Weidmueller connectors leaving the pipeholder through a vertical hole and a windtight cable gland. A manometer can be mounted on the windchest to allow for easy and precise adjustment of wind pressure in function of tuning operations. A thermometer is mounted permanently inside the windchest.

 

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

 

Circuit Overview:

Mapping

Midi implementation:

The midi channel for <Roerpijp> is 3 (0-15) or 4 (1-16).

Midi note range: 36 - 84, velocity implemented (steers the speed wherewith the valves do open en hence the note attack). Individual note aftertouch (polyphonic) under development.

Note Off commands are required.

Controller 66 is used to switch the motor on or off.

Controller 1 is used for the windvalve: at value 0 it is fully opened, at 127 it is fully closed. Thus by default and after reset the valve will always be opened.
The tremulant is implemented as a modulation around the position of the windvalve as set by controller 1. Default value for controller 1 when using the tremulant: 80. With high modulation depth (controller #12) it should be smaller.

Controller 11 controls the speed of the tremulant. Normal values are between 100 and 110. The tremulant speed is the midi value divided by 10.

Modulation depth can be controlled with controller #12. Default value 60. This is the excursion the valve will make around the central position as set by controller 1. More gentle effects are obtained by setting this controller to 38 (with CC11 to 100 and C1 to 90)


Note that tremulant speed, depth and windvalve position interfere with each other and not every combination of values will work well.

Controller 7 is used for the wind pressure (motor speed). The normal setting should be 72. Default startup value in the PIC firmware is 0. It cannot be used for fast wind pressure modulation but is perfectly suitable for slow crescendo and decrescendo. Note however that the pitch as well as the intonation may be affected when the robot is operated on nonstandard wind-pressures.

The robot responds to the midi all-notes-off command. This command also switches off the lights and the wind valve, but not the motor. To switch off the motor controller 66 should be used.

Technical specifications:

Design and construction: dr.Godfried-Willem Raes (2017-2018)

Collaborators on the construction of this robot:

Music composed for this robot:

 

Back to Logos-Projects page : projects.html Back to Main Logos page:index.html To Godfried-Willem Raes personal homepage... To Instrument catalogue Naar Godfried-Willem Raes' homepage

Nederlands:

Robot: <Roerpijp>

De uitgangspunten bij het ontwerp, de planning en de bouw van deze muzikale robot zijn drieerlei:

1.- Heel regelmatig bereikt ons de vraag naar muziekautomaten die kunnen worden ingezet op openbare plaatsen, straten en pleinen. Omwille van de gebruikte materialen en ontwerptechnische beperkingen was dit met de grote meerderheid van de robots reeds beschikbaar bij Stichting Logos praktisch onmogelijk. Vandaar de overweging van het bouwen van een 'draaiorgel'-achtig instrument dat geschikt zou zijn voor bedrijf in openlucht: op straat dus. Anders gesteld, voor het ontwerp vereist dit een zekere mate van regenbestendigheid, een eigenschap die in geen van de muzikale robotten die we bij Stichting Logos ontwikkelden in voldoende mate aanwezig is. Deze vereiste dikteert het gebruik van kunststoffen en metalen eerder dan de traditionele materialen uit de orgelbouw, met name hout en leder. Ook voor de elektronika vergt dit uitgangspunt enkele bijzondere maatregelen. Voor de pijpen kunnen we uitgaan van een reeks gebouwd door Gerard Pels (1955-2014) voor een klein kistorgel en waarvoor zink werd gebruikt. Pels heeft het orgeltje nooit afgewerkt, en we konden dus vertrekken van dit halffabrikaat. Voor de windlade zelf, komt dik massief PVC in aanmerking, zoals we dat met groot sukses al hadden toegepast in onze Hybr reeks: <Hybr>, <HybrHi> en <HybrLo>.

2.- Het bouwen van een op zichzelf staande module die bovendien ook interaktief kan werken in funktie van publiek, bespelers en/of omgeving. Daarmee is bedoeld, dat de automaat zelfstandig moet kunnen werken en dus geen externe apparatuur zoals interfaces, een laptop, sensoren... nodig mag hebben. Om die interaktiviteit mogelijk te maken voorzien we minsten twee Doppler-radar sensoren, waardoor interaktiviteit via expressief relevante beweging mogelijk wordt gemaakt.

3.- Los van vorige uitgangspunten, wilden we met deze module een proefprojekt opzetten ter evaluatie van het koncept van zwaartekracht-kleppen. Traditionele orgelautomaten maken gebruik van een windlade waarop de pijpen worden geplaatst. Binnenin die windlade bevinden zich elektrisch bestuurde verntielen die via een veer in rust gesloten worden gehouden. De veer is nodig, omdat de ventielen 'ondersteboven' dienen te werken. Principieel zijn tegen dit traditioneel ontwerp nogat wat bezwaren aan te voeren: de veer introduceert inherent een risico op resonanties bij bepaalde bekrachtigingsfrekwenties. Het lekvrij monteren van de ventielen vereist een engelengeduld en lekken ontstaan ook na montage vrij makkelijk na verplaatsingen of transporten van de windlade. Konische ventielen zijn wat dit betreft nog vele malen lastiger dan de meestal gebruikte vlakke exemplaren. (cfr. bouwdagboek voor ons <Bomi> robot...) Het herstellen van een lek is bijzonder tijdrovend, omdat alle pijpen dienen te worden verwijderd (... en achteraf herstemd...) teneinde de bovenplaat van de windlade te kunnen bewerken. Vandaar ons idee om de ventielen bovenop de windlade te monteren, zo dat ze in rust door de zwaartekracht gesloten worden gehouden. Aangezien de pijpen -op grond van hun konstruktie- niet goed ondersteboven kunnen worden gemonteerd, wilden we bij dit ontwerp uitgaan van de toepassing van 'omkeer-cancellen', een soort U-konstrukties tussen orgelpijp en ventiel.

Mensuur tabel voor de pijpen:

noot = midi note

length = measured from flue to pipe end. Between brackets: extra length roerpijp

Noot diameter (in mm) length orifice valve seat
36 110      
37 107      
38 104      
39 100      
40 97      
41 94      
42 91      
43 87      
44 85      
45 81      
46 79      
47 77      
48 79      
49 76      
50 71      
51 66      
52        
53        
54        
55        
56        
57        
58        
59        
60        
61        
62        
63        
64        
65        
66        
67        
68        
69        
70        
71        
72        
73        
74        
75        
76        
77        
78        
79        
80        
81        
82        
83        
84        

 

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 80 Watt motor gebeurt met een motorcontroller. Zoals voorspelbaar en normaal bij orgelpijpen, is ook hier de stemming enigszins afhankelijk van de winddruk. Alleen bij een motor AC frekwentie van 50Hz is de stemming korrekt. Winddruk 70mm 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 1 kubieke meter, wat dus brede klusters ruimschoots mogelijk maakt.

 

Tessituur:

 

Building logbook / 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 <Bomi> een beknopt en geilllustreerd bouwdagboek bij:

 

To be done:

Robodies Pictures with <Roerpijp>:

 

 

(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: 2017-10-09 by Godfried-Willem Raes

Technical data sheet and maintenance instructions:

 

 

Conical valve pallets Laukhuff order numbers: 4 091 04, 4 091 05, 4 091 06, 4 091 07

type nr nominal diameter diameter with calopel coating milling angle height Qty. used
409100 49 mm 50 mm      
409110 43 mm 44 mm      
409101 38 mm 39 mm      
409102 34 mm 35 mm 110° 12.5 mm 1
409103 29 mm 30 mm      
409104 24 mm 25 mm 100° 11 mm 8
409105 18 mm 20 mm 85° 10 mm 10
409106 16 mm 16.5 mm 81° 8.3 mm 10
409107 12 mm 13 mm 72° 7 mm 9

Custom made mills: Lanoye bvba, Campus Zwijnaarde, Technologiepark 12, 9052 GENT. (091-2219337, mail: lanoye@telenet.be)

Valve solenoids:

Vertical softshift solenoids for expressive wind pressure modulation mounted inside the windchest: Ledex Softshift type 5EP (now Saia Burgess), number 193015-026. Cold DC resistance 10.3 Ohm. Nominal working voltage at 100% duty cycle: 14 V.

For the working of this valve, taking into account the very low air pressure (normally 4.5 mbar, maximum 7.0 mbar), a voltage of 12 V is enough. The valve starts opening with a voltage of 2.6 V and is fully opened with 11 V.