<Qt> dr.Godfried-Willem RAES Ghislain & Dierik POTVLIEGHE Johannes TAELMAN Kristof LAUWERS 2005 - 2008 onderzoeksprojekt rond de ontwikkeling van nieuwe expressiemiddelen van de School of Arts, Hogeschool Gent

[Nederlandstalige versie]

Quartertone organ module: <Qt>

The research and development of this instrument building project is an intensive collaboration in the realms of artistic research under the auspices of the University College Ghent (Hogent), department of music and the Logos Foundation. On the practical level, this organ is the result of an intensive collaborative effort by Ghislain Potvlieghe (specialist in historic organ building) and dr.Godfried-Willem Raes. The development of the PIC firmware in assembly language used to control this robotic organ is in the hands of Johannes Taelman. Research into practical and historical repertoire for such a novel quartertone instrument, was done by Sebastian Bradt (Hogeschool Gent). The driver software developped within the GMT language was written by Kristof Lauwers (Logos Foundation).

The main purpose was to build a wide ambitus organ register tuned in equal temperament quarter tones. The instrument should be capable of automatic playing, controlled by computer software, as well as through a set of two conventional keyboards. The whole instrument had to be easily transportable, dictating the use of brass and or pure tin/antimony pipework instead of the traditional lead/tin alloy. The range covers 6 full octaves (from midi note 36 to 108) . Wind pressure modulation can be used to expressive purposes. Tremulant effects as well as accented notes are a possibility. Subtle and individual touch velocity control is implemented.

The pipes are constructed after the following early prototype, made of brass and sounding midi note 77:

For the actual realisation, we decided to make use of an alloy composed of 95% tin and 5% antimony, leading to mechanically quite strong and leadfree pipework that also will hold tuning very well. Experiments relative to the mechanical strength of Sn-Pb soldered brass pipes have shown that these are pretty sensitive to breaking under shock conditions. The heterogenity of the materials being at the origin of this weakness. The picture below shows the labium and pipefeet for the prototype pipes sounding notes 36 and 48.

Qt is internally controlled by thirteen PIC processors. Twelve processors (PIC 18F4620-I/P) are used to control each set of 72 solenoids used to operate the valves in the windchest, whereas the thirteenth PIC (18F2525-I/SP) steers the compressor motor functions and the windpressure modulation. For the latter two precize stepper motors are used to drive valves inside the conducts leading to the upper and the lower windchest. We opted for the MicroChip PIC18F4620 because of its 64kByte flash program memory (good for 32768 single word instructions) , 3986 bytes static RAM, 1024 bytes Eeprom and last but not least, its 36 available I/O pins. With these specs it became possible to use a single chip to control 14 notes, since each note requires 2 I/O pins. The PIC 18F2525 follows the same architecture but has only 25 I/O pins and 48kByte flash program memory. Enough in any case for the requirements of motor control and feedback in this design.

The upperplate of the windchests under which the solenoid valves are mounted, is made from very thick african obeche (or wawa) wood. This wood is very good for wood cutting and carving, an essential feature since we had to bring the wood to an exact and airtight matching with the curved metal work, using chivels.

The arrangement of the lowest octave of the pipes on the lower windchest is as follows: The pipes 47 and 47.5 are in the very front of the instrument. The arrangement for the high windchest is: The notes are numbered in fractional midi, note number 60 corresponding to middle C on the piano keyboard.

The entire Qt module is mounted on 4 large wheels and thus is, although pretty heavy (ca.220kg) , also very transportable. All metal work for the two windchests and the entire chassis was realized using the TIG welding process (manual) on AISI 304L stainless steel.

• Design, research & construction: Dr.Godfried-Willem Raes
• Pipe work: Ghislain Potvlieghe
• Tuning and intonation: Dierik Potvlieghe
• PIC microcoding: Johannes Taelman
• Software integration in composition software: Kristof Lauwers
• Collaborators: Sebastian Bradt, Kris De Baerdemacker, Hans Roels, Moniek Darge, Xavier Verhelst.

Technical specifications:

sizes: length: 2000mm, width: 700mm, height: 1760mm.
power: 230V - 950Watt (peak)
weight: 226kg
Control: midi protocol, using 2 channels. Note ON/OFF with velocity implemented. Volume controller (7) used for wind pressure. Controllers nr. 1 and 2 for wind valve control and tremulant effects. Other controllers may be added later. Direct control via UDP/IP network is under development.

Wiring overview:

Electronic circuitry:

For <Qt> either the use of pallet valves or conical valves in the windchest were first under investigation. We were after a maximum touch sensitivity for this organ, such as to make it sound like an ancient mechanical organ positive, where the player can in fact control a little bit the onset of the pipe sounds by modification of the speed wherewith the keys are depressed. Conical valves, in combination with softshift solenoids do indeed work extremely well to this end. (cfr..the use of a single conical valve in our automated saxophone). However, each valve has to be made on the lathe and the cones have to match perfectly well with the conical holes in the windchest upper plate itself. Not an easy matter, particularly since wood was proven to be unsuitable. A massive upperplate from metal was investigated but rejected due to the extraordinary weight it would add to an instrument that was meant to be transportable. Synthetic materials such as glassfiber reinforced epoxy were tried, but are not commercially available in the sizes we needed. Thus we decided to go back to our well known pallet valves. They can be seen on the picture showing the internal view of the upper windchest (notes 48-108). To get a better sensitivity to velocity, we modified the spring tension. Normally a spring is used to keep the valves just closed at rest. So the force is just a bit larger than the downwards force excerted by the weigth of the valves, since they are mounted upside down. By increasing this force above this minimum required for keeping them closed at rest, the valves gain a more gradual opening traject, at the detriment however of some response speed. The circuit we developed for achieving a bit of velocity sensitivity from these solenoid operated valves looks like this:

This circuit is a further development of the circuits we used in the design of our <player pianos> and <Harma>. The PNP transistor we used in these earlier designs is here replaced with a p-channel mosfet (BS250 or similar type). The gate goes directly to ground and the zenerdiode, essential in the bipolar design, could be left out. In this new design the negative pulse driver mosfet has to be a logic level type, identical to the hold-driver mosfet. Note that, due to the gate capacitance of the negative pulse mosfet (ca. 1.5nF), there is a inherent timeconstant in the order of 7 microseconds. Since the PIC's minimum pulse duration is 19.2 microseconds, this does not lead to a performance penalty. A single PIC controller (Microchip PIC 18F4620 - I/P) can steer 14 notes. For the low windchest we thus use two boards, leaving four outputs unused for notes (they can be used for light effects). For the high windchest, ten boards in total. The prototype PC board looks like:

It was developed in Eagle software for PCB design and produced from the datafiles at Eurocircuits in Hungary. (Plot & Go). The first batch had a wiring bug, repaired in our second (gold layered) production batch.

The midi input board is designed after the following schematics:

Here we have merely the compulsary optocoupler input with reverse polarity protection diode. The selection of resistors around the optocoupler is quite critical if you want to achieve optimum speed and no data loss even with midi back-to-back data streams. In the practical realisation we substituted the 6N138 type originally specified, by a 6N137, leading to a fivefold improvement in speed. Next the inverted output signal, on TTL levels, is fed to 10 inverter buffers which will drive the many note valve steering boards:

To allow users easy star-like connections to many more robots and automats, we provided this circuit also with no less then 5 real midi-thru drivers and corresponding 5pole din connectors:

Still on the very same PC board, we found place for a PIC microcontroller to be used for the control of the motor functions, lights, tremulant and other optional effects:

The board offers buffering for the midi signals to be fed into the very many pulse/hold driver boards as well as a single PIC controller (PIC18F2525-I/SP) , in charge of wind control for the radial compressor. Extra bit outputs are provided for the expression control: two stepping motor driven tremulants etc. Two pins are configured as inputs and used to read the output of the MLX90316 Hall Effect based rotary position sensor IC's. These are mounted on the axis of the wind valves.

At last, almost as a reminder, however an essential one, DC voltage buffering and decoupling with ample 100nF caps has been foreseen in the design:

The actual external wiring for this PC board looks like:

The specifications of the pallet solenoids used in the windchest are: 12/14 V dc, 75 Ohm resistance, 190 mA current. The Laukhuff order numbers are given in the list of materials at the end of this document. Cost: 3800 Euro. The original springs in the valves (0.4 x 3.4 x 26) were replaced by custom made stronger types by us (0.5 x 4.5 x 25) , this to allow for note aftertouch control.

The windvalves in the lower and upper windchest can be used both as windpressure expression controls and as tremulants. These valves are controlled by stepping motors and controllers wired after this schematic:

If we take the static windpressure in the windchest as 150 mm H2O (15 mB, 1.5 kPa or 1500 N/m2), then the worst case static force on the windvalves (100 mmx150 mm = 1.5 dm2 in surface) is 22.5 Newton. This force however only applies if the other side of the valve is fully opened.. Such circumstances could only exist under full cluster conditions, where the wind pressure will collapse anyway. Under normal conditions, the pressure difference between both sides of the valves will be limited to ca. 5%. In addition to this consideration it must be noted that in our design, very much on purpose, the valves do leak. Otherwize, they would fully interrupt the tones produced rather than cause a smoorth amplitude (and a bit of frequency-) modulation. So the stepper motor we selected should under all normal circumstances be powerfull enough to rotate this valve. The manufacturer gives following force curves for the given (Sanyo) controller and stepping motor combination:



Since the current through the motor winding will fall back to 50% of the normal current within 200 ms after the last pulse on cw or cww is received by the controller, the slowest possible tremulant frequency will be ca. 0.06 Hz. The pulsing frequency would than be 6 Hz. This is also the slowest possible fluent speed of any valve movements. The pulse timing requirements and constraints are summarized in the graph below:

The specifications for the motor and compressor are:

• Nominal pressure: 120 mmH20 (12 mBar) - 8 m3/min
• Year of construction: april 2006 - nr. 29790
• Motor data: 0.45 HP, 230/400 V - 1.5/0.9 A , 2800 rpm @ 50Hz
• Cost: 1850 Euro

Note that the operational pressure is higher. Qt was intonated and tuned on a pressure of 140 mmH20 (14 mBar).

MIDI-Implementation table for <Qt>

Music composed for <Qt>:

• Godfried-Willem Raes "Qt-Split", for Picradar interfaces and two nude performers
• Thomas Smetryns "Und der Dichter spricht, spricht der Dichter"
• Yvan Vander Sanden
• Frank Nuyts: "Two Quartertone pieces don't make a half one"
• Godfried-Willem Raes "Gestro Qt"
• Godfried-Willem Raes "Qua Qt", quadrada study #12 for Qt.
• Wouter Simoens "Kompositie voor een kwarttonen orgel"
• Sebastian Bradt "Taxidermie", for Qt
• Barbara Buchowiec "Mars of the liliqts" for Qt and viola
• Godfried-Willem Raes "Wouwel" for Qt. Recording
• Godfried-Willem Raes "Qtree" for Qt
• Godfried-Willem Raes "Akafest" for Qt
• Karel Miry "De Vlaamse Leeuw" (quartertone version) Recording
• Hans Roels
• Kristof Lauwers
• Kris De Baerdemacker "voor qt en orgel"
• Judy Dunaway "Duo for Qt and balloon"
• Pieter Corten
• Jelle Proost
• Gamut Inc. 'Zeroth Law'
• Benjamien Lycke "Bagatelle pour Qt" (2010)Recording

Back to Logos-Projects page : projects.html

>Back to Main Logos page:index.html

To Godfried-Willem Raes personal homepage...

To Instrument catalogue

Nederlands:

Kwarttoons orgel : <Qt>

Qt is de roepnaam van een postdoktoraal experimenteel artistiek onderzoeksprojekt, officieel gestart op 1 oktober 2005, onder de auspicien van Hogeschool Gent in samenwerking met Stichting Logos. De wetenschappelijke ondersteuning en praktische leiding was in handen van dr.Godfried-Willlem Raes, docent kompositie, akoestiek, klankonderzoek en onderzoeksmetodiek aan het departement muziek en drama. Dit geautomatiseerd orgel kwam praktisch tot stand als een samenwerkingsprojekt van Ghislain Potvlieghe (specialist historische orgelbouw), Dierik Potvlieghe (orgelbouwer), Johannes Taelman (ontwikkeling en research inzake mikrokontrollers voor de besturing), Sebastian Bradt (onderzoek naar aktueel en historisch repertoire op het gebied van de kwarttoonsmuziek en komponist van nieuwe muziek voor deze automaat), Kristof Lauwers (ontwikkeling aansturingssoftware ten behoeve van komponisten) en dr.Godfried-Willem Raes.

Het opzet bestond erin een zuiver getemperd kwarttoonsinstrument te bouwen met een grote tessituur: minstens 6 oktaven (midi 36 - 108). Verder gaat het in dit ontwerp om een zuiver akoestisch instrument, met pijpen dus. De luchtdruk is ten dienste van de expressieve mogelijkheden op dynamisch vlak goed en snel moduleerbaar, terwijl ook aksenten en tremulant mogelijk zijn. De tremulant werd in twee onafhankelijke systemen uitgevoerd, waardoor de bas een andere tremulant frekwentie kan krijgen als de diskant. De akoestisch opgebrachte geluidsdruk diende bij dit ontwerp voldoende groot te zijn om in een orkestrale onversterkte bezetting probleemloos te kunnen worden ingezet. Bovendien diende de stemming zo vast te zijn, dat regelmatig bijstemmen van het instrument niet nodig zou zijn. Daarom gingen we bij het ontwerp uit van aan de bovenkant dichtgesoldeerde pijpen. Transportbestendigheid en verplaatsbaarheid waren een belangrijke eis. Deze eis sluit bij voorbaat het gebruik van klassieke legeringen voor orgelpijpen (60% tin, 40% lood in het beste geval) uit. Deze zakken immers bij blootstelling aan trillingen, onvermijdelijk bij verplaatsingen, door onder de druk van hun eigen gewicht. Ook louter ekologische (en sedert kort ook Europees wettelijke) overwegingen pleiten trouwens tegen het gebruik van lood. Proeven werden gedaan met messing enerzijds en legeringen bestaande uit 95% tin en 5% antimoon anderzijds. De met Sn-Pb gesoldeerde messingpijpen bleken erg gevoelig aan breuk op de soldeernaden. (cfr. <Puff>). Hardsolderen of brazeren ware ook mogelijk, maar technisch erg lastig uitvoerbaar gezien de vereiste precizie. Lassen van messing, de meest superieure techniek, bleek -althans voor ons- zo goed als ondoenbaar omwille van de onstabiliteit van de legering (het zink oxydeert namelijk). Uiteindelijk opteerden we dan maar voor de volledig loodvrije pijpen uit tin en antimoon, een legering waarmee ook traditionele orgelbouwers goed overweg kunnen. Omwille van de gewenste hardheid, opteerden we in ultimo nog voor de toevoeging van 1% koper in de legering: 95% tin, 4% antimoon, 1% koper werd het dus uiteindelijk.

Omwille van de gewenste mobiliteit van het instrument, werd het integraal op goed stuurbare grote wielen met massief rubberen banden gemonteerd en werden de afmetingen toch zo kompakt mogelijk gehouden. Deze voorwaarde dikteerde welhaast automatisch het gebruik van gedekte pijpen evenals een betrekkelijk hoge winddruk (100 tot 150 mm waterkolom, of 10 tot 15 mBar).

Het chassis en alle metalen delen voor de beide windladen en de kondukten werd uitgevoerd in minstens 3 mm dik roestvast staal AISI304L en AISI316 onder gebruikmaking van het volledig manuele TIG lasproces. Als toevoegmateriaal bij het lassen werd uitsluitend AISI316 gebruikt. Het snijwerk werd uitgevoerd met een hoogfrekwent plasma brander. Voor de afwerking werd volstaan met een grove borsteling met een inox komstaalborstel. Aan de binnenzijde werden alle lasnaden, omwille van het beperken van ongewenste turbulenties in de windstroom, zorgvuldig gladgeslepen. Gezien deze opties in materiaalkeuze, moet het instrument kwa duurzaamheid zeker aan alle stelbare eisen kunnen voldoen.

De volledige MIDI-implementatie, ten behoeve van eenvoudige gebruikers, publiceerden we aan het eind van de engelse tekst hierboven. Deze implementatie maakt ook een manuele bespeling via twee elektronische midi-keyboards eenvoudig mogelijk. Voor het speelkomfort is het wel aangewezen keyboards te gebruiken met een tessituur van zes oktaven en met individuele touch sensitivity. De beide keyboards worden via een midi-merger rechtstreeks op <Qt> aangesloten. Een rechtstreekse netwerkbesturing onder gebruikmaking van UDP/IP is eveneens voorzien. Dit is vele malen superieur aan Midi, maar in gebruik alleen weggelegd voor technologisch onderlegde komponisten en musici. Voor wie met hetzij PD hetzij GMT overweg kan, is dit het aanbevolen besturingssysteem.

Gedetailleerde berekeningen van de mensuren en dimensionering voor de bouw van het Qt register:

Eerste proef, berekening op grond van proefpijp uit messingbuis. Mensurering rekening houdend met handelsdiameters en korresponderende materiaaldiktes van bestaande messing buis.

link to look up table - naar overzichttabel

Tweede proef, berekening op grond van proefpijpen gesoldeerd uit een legering 95% tin en 5% antimoon. De breedte van het labium werd hier bepaald op grond van 1/4 van de omtrek van de cilindrische pijpen.

link to look up table - naar overzichttabel

Derde proef, berekening op grond van 5 proefpijpen (36,48,60,72,84) gesoldeerd uit een legering 95% tin en 5% antimoon. Winddruk 85mm H20. De breedte van het labium werd hier bepaald op grond van 1/4 van de omtrek van de cilindrische pijpen. Alle pijpen krijgen hier een individueel verschillende mensuur.

link to look up table - naar overzichttabel

Berekend door dr.Godfried-Willem Raes op 13.03.2006 naar prototypes gebouwd begin maart 2006. Het volledige register werd in elkaar gezet en gesoldeerd door Ghislain Potvlieghe in diens atelier. De eerste verzameling pijpen (120) was klaar op 22 mei 2006. Het kompleterende oktaaf 96-108 op 29.06.2006. De stemming en intonering vonden plaats in verschillende werkfazen na de montage van de pijpen op de afgewerkte windladen. (Oktober 2006- Maart 2007) De gebouwde pijpen werden, na het stemmen (met dichtsolderen aan de bovenzijde) en intoneren opnieuw exakt opgemeten en vergeleken met de berekeningen.

link naar definitieve en samenvattende tabel van de mensurering voor Qt.

Bouw- en research dagboek:

• 15.08.2004: eerste tekeningen en berekeningen, uitgaande van het pijpwerk van <Puff>
• 01.10.2004: Sebastian Bradt in dienst bij het departement muziek en drama (Hogent) voor onderzoek rond mikrotonaliteit.
• 08.10.2004: bespreking konstruktie pijpwerk met Ghislain Potvlieghe
• 09.10.2004: eerste proefpijp (midi 60) gebouwd door Ghislain. Berekeningsprogramma geschreven voor de mensurering van de Qt pijpen.
• 20.03.2005: Bespreking van de mogelijkheid de ontwikkeling van Qt als onderzoeksprojekt voor te stellen, met Jan Rispens.
• 20.08.2005: Eerste ondertekening onderzoeksprojekt kontrakt tussen Hogent en Logos.
• 01.09.2005: Werk- en overlegvergadering met Ghislain Potvlieghe. Inventarisatie materialen.
• 03.10.2005: Eerste berekeningen windlade. Officiele start onderzoeksprojekt Hogeschool Gent. Het projekt loopt over twee jaar en behelst een halftijdse opdracht voor dr.Godfried-Willem Raes. (@70% weddeschaal..., ondanks kwalifikatie)
• 04.10.2005: Volgens de eerste berekeningen lijkt een gesplitste windlade de beste oplossing.
• 05.10.2005: Plaatsing in een dubbele rij, eerder dan in rijen van 3 of 4 pijpen is voor de klankprojektie beter dan plaatsing in 3 of 4 rijen. De dubbele rij organisatie kompromiteert evenwel sterk de transporteerbaarheid.
• 06.10.2005: Eerste tests voor de konstruktie van de elektromagnetische ventielen.
• 07.10.2005: Maximale repetitie-snelheid met een tegendruk van 12 mBar is ca. 16Hz voor ventielen met een klepzitting van 23 mm en afdichting met kalfsleer of het sintetisch equivalent, kalopel. Een Flatterzunge effekt is dus wel haalbaar behalve wellicht op de grootste pijpen, waarvoor immers 35 mm grote polsters moeten gebruikt worden. Dit type is afgebeeld op de foto.
• 11.10.2005: Konstruktie van een konisch testventiel voor evaluatie. Kegelventielen laten principieel een soepele graduele drukregeling toe, maar reageren door hun grotere massa alvast heel wat trager. Hun toepassing dikteert de toepassing van tubular solenoids, zoals reeds eerder toegepast bij de bouw van onze player piano's.
• 14.10.2005: Ontwikkeling software voor berekening van de dynamiek van de pijpen in funktie van mensuur en winddruk. (PBCC compiler)
• 27.10.2005: research naar vermijding glitches in real time applicaties onder Windows.
• 28.10.2005: bestudering mogelijkheid tot integratie van Qt in de orkestratie van Workers Union van Louis Andriessen, een orkestratie uitgevoerd door Sebastian Bradt.
• 01.11- 21.11.2005: Vedere proeven met kegelventielen en analoge besturing daarvan. De eigenmassa van de kegels beperkt in hoge mate de repetitiesnelheid en ook de responstijd van de ventielen. Proefkonstruktie gemaakt met uitgeholde kegels, ter beperking van de eigenmassa. Dit is echter extreem arbeidsintensief. Kegels blijken ook erg gevoelig aan vastklemmen, wat een erg hoge precisie in het hoon- en polierwerk veronderstelt. De kegelventiel technologie blijkt eerder geschikt voor automatische monofone blaasinstrumenten. De enorme kosten wegen bij toepassing in orgels niet op tegen de voordelen.
• 25.11.2005: Labo tests met mini ventola blazers (5-7.5mBar) en Siemens M410 programmeerbare motor controllers voor fleksibele regelingen van de winddruk. Een snelle regeling wordt beperkt door de inertie van de kompressorschoepen. Hierdoor wordt de motor generatorisch in de afremfaze. Ook met DC injektie in de wikkelingen blijft de regeling stug.
• 01.12.2005: proefopstelling voorbereiding met het reeds bestaande chassis van <Harma>.
• 02.12.2005: programmering PIC's voor de pp boards zoals gebruikt voor de player piano en voor <Harma>. PIC's 2- 8 zijn voor de aanslaggevoelige ventielsturingen bedacht, terwijl PIC voor de sturing van de motor controller moet instaan.
• 03.12.2005: experimentele opstelling met mini ventola blazer van Laukhuff op een frekwentie van maximaal 75Hz. (Proeven gedaan op de bestaande <Harma> automaat).
• 08.12.2005: bespreking met Ghislain Potvlieghe. Hij stelt voor een legering van 95% tin en 5% antimoon te gebruiken voor de pijpen. Dit is makkelijker te bewerken dan messing en is mechanisch behoorlijk sterk.
• 09.12.2005: Mensuurtabellen voor tin/antimoon pijpen opnieuw berekend met de gegevens van Ghislain Potvlieghe.
• 10.12.2005: Materiaal onderzoek voor het bovenblad van de windlade. Geschikte kunststoffen blijken problematisch. Tegen hout pleit eeuwig weer de gebrekkige vormvastheid, homogeniteit en de gevoeligheid voor aantasting door insekten. (houtworm). Beuk moet op grond daarvan in elk geval worden afgekeurd.
• 20.12.2005: ontwerp midi input board.
• 23.12.2005: werkvergadering met Johannes Taelman. Elektronikaontwerpen voor de besturing van motoren en ventielen.
• 25.12.2005: Ventieltesten op de windlade van <Krum>.
• 10.01.2006: tests voor de bepaling van een optimale winddruk voor de pijpen.
• 11.01.2006: montage manometer met een bereik tot 25mBar (250mm H20 in orgelbouweenheden) op de windlade van Krum die we gebruiken voor de experimenten. Zoektocht naar geschikte elektronische sensoren: het blijkt nodig een idee te hebben van de turbulenties in de windlade. Een manometer is daarvoor te traag. De pijpen hebben behoefte aan een zo rustig mogelijke windvoorziening. Het vergroten van de inhoud van de luchtlade is daarvoor een voor de hand liggende oplossing, maar die moeten we verwerpen als we de idee van eenvoudige verplaatsbaarheid willen handhaven. Immers voor een perfekte uitmiddeling en integratie van de drukvariaties, zou een voorraadvat nodig zijn van een kubieke meter (integratie tijd 7.5s, voor een kompressor met een opbrengst van 8 kubieke meter per minuut).
• 13.01.2006: testopstelling voor de meting van de kracht van elektromagnetische kleppen in funktie van de ankerafstand, de aandrijfspanning en de kracht uitgeoefend door een drukveer werkend in tegengestelde richting van de magneetkracht. De drukveer bllijkt onontbeerlijk voor de implementatie van aanslaggevoeligheid in dit soort kleppen.
• 16.01.2006: Nieuw ontwerp voor een PIC controller board met midi input doorgestuurd naar Plot & Go. De files werden gemaakt door Johannes Taelman in Eagle.
• 17.01.2006: proeven met door een Dunkel servomotor aangedreven 3-schoeps kompressor voor de opwekking van extreem lage tonen met een voldoende resolutie voor gebruik als kwarttoonsbas instrument. Plot & Go order betaald aan Europrint.
• 23.01.2006: Levering van de PC boards voor de midi-input buffers en de motor besturings PIC. (Printproduktie in Hongarije!).
• 25.01.2006: Bestukking en soldering van het midi hub board.
• 26.01.2006: midi hub board blijkt niet te werken... Bug ontdekt in het printontwerp: DIN midi ingang was verbonden met pin 3 i.p.v. pin5. Fout hersteld met draadbrugje en doorkrabben printspoor. De midi hub werkt nu perfekt.
• 27.01.2006: Experimenteel onderzoek naar individuele PWM sturing voor elk ventiel. De PWM waarde zou dan overeenkomen met de waarde van het velo byte. Aftertouch wordt dan ook een mogelijkheid. Daarvoor kunnen we gebruik maken van het reeds ontwikkelde PC board voor <Sire>. Die hebben evenwel slechts 8 uitgangen voor PWM, waardoor we niet minder dan 36 boards zouden nodig hebben...
• 31.01.2006: Paragraaf over bouw van fluiten toegevoegd in kursus akoestiek. Morgen praktische demonstratie voor de studenten. cfr.:4021.html.
• 04.02.2006: Proeven met lineaire tandwielen voor proportionele klepbesturing. Proeven uitgevoerd op de experimentele windlade van <Krum>, Voor <Qt> zouden we best een autoreguleringsmechanisme voorzien uitgaand van een druksensor in de windlade zelf. Een diafragmabesturing behoort ook tot de mogelijkheden.
• 21.02.2006: Zoektocht materialen en onderdelen bij Farnell en RS components.
• 24.02.2006: levering BYV32 dubbeldiodes.
• 09.03.2006: levering Weidmuller konnektors Farnell.
• 10.03.2006: Nieuwe proefpijpen klaar in atelier van Ghislain Potvlieghe. Test, dit weekend.
• 12.03.2006: werkvergadering en evaluatie proefpijpen met Ghislain Potvlieghe. Mensuurgegevens voor de testreeks uit tin/antimoon:

• Noot	diameter (buitenmaat)	sprekende lengte	wanddikte	labium breedte
  36	115.0mm	124.0 cm	0.9mm	90mm
  48	62.5mm	61cm	0.9mm	54mm
  60	41mm	29.5cm	0.9mm	32mm
  72	25mm	14.5cm	0.9mm	18mm
  84	16.8mm	65mm	0.9mm	12mm

  Werkdruk: 80mm H20. (Te verhogen tot 90mm, met een maximum tot 150mm)
• 13.03.2006: Berekeningprogramma aangepast aan nieuwe meetgegevens en een per individuele pijp verschillende mensuur. Ook bij toepassing van een hogere winddruk moet deze behouden kunnen blijven.
• 14.03.2006: Berekening benodigde kompressor: 8 kubieke meter lucht per minuut moet volstaan voor grote klusters. Bij een maximale winddruk van 120mm H20 komen we dan uit op een motor vermogen van 0.4Pk. Laukhuff type 6008-12 kan voldoen. Gewicht van de machine: 23kg. Het voortgebrachte ruisnivo ligt dan op maximaal 47dBA. Dempingsmaatregelen zullen zeker nodig zijn.
• 16.03.2006: Ontwerp en berekening mogelijkheden tot plaatsing van de pijpen op de windladen. Aanpassing ontwerpsoftware voor direkte html output.
• 17.03.2006: dummy plattegrond gemaakt uit papier, voor de beoordeling van de mogelijke organisatiewijzen van de pijpen.
• 18.03.2006: lay out (letterlijk) van de pijporganisatie, met inachtname van de afmetingen van de te gebruiken ventielen.
  
  
  Het eerste probleem hier is natuurlijk het feit dat op grond van het gebruik van gedekte pijpen, de afstraling van het geluid sterk gelokaliseerd is ter hoogte van de labia van de pijpen. Hierdoor kan een uiterst kompakte opstelling van de pijpen in meer dan twee rijen niet doorgevoerd worden.
• 19.03.2006: Opmaak bestelbon voor Demar Lux (inox). Lay out alternatief voor de pijpopstelling: twee cirkels: 400mm en 600mm doorsnede verbonden door een licht kegelvormig middendeel. Inventarisatie van de benodigde ventielmagneten. Het kostenplaatje alleen voor de ventielen beloopt zo'n 3800 Euro.

De onderkanten van de beide ronde gedeelten kunnen worden vervaardigd met holle bodems in standaard afmetingen, inox 304L of 316, 3mm dikte.
• 21.03.2006: Hout voor de bovenplaat van de windlade besteld. Uiteindelijk opteerden we voor een tropische (afrikaanse) houtsoort. De levertijd blijkt behoorlijk lang te zijn...
• 23.03.2006: labowerk: metingen aan optocouplers voor de midi data ingang. Het 6N137 type blijkt bij een ingangsstroom doorheen de LED van 5mA ruimschoots sneller dan de 6N138. Pin 7 blijft onverbonden en pin 6 krijgt een weerstandje van 280 Ohm naar de +5 voeding. Een 1MHz blokpuls verschijnt met behoud van de symmetrie goed op de uitgang. De datasheet garandeert Baudrates tot 100kB. Noteer dat de stroom in de midi standaard in 1983 werd vastgelegd en bepaald op 5mA.
• 04.04.2006: soldeerwerk testschakeling met pulse en hold.
• 12.04.2006: pulse-hold board ontwerp nagezien. Nu per board goed voor 14 noten.
• 13.04.2006: levering elektromagneetkleppen vemtielen August Laukhuff.
• 22.04.2006: levering inox demar lux: flenzen en boorden 700mm en 500mm..
• 26.04.2006: nogmaals geinformeerd naar levering hout voor bovenkant windlade...
• 04.05.2006: werkplan TIG laswerk aan onderzijde windlade.
• 11.05.2006: mail naar Laukhuff i.v.m. levertermijn kompressor.
• 12.05.2006: Start TIG laswerk en assemblage windlade.
• 17.05.2006: kompressor zou morgen moeten geleverd worden... Betaling o.k.: 1700 Euro....
• 18.05.2006: de naar onze specifikaties bestelde kompressor is geleverd, getest en goed bevonden: 0.45 Pk, 230/400 V, 1.5/0.9 A - 2800 rpm @ 50 Hz. Debiet 8 kubieke meter per minuut bij 120 mm H2O druk.
• 19.05.2006: metingen motorkarakteristieken en bepaling van de specifikaties voor de te gebruiken motorcontroller.
• 22.05.2006: Het pijpwerk voor de eerste 120 pijpen is klaar in het atelier van Ghislain Potvlieghe. Draaiwerk hoofdassen: resp. 700 mm en 500 mm, dikte 25 mm, in gehard inox.
• 23.05.2006: start uittekenen lasplan onderstel en wielbasis. Levering hout voor bovenkant windlade: Wawa hout (obeche, of met de latijnse benaming triplochiton scleroxylon) uit Afrika. Het is een betrekkelijk lichte en ook lichtgekleurde houtsoort die uitermate geschikt is voor houtsnijwerk. Kostprijs hout: 180 Euro. Bodemplaat (AISI 304L, 150x310x8, voor montage motor gesneden en geboord. Motor montage met M6 trillingsdempers.
• 24.05.2006: Uitvoering lasplan volgens technische tekening
  
  De in oranje ingekleurde delen stellen het wawa-houten bovenblad van de windlade voor. De motor projektie is in het blauw aangegeven. Uitgevoerd: plasma snijwerk verbinding voorste holle bodem met 150x100x3 inox kokerprofiel evenals TIG laswerk van beide komponenten. Laswerk motor flens uitgevoerd in 15 x 10 x 150 inox met voorgeboorde bevestigingsgaten voor M5. Draaiwerk assen met eind sleuven voor omega ringen.
• 25.05.2006: Laswerk draaiwielstel achterstuk. Draagchassis motor en motorflens gelast. Kokerprofiel 150x100x3 vertikaal uitgesneden en dichtgelast. Voorste as definitief gepositioneerd en afgelast. Motor moet met een 4mm dikke rubber of neopreen dichting gemonteerd worden op de flens (trilvrij!). Onderkant chassis afgelast. Werkfotos gemaakt
  
• 26.05.2006: Laswerk kraagflens op voorste holle bodem. Rondom gelast aan de binnenzijde. Inpassen kompressor in chassis.
• 27.05.2006: Proefmontage houtwerk voor de 24 voorste pijpen (laagste oktaaf) op flens en passing met dichtingsspanring voorzien van 12 lange M6 bouten. Dichtingstest met kruipolie op laswerk. De vertikale as waarmee het achterwielstel onder het chassis draait, kan worden gemaakt uit een inox M24 binnenzeskant cilinderschroef. Eventueel kan hier een kogellager geplaatst worden. Het horizontaal glijden kan worden verzekerd met een teflon ring.
• 28.05.2006: Foto wawa hout op frontale windlade en gezaagd en geschaafd hout voor de bovenste windlade. De gaten kunnen slechts geboord, gezaagd en gehoond worden wanneer de pijpen hier afgeleverd zijn. Eerste voorlopige afdichting frontale windlade met neopreen.
  
• 29.05.2006: Nieuwe bepaling dispositie van de pijpen op de windlade. Voorste windlade: 24 pijpen (1 oktaaf). Cirkelsegment in bovenlade krijgt 48 pijpen ( de hoogste twee oktaven en dus de kleinste pijpen, voor de noten 84 tot 108. De minimale afstand tussen de pijpen onderling wordt in dit gebied volledig bepaald door de afmetingen van de magneetventielen en niet door de diameters van de pijpen zelf). Het rechthoekig gedeelte van de bovenste windlade krijgt dan de resterende 60 pijpen in een vier-rijige opstelling. De opstelling van de pijpen levert wel een ontwerp dilemna op: wanneer we de pijpen van de 440Hz diapason reeks aan een kant opstellen en de kwarttoonspijpen aan de andere kant, dan ontstaat er een assymetrie in de klankprojektie wanneer het instrument niet centraal wordt opgesteld, maar bvb. tegen een wand. Wanneer we de pijpen in oplopende volgorde van toonhoogte opstellen dan zullen deze dynamische onregelmatigheden van toon tot toon opleveren. Alleen bij een lineaire opstelling zou dit kunnen vermeden worden, maar dan zou het instrument een lengte moeten krijgen van bijna zes meter... Een dringend noodzakelijk experimenteel onderzoek dringt zich trouwens op n.a.v. de bepaling van de minimale afstand tussen de pijpen. Het is duidelijk dat een te dichte plaatsing de vlotte toonopwekking en ook de stemming in het gedrang kan brengen. De labia van de pijpen zouden op teoretische gronden minstens een kwartgolflengte van elkaar (of eender welk ander obstakel) moeten verwijderd zijn.
• 30.05.2006: Extra ventielen besteld bij Laukhuff: polstermaten 35mm, 30mm em 25mm ontbraken voor een regelmatige overgang tussen de maten van de pijpvoeten. Materiaal- en onderdelenlijst toegevoegd aan bouwverslag in funktie van onderhoud en technische dokumentatie.
• 31.05.2006: Herberekening en konstruktie vertikale achterwielstel as zo dat de draaicirkel ten volle 90 graden kan zijn. Verbindingsstuk tussen oplegger (300 x 10 x 450) en voorste deel van het chassis onder 60 graden. M24 x100 cilinderkop inbus bouten en moeren, evenals bijhorende schotelveren in inox besteld.
• 01.06.2006: Verder las- en plasmasnijwerk. Schuine opstand stukken 60 graden gesneden en gelast. Nieuwe, vervolledigde tekening van het frontaal aanzicht gemaakt:. De ruimte tussen de bovenste windlade en het achterwielstel is voorbehouden voor de besturingselektronika.
• 02.06.2006: Extra ventielen Laukhuff geleverd. Eerste positionering voorste gedeelte chassis tegenover achterdeel. Natrekken van alle ontwerpmaten in de reeds gelaste konstruktie. Vanaf nu moeten alle positioneringen met takels gebeuren. Uittekenen bouwplan voor de bovenste windlade. Alles uit te voeren in inox plaat AISI304L, dikte 3mm.
  
• 03.06.2006: Start laswerk aan bovenste windlade. Legframe voor houten pijpdrager uit inox 25x10 staaf, uitgefreesd voor passing in inox boordrand, dikte 3mm. Boorwerk spangaten voor luchtdichte afsluiting.
  
• 04.06.2006: Plasmasnijwerk bovenste windlade, opstanden. Aanmaak plooimallen. Uitzetten snijstukken. Plaatslagwerk hoekstukken. Dichtlassen naden.
  
  
  De konstruktie moet nog spanningsvrij gemaakt worden! Bij gebrek aan oven, zal dit met een gasvlam moeten gebeuren... (Acetyleen brander)..
• 05.06.2006: eerste voorlopige assemblage van het gehele chassis. De hoogteligging van de bovenwindlade tegenover de onderste windlade is op de foto nog niet bepaald. Begin uitsnijden kleppen voor de tremulant. Hiervoor moeten nog praktische proeven worden opgezet, meer bepaald m.b.t. benodigde krachten en windafdichting van de assen.
• 06.06.2006: Proefkonstruktie windklep met stappenmotorbesturing.. As 6mm, voor de afdichting moeten gasdichte kogellagers worden gebruikt. De overbrenging naar de motor kan via een gekartelde riemschijf gebeuren. Een positiesensor zal nodig blijken in deze aanpak. De bevestiging van de klep op de as is bijzonder moeilijk uit te voeren.
• 07.06.2006: M24 bouten geleverd. Grootste sterkteklasse (DIN912). Deze kosten zomaar eventjes 50 Euro per stuk... M2 inox boutjes ingekocht voor montage klep op as. Kogellagers voor as: FAG 626.2RS, asmaat 6mm, buitenmaat 19mm in een gasdichte uitvoering. Hele dag gewerkt aan zuiver slijpen van de klepzitting en het balanceren van de as met gemonteerde klep.
• 08.06.2006: Opzoekwerk naar geschikte stappenmotoren en bijhorende kontrollers. Alvast bij Farnell van Sanyo Denki, type 103H7123-0440/1 besteld voor evaluatie. (ca. 90 Euro per stuk). De bijhorende kontrollers kosten 250 Euro per stuk. Konstruktie bevestigingsflenzen voor de kogellagers van de tremulanten / windkleppen. (uit inox plaat 8mm dik, gat 19.0mm, gehoond). Opzoekwerk naar een geschikte positiesensor voor montage op de 6mm as. De Sanyo steppers zien eruit als op de foto hierbij:
• 09.06.2006: Konstruktie tweede windklep voor montage in de kondukten van de bovenste windlade. Opzoekwerk naar datasheets voor de motorcontrollers van Sanyo Denko, ze werden niet bijgeleverd... Berekening extra voedingsbehoeften 24/36V supply. Schema uitgetekend voor het PIC board nodig voor de besturing van de motorcontrollers. De pulse inputs cw en cww moeten een blokgolf krijgen met duty cycle van niet meer dan 50% en een minimale pulsbreedte van 20 microsekonden. De maximale frekwentie is 20kHz, voor een toerental van 3000 rpm.. Dat is in elk geval ver boven het maximaal wenselijke in deze tremulant toepassing. 16Hz of, 960 rpm is ons maximum, maar aangezien de klep bij elke omwenteling de luchtstroom tweemaal onderbreekt, moeten we de helft hiervan nemen als maximum, dus 480 rpm, of een pulse frekwentie kleiner dan 3.2kHz (in full-step bedrijf). Het power down signaal maakt de motor stroomloos. Bij logisch 0 op de input gebeurt dit. De step angle input laat de motor in half-stap modus draaien wanneer het logisch nivo 0 is. Wanneer het 1 is draait de motor in vol-stap modus. In onze toepassing is vol-stap modus aangewezen en hoeft de PIC dit signaal dus niet te sturen..
• 14.06.2006: Pijpen voor <Qt> allemaal afgeleverd door Ghislain Potvlieghe. Nu kunnen we de gaten in de windlade boren en frezen.. Het stemmen en intoneren moet later gebeuren. Daarna pas kunnen de pijpdeksels allemaal dichtgesoldeerd worden. De uiteindelijk gebruikte legering bestaan uit 95% tin, 4% antimoon en 1% koper.
• 15.06.2006: Overleg met Johannes Taelman m.b.t. de stappenmotor sturing van de kleppen en tremulanten. Bespreking van de toe te passen positiesensortechnologie.
• 16.06.2006: Uittekenen boorplan voor de onderste windlade uitgaand van de werkelijke maten van de pijpvoeten in het onderste oktaaf. Levering inox schotelveren voor montage achterwielstel (kostprijs 334 Euro!). Specifikatie en bestelling hoofdschakelaar bij Holderbeke.
• 17.06.2006: Konstruktie inox draagbrug voor onderste stappenmotor windlade. Uitlijning assen windklep en motor. Aanmaak askoppeling 6mm -> 1/4" motor as.
• 18.06.2006: nameten pijpen en definitieve bepaling van het hoogteverschil tussen beide windladen: 600mm. (640mm is de hoogste mogelijkheid). Vast- en gasdicht lassen van de bovenste windlade aan de windinlaat-kolom uit kokerprofiel 100x150. Laswerk draagbeugel voor de stappenmotor van de bovenste windlade. Eerste proefmontage en voorlopige uitlijning van de assen. Als asverbinding passen we hier een 15mm Spinax elastische koppeling toe. Dit moet ook het bijgeluid verbonden aan stappenmotoren wat dempen.
• 19.06.2006: Verder werk aan de windklep voor de bovenste windlade. Korrektie van de nodige vooropening van de klep en uitlijning van de as. Om loskomen van de drie boutjes waarmee de klep op de as vastzit te voorkomen, moet die as op de klep worden gekleefd met silikonenrubber. (Loctite blue). Flens van het tegenlager voor de bovenste motor vastgelast Spinax koppeling in spuitgiet aluminium met cyaanakrylaat gelijmd op de assen. Tweede Spinax askoppeling besteld bij MEA.
• 20.06.2006: Montage manometer op de vertikale kondukt, voor de windkleppen en tremulanten. De drukoverbrenging is zijdelings via een aangelaste haakse bocht. Hoewel de bocht een diameter heeft van 25mm, is het luchtgat in de koker toch slechts op 10mm uitgeboord. De manometer heeft een gevoeligheid van 25 mBar (250 mm H2O). Schaaldiameter 100 mm. De behuizing is geheel in roestvast staal. De bevestiging van de (afgevijlde) 1/2" messing schroefdraad in het inox bochtstuk werd gemaakt met silikonenrubber. Gezien de erg lage druk is daarbij geen enkel gevaar voor lekken. Ook de hechting van de achterwand van de manometer op de vertikale kolom werd uitgevoerd met hetzelfde materiaal. Indien ooit vervanging nodig zou zijn, moet dit met een paletmes gebeuren. De manometer werd aan de motorzijde van de kompressor geplaatst, naast de motorkontroller, waardoor de elektronische afregeling en het programmeren van de kontroller wordt vereenvoudigd. (Bij <Krum> hadden we ze elk aan een andere zijde geplaatst, wat erg onkomfortabel bleek...)
  
• 21.06.2006: Konstruktie draagbruggen voor de Sanyo motorkontrollers. Geplooid uit inox 30x3 , beugelbreedte 100mm, opstand aan beide zijden 20mm. Montagegaten: 4mm. Draagplaat voor de kompressormotorkontroller (Leroy Somer) gesneden, geboord (4mm) en aangelast aan de vertikale kondukt. Studie van de plaatsingsmogelijkheden voor de diverse voedingseenheden. Bedrading kompressormotor in driehoeksschakeling. Eerste plaatsing Sanyo motorkontrollers. De stappenmotoren, in full-step bedrijf draaien 1.8 graden per stap. Voor 90 graden zijn dus 50 stapjes nodig. Elke puls moet minstens 20microsekonden duren, duty cycle 50%, dus in totaal 40 microsekonden per stap. De teoretisch maximaal haalbare snelheid voor een hoek van 90 graden (open/toe trajekt) is dan ook 2 ms..... Dit cijfer kan natuurlijk in onze toepassing niet worden gehaald.. De wrijving op de as, de winddruk zelf, en de eigenmassa van de windklep veroorzaken uiteraard een inertie waardoor de motor nooit met een dergelijke snelheid kan opstarten. Indien de motor teveel bijgeluiden zou veroorzaken, moet overwogen worden mikrostap modus te gebruiken, ook al gaat dit ten nadele van de maximaal haalbare kracht. De kracht op de windklep is maximaal wanneer deze in de gesloten stand staat en de andere zijde onbelast is, een omstandigheid die zich alleen kan voordoen bij het spelen van volledige klusters op het instrument, en dan nog voor zover we het maximale debiet van de kompressor (8m3 / min) niet overschrijden. Immers in dit laatste geval, zakt automatisch de geleverde druk. De worst case kracht op de gesloten klep bij een winddruk van 100mmH20 (= 10mB = 1kPa = 1000N/m2) is, wanneer we de oppervlakte van de klep berekenen als 100mmx150mm = 1.5dm2, 15Newton. De kracht versus snelheid kurves van de fabrikant (Sanyo) voor de motor kontroller en stappenmotor kombinatie zoals hier toegepast, zien eruit als:
  Het moge duidelijk zijn dat de rotatie frekwentie, voorzover we het maximaal koppel nodig zouden hebben, zeker niet groter zal mogen zijn dan 4 Hz, wat een tremulant frekwentie oplevert van ca.. 8 Hz. Indien haalbaar op PIC-kode nivo zullen we wel pogen versnellingstabellen te gebruiken, om deze snelheden zeker te kunnen halen en misschien te overschrijden.
• 22.06.2006: Test stappenmotor bestuurde windkleppen. Voedingseenheid: Siemens 24V/20A Zoals te verwachten was, treden bij bepaalde pulsfrekwenties sterke hoorbare resonanties op. Lage toerentallen blijken trouwens meer storingsgeluiden op te leveren dan de hoogst haalbare. Uiteraard zullen deze later sterk worden gedempt vanzodra de windlade op de inox konstruktie wordt gespannen. Kleppen vastgezet en trillingsvrij gemaakt met Loctite Silicone Blauw (5926). Lagerhouders definitief gepositioneerd en vastgelast. Lagers in flenzen gefixeerd met Loctite 638.
• 23.06.2006: Konstruktie nokkenschakelaar en 3-prong EEC netingang voor de netspanningsvoorziening. De behuizing van deze schakelaar is tevens verdeeldoos voor de verschillende komponenten die rechtstreeks netspanning nodig hebben. Op deze schakelaar voorzien we eveneens een felrode verklikker.
• 24.06.2006: Bouw 5 V / 5 A voeding voor alle TTL schakelingen en de PIC boards. Voor de transfo gebruikten we een oud militair in olie ingegoten exemplaar uit de jaren '60. De regeling is erg rechtoe- rechtaan en maakt gebruik van twee 78K05 regulators (2 A/ stuk). Een van de geregelde uitgangen gaat naar de stappenmotor kontrollers (elk vraagt 500 mA). De aansluiting gebeurt met gewone banaanstekkers (4 mm, Hirschmann). De gehele voeding werd in, en deels buiten (koelprofiel en transfo), een spuitgiet aluminium BIM box gemonteerd. De module wordt naast een van de voorwielen op een gelaste inox drager gemonteerd. Alle onderdelen werden omwille van de trilvastheid met exopy (Araldite) of blauwe silikonen vast gezet in het chassis. Het schema toont de opbouw van de analoge voeding evenals de zes blauwe led's die vanuit het midihub board kunnen worden geschakeld onder MIDI kontrole. Opname exakte pijpmaten door Sebastian Bradt. Bij inventariering blijken nog 24 pijpen te ontbreken, met name die voor het zesde en hoogste oktaaf (96.5-108)
• 25.06.2006: Montage Siemens SITOP 24 V/ 20 A voeding. De vereiste DIN rail werd op een inox staaf 30x10 gemonteerd met 4 M4 boutjes. De inox staaf zelf werd vastgelast in het chassis. Op deze staaf lasten we 2 voorgeboorde draagplaatjes voor 50 mm LED of halogeen spotlites. Deze spotjes worden in serie geschakeld en werken dan op 24 V. De stappenmotoren hebben een worst case stroomverbruik van 2x3A=6A terwijl de stroombehoefte voor de velo-pulsen maximaal 6.5A beloopt. De vermogensreserve (7.5A) staat ter beschikking voor verder nog toe te voegen ingebouwde lichteffekten.
  
  Eerste voorlopige opmeting en uittekening van de boormal voor de pijpen op de onderste windlade.
• 26.06.2006: Opstelling PIC specifikaties voor de stappenmotorbesturing op grond van het tijddiagram hieronder:
  
  Boren van de gaten voor de pijpvoeten in de cirkelvormige windlade voor de laagste 24 pijpen. Boormaat (voor het honen) 22 mm, behalve pijp 36.5 waarvoor het gat werd uitgeboord op 26.5 mm. Eerste proefopstelling van pijpen. Een mechanische versteviging aan de bovenzijde van de pijpen lijkt wenselijk, met het oog op veilige transporteerbaarheid. Gaten geboord in de onderwindlade. Boormaat 22 mm, behalve het gat voor pijp 36.5, dat werd uitgeboord op 26.5mm. Na het boren werden de gaten geschuurd en gehoond tot een precieze passing van de pijpen werd verkregen.
• 27.06.2006: Overlegvergadering met Ghislain Potvlieghe: mensurering van de 25 pijpen in het hoogste oktaaf. Hierbij wordt overwogen deze als open pijpen uit te voeren. Immers, voor gesloten pijpen zou de eerste spektraalkomponent dan op 6.6kHz ligen (duodecieme op noot 97) en voor de hoogste pijp (108) op 12.5 kHz. Voor open pijpen echter op 4.4 kHz en 8.3 kHz, gevolgd door de eerder vermelde spektraal komponenten. Het is onwaarschijnlijk dat we het verschil als een breuk in de kontinuiteit van de klankleur zullen kunnen waarnemen. Uitgewerkte PIC specifikatie voor de midihub-board PIC ter verifikatie bezorgd aan Johannes Taelman. Extra kettingtakels aangeschaft voor verdere montage van Qt.
• 28.06.2006: Schikking van de pijpen op de lage windlade definitief en gedokumenteerd, ten behoeve van de stemmers en onderhoud. Op de tekening werd ook de schikking van de elektromagneten aan de binnenkant aangeduid. Begin montage van de elektromagnetische ventielen op deze windlade. Voor de pijpen/noten 36-41.5 worden Laukhuff ventielen type 3007 08, met een doorsnede van de zitting van 35mm gebruikt. Voor de noten 42 tot 47.5, zittingen met een doorsnede van 30mm. De afdichting van de zittingen werd uitgevoerd met sintetisch kalopel. De spoelen worden trilvrij gemonteerd met tussenvoeging van 2 M4 moeren op een kussentje uit Loctite blue siliconen. De bevestiging op het hout van de windlade wordt uitgevoerd met voor elk ventiel twee 3 mm x 30 mm PZD kruiskop houtschroeven. Gezien de zachtheid van het wawa hout, bleek voorboren overbodig en konden we volstaan met het inprikken van het centergat met een els.
• 29.06.2006: Afwerking ventielplaatsing onderste windlade. Test op lekken met lichtbron. Eerste afregeling van de klepzittingen. Verwijdering van de VDR weerstanden en de gele gekrulde aansluitsnoertjes.De VDR weerstanden spreken immers de funktionaliteit van onze velocity sturing, waarvoor een vijfvoudige overspanning wordt gebruikt, tegen. Soldering van de kleurgekodeerde aansluitdraden. Regenboog kode: noot 36 = zwart, 37= bruin, 38- rood, 39= oranje, 40= geel, 41= groen, 43= blauw, 44= violet, 45= grijs, 46= wit, 47= zwart. De kwarttoonventielen hebben dezelfde kleurkode, maar worden als een afzonderlijke kabelbundel behandeld en naar buiten gevoerd doorheen een extra 13mm gat in de bovenplank van de windlade.
• 30.06.2006: Bedrading onderste windlade. Aanmaak kabel boom en doorvoer doorheen windlade. Boren 20mm gaten voor plaatsing quad blue LED dekoratie lampen. Bestelling van de daarvoor bestemde lampes (Philips, 24V 0.5W). Inkoop porcelijnen lampvoetjes met extra lange aansluitdraden voor de blauwe LED spots op het chassis. Levering van de 24 hoogste pijpjes voor de noten 96-108. Bestelling 2 Sitop voedingen 24V/ 10A voor rail montage. Er stak een elektrische ontwerpfout in ons eerste idee om met een enkele 24V/20A te kunnen volstaan: de 24V voor de velo-pulsen moet immers de positieve pool aan massa hebben, wat diametraal staat tegenover de eisen gesteld door de stappenmotorkontroller.
• 01.07.2006: Konstruktie poten binnenzijde windlade, nodig voor de montage enerzijds en voor het opmeten van het trajekt van de ventielen, die immers ondersteboven moeten werken. De kracht uitgeoefend door het eigen gewicht van de polsters moet in die positie afgetrokken worden van de aandrukkracht van de sluitveer. De poten in de windlade werden gemaakt uit M10x120 inox bouten, gehecht in het hout met Loctite blauwe siliconen. Indien nodig zijn ze dus verwijderbaar door hard te trekken. Kabelgat met de bedrading langs een zijde luchtdicht afgekit. Verder werk aan deze windlade ligt voorlopig stil, tot de blauwe LED lampen geleverd zijn. Die moeten immers aan de binnenzijde bedraad en afgedicht worden.
• 02.07.2006: Uittekenen op het werkstuk zelf van de exakte posities van de pijpen voor de bovenste windlade, rekening houdend met de afmetingen van de ventielen, de breedte van de boord en de projektie van de pijpen zelf. 18u gewerkt aan het uitmeten en uittekenen... De boorplekken werden geprikt met een els en met duimspijkers gemarkeerd. Om het overbrengen van de tekening op de andere zijde van het werkstuk te vereenvoudigen, gaan we alle gaten eerst voorboren met een 6mm boor, de kleinste maat die net lang genoeg is om doorheen de dikte van het hout te geraken.
• 03.07.2006: Doorboren met 6mm van alle 120 gaten. Overtekenen werkplan op de andere zijde van de bovenplank van de windlade. Uitboren van de pijpgaten op een diepte van 45mm. Te gebruiken boormaten: 22mm [MK3] (voor de noten 48-76.5), 17mm [MK2] (voor de noten 77-84.5), 13.5mm [MK2] (voor de noten 85-108). Tegenboren van de luchtgaten ( 20mm diep) en de ventielzittingen in kleinere boormaten: 16mm [MK2](voor de noten 48-53.5), 14mm [MK2](voor 54-59.5), 13.5mm [MK2] (voor 60-62.5), 13mm (voor 63-76.5), 11.5mm (voor 77-84.5) en 10mm (voor 85-108). De ventielopeningen kunnen op deze wijze kleiner worden genomen van de diameter van de pijpvoet. Bovendien kunnen de pijpen nu zonder gevaar volledig diep op de windlade worden gezet. Nameten breedte van het labium en opname van deze meetgegevens in de mensuurtabel.
• 04.07.2006: Proefplaatsing van de ventielen. Bepaling van de plaatsing van de kabelboomdoorvoeren en de eventuele pijpbelichting. Inkoop Loctite siliconen voor de plaatsing van de ventielen op de windlade. Inkoop: Houtschroeven 3.0 x 30, kruiskop, voor bevestiging ventielen. Monteren en afregelen van de 24 ventielen voor het hoogste oktaaf. (96-108) Montage zoals in de onderste windlade: op 2 M4 moertjes ingekleefd met Loctite blauw.
• 05.07.2006: Montage en afregeling 24 ventielen voor de noten 84-95.5 Berekening van de benodigde ruimte voor de plaatsing van de besturingsprinten. Berekening van de schuine opstand naar de onderzijde van de schaal van de hoge windlade. Dit verbindingsprofiel (30x50x3) wordt onder 60 graden geplaatst en raakt het centrum van de achtercirkel van de bovenste windlade. Levering van de tien bestelde blauwe quad-LED lampjes. Kost 350 Euro...
• 06.07.2006: Montage en afregeling ventielen 72-83.5. Plaatsing blauwe quad-LED's van Philips op de onderste windlade. Volgieten van het overblijvende deel van deze 20mm gaten met een mortel uit 50% epoxyhars en 50% zuiver wit kwartszand. Op deze wijze kunnen de cilindervormige gaten alvast geen turbulenties en sekondaire resonanties meer doen ontstaan in de windlade. Vanzelfsprekend garandeert dit tevens ook een perfekte luchtdichte afsluiting. Aansluitdraden lampjes aangesoldeerd op de soldeerlippen gemonteerd in het midden van de binnenkant van de windlade. De dikke rode draad is de gemeenschappelijke positieve pool van de 24V voeding, terwijl de zwarte draad de schakeldraad is voor de lampjes aan de kromatische kant en de blauwe draad die voor de lampjes aan de kwarttoonskant. Vastlassen van de schuine drager van de bovenste windlade. Finalisatie van het printontwerp voor de kleppen sturingen met aanslaggevoeligheid. (PIC boards)
• 07.07.2006: Uitgutsen en beitelen van de passing van de bovenwindlade op het inox deel. Dit moet op een halve millimeter nauwkeurig gebeuren, zodat de dichtingsband in neopreen een gelijkmatige druk uitoefent op alle plaatsen van het hout. Zoniet bestaat immers gevaar op kromtrekken na verloop van tijd. Bestelling bij Europrint van de twaalf nodige PC boards voor de ventielbesturing. Levering extra spinax elastische askoppelingen voor de stappenmotoren door MEA.
• 08.07.2006: Gladschuren van de passing met een schuurblok. Boren gaten voor de drie quad-led's in de bovenste windlade evenals van de twee doorvoergaten voor de kabelbomen (2 x 68 geleiders). Montage en eerste afregeling ventielen 60-71.5. Vast monteren met silicone-kit van de halogeen LED sockets onderaan. (Inox M3 boutjes).
• 09.07.2006: Montage en eerste afregeling ventielen 48-59.5 op de bovenste windlade. Ingieten met kwarts-epoxymortel van de LED-gaten. Meteen M8 oogbouten voor de kabelgeleiding mee ingegoten. Solderen van de gemeenschappelijke positieve voedingsaansluitingen van alle 121 ventielen.
• 10.07.2006: Bedrading nokkenschakelaar en voedingsspanningsvoorziening naar alle komponenten. Plaatsing van de twee 24V Siemens Sitop voedingen op opgelaste DIN rail. Plaatsing van de 12V/ 50A Sunpower SPS600-P12 voeding. Lassen van draagprofiel daarvoor. Aanmaak kabelbundel voor de netspanningsvoerende bedrading. In de nokkenschakelaar bouwden we meteen de enige nog overblijvende quad LED in, als monitor voor de spanning. Werkvergadering met Johannes Taelman. Op zoek naar geschikte Hall-effekt positiesensoren en data acquisitie chips voor de positionering van de windkleppen. De Melexis MIX90316 geintegreerde Hall sensor met DSP aan boord ziet er veelbelovend uit. (cfr.http://www.melexis.com )
• 11.07.2006: Berekening toepasbaarheid van de Melexis draaipositie sensor.. Zoektocht naar geschikte lateraal gemagnetiseerde permanente magneten voorzien van een gecenterd gat van 6mm. Bestelling regenboogkleurdraden bij Farnell. Bedrading motorcontroller (kabelboom naar het midihub board).
• 12.07.2006: Levering kleurdraden Farnell. Start bedrading in regenboog draad van alle ventielen op de bovenste windlade. Kleurkode bedrading: zwart = 48, 58, 68, 68, 88, 98, 108 in de kromatische bundel en eveneens zwart voor 48.5, 58.5, 68.5, 78.5, 88.5, 98.5 in de kwarttonenbundel. Ontwerp schakelingen rond de positiesensor van Melexis (MLX90316). Bedradingsplan opgesteld.
• 13.07.2006: Eerste elektrische test van het netspanningsgedeelte. De nokkenschakelaar blijkt intern te knisperen en geeft ozon vrij... Eerste voorlopige programmering van de motorkontroller. Eerste test van de motor: draairichting aangepast, grondige smering uitgevoerd met syntetische olie. Zonder de windladen erop, gaan de windkleppen vanzelf meedraaien en veroorzaken en spektakulair infrasoon geluid.... Klaarblijkelijk zit het goed snor met hun lagering. Manometer blijkt het ook goed te doen. Opstelling eerste volledige midi-implementatie tabel in overleg met komponisten en gebruikers.
• 14.07.2006: Verdere uitwerking van de volledige bedradingstabellen voor de windladen, met aangegeven van de gebruikte kleurkodering en de aansluitingen van de Weidmuller konnektoren. Solderen draadbundel bruin voor de noten/ventielen 49, 49.5, 59, 59.5, 69, 69.5, 79, 79.5, 89, 89.5, 99, 99.5. Konstruktie draagpoten voor omkering windlade. Aansluiting Weidmuller konnektor voor de kwarttonen op de onderste windlade. Positionering van de de pijpen op de bovenste windlade ziet eruit als:
• 15.07.2006: Lassen draagbeugels voor de velo/hold boards onder de windlade. Inox 15 x 2 strip met inleg in 15 x 10. In deze beugels worden de polykarbonaat dragers voor de gedrukte schakelingen opgehangen en vastgezet. Solderen draadbundel bruin voor de noten/ventielen 50, 50.5, 60, 60.5, 70, 70.5, 80, 80.5, 90, 90.5, 101, 101.5. Inlassen L-profiel 30x30 voor de montage van de printen voor de lage windlade op een stuk polykarbonaat. Uitsnijden print dragers in polykarbonaat. Aansluiting Weidmueller konnektor voor de normale tonen op de onderste windlade.
• 16.07.2006: Ontwerp draagstruktuur en voedingsrails voor de velo/hold boards..Aanlassen draagprofielen voor het midihub board en en midi ingangskonnektors.Solderen draadbundels rood en oranje voor de noten/ventielen 51 - 103
• 17.07.2006:Solderen draadbundels geel / groen/ blauw voor de noten/ventielen 52-53-54 -> 104,105,106. Elektrische test van alle ventielen in werkingspositie.
• 18.07.2006: Solderen draadbundels grijs/wit. Dichten kabelboomgaten.. Totaal draadverbuik: 362m. Aansluiting Weidmueller konnektoren voor de kwarttoonspijpen op de bovenste windlade. (Q-side). Zoektocht naar geschikte neopreen afdichtingsband.
• 19.07.2006: Bundeling Weidmueller konnektoren naar polykarbonaat montageplaat voor de PC boards. Bedrading kabelboom stappenmotorkontrollers naar midihub board. Levering PC boards van EuroCircuits.
• 20.07.2006: Aanmaak kabelbundels. Een bundel voor de normale kromatische notenreeks, een andere voor de kwarttonen. Bestukking van de eerste testprint voor de velo/hold besturing van de toonventielen. Inventarisatie van de nodige onderdelen: nazicht voorraden. BS250's moeten zeker besteld worden. Het data sheet staat in Philips Semiconductor Book SC07, 1994.
• 21.07.2006: Ontbrekende onderdelen besteld bij Farnell. Moniek Darge helpt mee met het soldeerwerk van de twaalf velo/hold boards. Boards voor de besturing van de onderste windlade zo goed als afgewerkt. Polykarbonaat drager daarvoor uitgeboord (4.1mm gaten voor messing M4 bouten) en voorzien van roodkoperen voedingsrails.Draaien van de koperen verbindingsbussen op de draaibank. BS250 is niet te vinden bij Farnell. Een alternatief type is BSP254A, waarbij de A suffix belangrijk is want het gewone BSP254 type heeft een andere pinning! Het moet in elk geval een P-channel enhancement mode vertical D-MOS transistor type zijn.
• 22.07.2006: Soldeerwerk PC boards velo/holds. We vallen zonder 4k7 weerstandjes... Helaas zijn er geen nachtwinkels voor elektronika. Montage polykarbonaat paneel onder de bovenste windlade. Uitzagen koperen spanningsrails voor de bovenste windlade. Montage van de voedingsrails.
• 23.07.2006: verder soldeer- en bestukkingswerk van de printen: BY228, MUR4100 of SF52 diodes, BYV32-200 dubbeldiodes en IRL640 mosfets. Het einde van onze mosfet voorraden is evenwel in zicht. Spanningsrails op de dragers bedraad en aangesloten op de respektievelijke voedingen ( +12 V en -24 V). Hiervoor gebruiken we messing M4 boutjes met rondellen eveneens uit messing.
• 24.07.2006: Solderen van alle Weidmuller konnektors en de 10 MHz kristallen op de printen.. Levering onderdelen Farnell. Solderen door Moniek van alle nog resterende 4k7 weerstanden en van de 40 polige IC voeten. Nieuwe bestelling bij Farnell: extra PIC18F4620-I/P's, P-channel J-Fets BSP254A als alternatief voor BS250. (TO92 behuizing met de gate centraal maar met een DIL-raster pootafstand waardoor we ze een beetje moeten bijbuigen voor de montage)
• 25.07.2006: grondig nazicht van het kostenplaatje: dit beloopt nu al (zonder inbegrip van lonen) meer dan 25.000 Euro. Levering Farnell. Vervolg soldeerwerk aan de PC boards. Bedradingsplan voor de midi-signalen en de 5V voedingsspanningsvoorziening uitgewerkt. De boards met labels Q1, K1, Q2, K2, Q6, K6 zijn al helemaal klaar. Eerste test kode toegevoegd aan GMT in de speciale QT-module.
• 26.07.2006: Verder soldeerwerk voor de boards Q3, K4, Q4, K4, Q5 en K5. In totaal reeds 504 mosfets ingesoldeerd... Montage door Moniek van buffer tantaaltjes over de 5 V spanning als finishing touch. Definitieve montage van de beide printen K1,Q1 voor de besturing van de onderste windlade.
• 27.07.2006: Alle boards op Qt zijn gemonteerd. Bedrading voor de 5 V voedingsspanning en de midi inputs afgewerkt. De boards voor K1 en Q1 evenals K2 en Q2 krijgen hun midi signalen van eenzelfde TTL output op het midi-hub board. Dit board heeft immers slechts 10 midi TTL ouputs. Beide PIC's moeten dus geprogrammeerd zijn vooraleer de spanning wordt aangezet, zoniet zijn de betreffende input pins op de PIC immers niet gedefinieerd. Bij een volgende upgrade van het ontwerp van deze PC boards zouden we dan ook best een FET of transistorbuffertje voorzien. Dat opent de mogelijkheid om ook midi in en +5V via een Cu-busbar aan te sluiten. Het wachten is nu op de ultieme test met de PIC software... Het wachten is nu op Johannes...
• 28.07.2006: Afwerking bedrading lampjes op beide windladen. De positieve spanningslijn (+24V) is afzonderlijk losneembaar. Bij nameten van de voedingsrails en de 5V lijnen blijkt een kortsluiting te bestaan tussen +5 en GND... Na onderzoek blijkt de kortsluiting zich slechts voor te doen op die PC boards waarop een PIC chip in het voetje werd geplaatst. Dan maar het datasheet en de aansluitgegevens voor de 18F4620 er weer bijgehaald en nog eens goed vergeleken met de layout van het PC-board... en jawel, wat blijkt: pinnen 31 en 32 zijn verkeerdelijk omgewisseld waardoor Vdd aan Vss en vice versa is komen te liggen. Deze pinnen staan dubbel op de chip waarbinnen een interne verbinding bestaat tussen pin 11 en 32 enerzijds en pin 12 en 31 anderzijds. Het herstellen van deze hardware bug is niet bepaald eenvoudig: aan pin 31, soldeerkant moet aan beide kanten van het soldeereilandje het koper worden weggesneden dat het eiland verbindt met het +5V vlak. Pin 32 moet aan de onderdelenkant losgesneden worden van zijn verbinding met C8. Dan moet de verbinding van deze pin met het massavlak onder de IC voet door, losgesneden worden. Hiervoor is een mini-steekbeiteltje van 1mm breedte onontbeerlijk. Dan moet aan de soldeerzijde de pin met een draadje verbonden worden met het +5V vlak. Nu kan pin 31 aan de onderdelenkant onder de IC voet met een draadje aan het massavlak gesoldeerd worden. Tot slot van de hele operatie moet een 100nF SMD kondensator worden gesoldeerd tussen pin 31 en het +5V vlak, dit ter vervanging van C8. Deze bypass tussen de pootjes van de PIC is essentieel voor een stabiele werking.
• 29.07.2006: Hardware debug/herstelling printen K1, Q1, K2, Q2. Demontage en hermontage op het polykarbonaat bord. We zullen evenwel zonder 100nF SMD kondensatoren vallen... Ontwikkeling PIC kode de 18F2525 PIC op het midi-hub board met Johannes Taelman. Voor deze kode wordt gebruik gemaakt van de nieuwe C kompiler van Microchip, dit terwijl we vroeger voor deze chips uitsluitend assembler gebruikten. De performance-penalty zou onbetekenend zijn. Reeds operationeel zijn nu: ctrl 7, kompressor motor speed, ctrl 66, motor on/off, ctrl 8, dim-lites.. Met de besturing van de stappenmotoren zijn nog wat hardware problemen: de pull ups moeten verlaagd worden tot 1k. (R8, R9) en 510 Ohm (R15, R16 en de ongenummerde R's aan X16) op het hub board). De stijgtijd van de door de PIC gegenereerde pulsen (nu ca.. 50us) was ca 15us, veel groter dan de in het motorcontroller datasheet gespecifieerde 5us maximum in elk geval. De verlaging van de pull ups tot 510 Ohm (0.25mW) moet dit met een faktor 20 verbeteren. De dissipatie in deze weerstanden loopt nu wel op tot 50mW (10mA stroom bij 5V). Tweede programmeersessie met Johannes Taelman.Alle voedingslijnen en spanningen nagemeten en getest. Testkode toegevoegd aan GMT zodat we de tot nu toe geimplementeerde midi funkties ook onder software besturing kunnen testen en evalueren. De tremulanten moeten onder midi ctrl.11 reeds kunnen draaien. Ook de kompressormotor besturing zou moeten werken.
• 30.07.2006: Hardware herstelling van de printen K3,Q3, K4, Q4. Korrektie van de bug in de schemas voor de dokumentatie. De kompressor motor kontroller blijkt niet steeds betrouwbaar te reageren op on/off kommando's. De spanning op de betreffende pin schakelt slechts tussen 0 V en 10.2 V, wat marginaal blijkt volgens het databook, waarin 10V als threshold wordt opgegeven. Daarom de pull-up weerstand op het midihub board (R6) verkleind tot 1k5 middels een 1 W weerstand. Hierin dissiperen we nu immers maximaal 374 mW. Ook stak er nog een bedradingsfout in het midihub board, waarop we een draadbrug vergeten waren om de massa aansluiting van de mosfets voor de CW en CWW pulsen van de tweede stappenmotorkontroller ook effektief met massa te verbinden. Testkode in GMT verder up to date gemaakt.
• 31.07.2006: Laatste faze in elektronische mikrochirurgie op de boards van Qt: de printen K5,K6, Q5,Q6 zijn nu ook helemaal in orde en vrij van kortsluitingen. De worst case lekstroom naar aarde beloopt 10mA, wat duidelijk voelbaar is op het chassis. We overwegen het EMC filter in de motor controller uit te schakelen, dit reduceert de lekstroom tot 1 mA, weliswaar ten koste van heel wat sterkere EMC emissie cijfers. De gemeten onbelaste spanning tussen reele aarde en het chassis van Qt is 117 V (ac rms)... Toshiba laptop in orde gemaakt en van de nieuwste GMT kode voorzien voor testopstelling van de reeds geimplementeerde funkties.
• 01.08.2006: Een augustus.. Begin van de winter. De las en mechanika werken kunnen weer ongehinderd door de warmte doorgaan. Ontwerp en uitwerking inox drager voor schuine LED spots, te monteren links en rechts van de Siemens Sitop 24 V voedingen. Inox plat 50x3x420. Boorgat afstanden voor de halogeenlamphouders: 8 mm (draadgaten) en 12mm (M3 montagegaten, voor M3 inbus inox boutjes). De porseleinen lamphouders worden trillingsvrij vastgezet met Loctite blauwe silikonenlijm. Het inox profiel wordt voorzien van afgeronde uiteinden (straal 25mm) haaks omgeplooid op 50mm van het uiteinde, wat een goede mechanische beveiliging van de 50mm lampen oplevert. De beide lampen worden in serie geschakeld en aangesloten op het licht-dim circuit bestuurd door midi controller 8. Levering Farnell van de ontbrekende IRL640 power mosfets, extra BYV32 diodes en van de 3polige Weidmuller konnektors. Werksessie met Johannes Taelman voor de ontwikkeling van de prototype kode voor de velo/hold boards. Anders dan bij de kode voor de eerdere robots, die immers geheel in assembler was geschreven, maken we deze keer gebruik van de Microchip C-kompiler. Tot zover PIC's geprogrammeerd voor de K1 en Q1 boards. De velocity kode heeft nog bugs. De aftertouch is voor later. All notes off is nog niet geimplementeerd. Testkode toegevoegd in GMT. <Qt> produceert zijn eerste -volkomen ontstemde en nog wat onstabiele - nootjes... Ontdekte bugs: kanaal offset fout in K1-Q1. Lek op ventiel 46.5 (hardware). Velo nog niet betrouwbaar. Kwa hardware wel o.k.: geen kortsluitingen.
• 02.08.2006: Eerste opmeting midi-waarde, motor frekwentie, winddruk, met nog niet afgedichte windlades.

  midi value for ctrl. 7	motor frequency	air pressure in mm H20
  127	40.0Hz	80mm
  103	38.0Hz	70mm
  77	35.0Hz	60mm
  61	32.0Hz	50mm

  Op grond hiervan en rekening houdend met het niet ten volle 10V dc bereik van onze PWM analoge uitgang op de PIC, moeten we de motorkontoller zo programmeren dat we wel degelijk 50Hz kunnen halen, en daarmee de maximale winddruk van 120mm. Dit vergt een herziening van parameter 2 op de Leroy controller. 65 Hz lijkt ons een goede testwaarde... Zoektocht naar geschikt geexpandeerd neopreen afdichtingsband met gesloten celstruktuur. Uiteindelijk laten maken op maat bij De Mulder (Zeeschipstraat, Gent).. Testsessie ventielen onderste windlade.
• 03.08.2006: Laswerk stuurstang uit 30mm diameter, 2mm dikte inox buis. Voor de bochten worden lasbochten gebruikt na mislukte pogingen om de buis te plooien in onze Ridgid plooipomp. Wellicht hebben we niet de geschikte plooimallen. 30mm is immers geen standaard maat voor gas- of waterleidingsbuis. De 45 graden hoeken werden uiteindelijk verkregen door een lasbocht in twee delen te zagen. Winddichting van de bovenste windlade met MK-polymeerkit. Derde praktische QT-werksessie met Johannes Taelman. Kode voor de velo/hold boards (K1,Q1) nog steeds niet helemaal vrij van crashes... PIC kode voor de midihub pic gewijzigd zodat we nu de tremulant motoren via ctrl 67 en 68 ook onafhankellijk kunnen in- en uitschakelen. GMT testkode aangepast. Boards voor K5,K6, Q6 voorzien van PIC's: hier gebruiken we wel het low power type PIC18LF4620 in 40pins behuizing.
• 04.08.2006: Pijphouders terug weggenomen van de windladen na eerste tests op afdichting. Om het op en afzetten van de pijpen iets komfortabeler te maken konstrueerden we een karretje met vier zwenkwielen van 10cm. Alle kwarttoonspijpen van de onderste windlade voorzien van een gegraveerde + markering in de exponent van de noot. Begin inventarisatie van de nog lekkende kleppen. Op de lage windlade is er alleen op klep 46.5 een lek. Klep 47 raakt de inox schaal. We moeten dan ook erg precies zijn bij de eindmontage, al geeft het aanbrengen van de winddichting ons wel ca. 2mm speelruimte. Voorlopige afdichting aangebracht op de bovenste windlade. Zoniet halen we immers niet de gewenste einddruk in de onderste windlade. Uitboren 6mm spangaten op inox schaal van de onderste windlade. Spantest met hoepel.
• 05.08.2006: Onderste windlade definitief afgekit, alle ventielen lekvrij gemaakt en trajekt afgeregeld. Terugslag dempingsschroef met vilt afgeregeld op minimaal bijgeluid. Hoepel vastgezet met inox M6x10 hex bouten en extra lange zeskant inox busmoeren aan de onderzijde. Tochtband: rubber met gesloten cellen, 20mm breed, 10mm dik, zelfklevend, vastgekleefd op de wawa-hout kant. Speeltests met K1, Q1 ontwikkeld in GMT. Geen PIC crash kunnen veroorzaken. Wel is de default velocity scaling nog niet goed. De pulsen zijn ongeveer een faktor 10 te lang. Overigens, bij velo=1 mag helemaal geen puls gegenereerd worden. Het doorlaat percentage van de onderste tremulant klep blijkt toch wat te groot, al kunnen we het nog niet echt goed testen. Wellicht mag het lek-debiet zeker niet groter zijn van de luchtverbruik van een pijp.
• 06.08.2006: Remmechanisme volgens plan gelast. Het mag de draaicirkel niet hinderen: het stuurwiel kan 180 graden draaien. Draad getapt M12 voor remschroefdraad. Als rem gebruiken we verstelbare ronde rubberpoten voorzien van een kogelgewricht. Voorboorgat: 10mm. Materiaal: Inox plat 100 x 8 x 80. Kogelkoppen gemonteerd voor de bediening van de remmen. Een en ander is goed te zien op de foto. Het achterwielstel is nu helemaal afgewerkt en meteen ook gladgeslepen met een fijnkorrelige lamellenschijf voor inox. Om de remmen te verwijderen moeten nu wel eerst de wielen worden losgenomen.
• 07.08.2006: lektest zonder pijpen op de bovenste windlade. Grote opruim atelier. Poging om dit stofvrij te maken... het stof komt anders immers in de windladen terecht en verstoort daar terdege de afdichtingen... Crash-tests voor de PIC kode van K1-Q1 leveren tot hiertoe geen crashes op... tenzij om 13u30... crash op K1 en niet op Q1 dat nochtans dezelfde kode runt en bovendien dezelfde input toegevoerd krijgt. Het wachten is nu op kode voor K2-Q6. Namiddag: werksessie met Johannes Taelman. Back to assembly language: alle note/velo boards nu geprogrammeerd in assembler i.p.v. C. Dit blijkt niet te crashen... Noot 59.5 op het Q2 board blijkt een defekte mosfet te hebben. Lekken doen zich nog voor op de noten 63.5, 65, 71, 73.5, 56, 60, 68.5, 80, 88, 96. Merkwaardig is wel dat bij het verhogen van de winddruk tot 150 mm H20 de kleine lekken eerder verdwijnen dan dat ze vergroten... Midi all notes off kommando nu meteen ook geimplementeerd op alle noten-PIC's. (PIC software versie 1.0)
• 08.08.2006: Motor controller opnieuw geprogrammeerd: parameter 2 op 65Hz ingesteld. De nu verkregen druktabel komt er uit te zien alsvolgt:

  midi value for ctrl. 7	motor frequency	air pressure in mm H20
  127	52.0Hz	150mm
  117	50.4Hz	145mm
  110	50Hz	140mm
  95	48.6Hz	135mm
  79	46.4.0Hz	120mm
  70	44.5Hz	110mm
  62	42.4Hz	100mm
  56	40.5Hz	90mm
  48	37.4Hz	80mm
  43	35.1Hz	70mm
  38	32.5Hz	60mm
  33	29.5Hz	50mm
  28	26.0Hz	40mm
  24	23.0Hz	30mm
  19	18.7Hz	20mm
  13	12.9Hz	10mm

  Tenzij Ghislain Potvlieghe grote bezwaren zou hebben, of problemen bij het opsnijden van de pijpen, willen we graag het hele instrument stemmen en intoneren op een winddruk van 120mm, dus bij een default midi waarde van 79. De marge tot 150mm geeft ons dan nog steeds veel mogelijkheden om de pijpen te laten overblazen in de duodeciem. Crash gekonstateerd in de PIC voor het midi hub board... Oorzaak alsnog onbekend... Kan dit ook te maken hebben met de C-kode die hiervoor werd ontwikkeld? We kunnen dat nagaan op een gelijkaardig board ontwikkeld voor <Vitello> of <Krum>.
• 09.08.2006: Extra velo/hold board bestukt ter vervanging van het Q2 board waarop noot 51 defekt was. Oorzaak? Wellicht een bij produktie kapotte diode (BY228), zowat het enige onderdeel dat wanneer het kortgesloten is kan verklaren hoe beide power mosfets de geest -met rookpluim- konden geven. De externe bedradingen, inklusief de elektromagneet waren intakt. Na deze vervanging werkt noot 59.5 terug normaal. Test en stem interface geschreven in GMT door Kristof Lauwers. Toegevoegd aan de kode module qt.inc in de kompilatie m_robots.exe.
• 10.08.2006: Bestelling boordring en plat inox voor de konstruktie van de spanhoepel voor de bovenste windlade. Inventarisatie van de nog lekkende kleppen op de bovenste windlade. Remediering en afregeling van de klepzittingen. Het boorgat voor noot 88 blijkt een kleine splinter te hebben. Dit repareerden we met een precizie legring 12x24 spelingsvrij opgekleefd op het wawa hout met cyaanacrylaat gel. Lekken-dichtings sessie nr.3. Rubberstrips binnengekomen bij De Mulder..
• 11.08.2006: Bovenste windlade winddicht gemaakt met 10mm dikke cellulaire rubberstrips, ook hier gekleefd op het wawa hout. Nieuwe test op lekkende kleppen met winddruk 15mBar: kleine lekken nog gemeten op de pijpvoeten voor 55.5, 59.5, 60, 75.5, 77.5, 94. Met geplaatste pijpen zijn de lekken echter onhoorbaar. Uitfreeswerk in het hout van de bovenste windlade voor de geleiding van de 6mm inox spanschroeven. Ontwerp van de inox spanbeugel uit 3mm dik inox bandstaal en een laskraag. Het aantal kleine lekken blijkt na een dag spelen zelfs nog wat toe te nemen... nu ook lekken op 98, 98.5, 103.5, 105.5
• 12.08.2006: Nieuwe testsessie voor lekken: na wat inspelen op hoge druk lekt nu eigenlijk alleen noot 65.5 nog konsiderabel. De andere lekken blijken 'vanzelf' te verdwijnen na enkele uren aktiviteit en luchtdruk. Experimenten en metingen m.b.t. de mogelijkheden tot uitschakeling van de ventilator in de Elipse 12V voeding. Deze maakt immers een volstrekt onwenselijk bijgeluid.
• 13.08.2006: Slijpen en vijlen van een afgeplatte kant volgens de afschuining van de windlade aan de inox busmoeren (M6) waarmee deze wordt dichtgeklemd. (8 stuks nodig, individueel vershillend).
• 14.08.2006: Qt gebruikt voor de produktie van Fernorchester klusters in het M&M minimal koncert. Betrouwbaarheidstest.
• 15.08.2006: Duurzaamheidstesten elektronika. We testen 24 lang ononderbroken. Haarlek op pijp 65.5 blijkt persistent. We zullen het polster moeten vervangen. Ontwerptekeningen hef-handvat voor bovenste windlade.
• 16.08.2006: Uitwerking tekeningen voor afscherming windlade.
• 17.08.2006: Wachten op levering boordringen door Demar-Lux. Uitwerking test-software voor Qt in GMT: modules die PIC per PIC afzonderlijk testen. Uitwerking user interface voor kwarttoonsbesturing.
• 18.08.2006: Verdere ontwikkeling besturingssoftware.
• 19.08.2006: Software tests. Evaluatie van de noot-repetitie mogelijkheden en snelheid.
• 20.08.2006: Verdere ontwikkeling Qt-specifieke software binnen de GMT omgeving.
• 21.08.2006: Levering boordringen door Demar-Lux. Precizie uitzaag- en vijlwerk voor de onderdelen van de sluitingsbeugel voor de bovenste windlade. Uiteindelijk beslisten we -ondanks estetische bezwaren- toch maar 30x30x3 inox hoekprofiel te gebruiken voor het recht gedeelte van de windlade. Wanneer later een aanraakbeveiliging nodig zou blijken, kan deze makkelijk hieraan worden bevestigd.
• 22.08.2006: Konstruktie afdichtings klembeugel voor bovenste windlade: TIG laswerk. Gladschuren inox walshuid en lasnaden. Boren van de gaten voor de M6 x 100 bouten waarmee de windlade dichtgeklemd wordt. Uiteinden van de M6 bouten voorzien van pootsokken in zwart PVC.
• 23.08.2006: Naadloze inox buis met binnenmaat 6 mm besteld voor de konstruktie van de afstandsbussen voor de bevestigingsbouten van de windladen. Diverse ontwerpen voor pijpbevestiging getekend.
• 24.08.2006: Klasseren en ordenen van de plannen en ontwerpnotities op papier. De stapel papier was al aangegroeid tot ca. 600 bladzijden...
• 25.08.2006: Nog steeds geen levering van de melexis sensoren in zicht. Kabelbundels aangelegd en draden op lengte getrimd.
• 26.08.2006: Reverse engineering van de Ellipse/ Sunpower 12V power supply, met het oog op de uitschakeling van de ventilator. Blokkeren van de schoepen helpt ons niet, want dan start de voeding niet op...
• 27-31.08.2006: ontwerp en bouw prototypes voor alternatieve voedingen 25A met regelbare uitgangsspanning.
• 01-03.09.2006: Voorbereiding voor het transport van <Qt> naar het atelier van Ghislain Potvlieghe voor het stemmen en intoneren.
• 04.09.2006: Levering Melexis sensoren via Koning en Hartman. Meteen proefprintjes gesoldeerd voor evaluatie van de gevoeligheid en de karakteristieken. Lateraal gemagnetiseerde ronde staafmagneten (diameter 12mm) demonteerden we uit eenvoudige DC motoren met permanent magnetische tweepolige ankers. Deze kunnen op de assen van de kleppen worden gemonteerd.
• 05.09.2006: pogingen om gaten te draaien in de ferriet magneten op de draaibank blijken niet suksesvol: het ferriet splintert en verbrokkelt. Wellicht moeten zulke gaten geslepen worden, maar daarvoor is het toerental van onze metaaldraaibank veel te laag. Ook moet een zeer goede koeling voorzien worden want de magneet verliest zijn eigenschappen wanneer die te warm zou worden (Bij het bereiken van het Curie punt gaan de magnetische eigenschappen irreversibel verloren). Opzoekingswerk naar specs van het magneetmateriaal: anisotropisch gesinterd ferroxdure, Philips kataloognummer 4203 014 80120 (Components and materials handbook, Piezoelectric Ceramics , Permanent Magnet materials, part 16, january 1982).. Het materiaal is Ferroxdure 330, een Strontium-ferriet legering SrFe12O19. Een recenter vervangtype vonden we in de katalogus van 1991, onder het bestelnummer 4203 014 80290, eveneens met diametrale magnetisatie.
• 06.09.2006: Proefopstelling voor positionering DSP-sensoren van Melexis. Er treden problemen op met trillingen die op het signaal van de sensoren gesuperponeerd voorkomen. Voor een deel zijn die toe te schrijven aan de stapjes veroorzaakt door de stappenmotoren.
• 07.09.2006: Proefopstelling met elastische montage van de sensoren. Dit werkt als een mechanisch low-pass filter.
• 08.09.2006: Proefkonstruktie voor bevestiging diametraal gemagnetiseerde cilinders op de assen van het klepmechanisme. Spinax askoppelingen (met een elastische insert) blijken het meest geschikt, want daarmee kunnen de magneten eenvoudig en precies worden gepositioneerd en bijgesteld. Pech: bij het tappen van M4 slotgaten in de kogellagerhouders van de kleppen is in een van de blinde gaten het tapijzer afgebroken... Om het vastzittend tapeind te verwijderen hebben we een linkse boor nodig...
• 09.09.2006: Verwijdering afgebroken tap met konisch wringijzer met linkse spiraal, ingekocht bij MEA (Kukko). Herstelling M4 schroefdraad. Plaatsing afstandsbussen voor de sensordrager. Bij de konstruktie van de tweede sensorhouder voor de onderste windlade brak evenwel opnieuw de tap af in het blind gat.. Deze keer werkten we 6uur alleen om het tapuiteinde te verwijderen. Uiteindelijk lukte het alleen na invriezen op -40 graden..De sensor-chip, hier gemonteerd met twee M2 boutjes in inox op een stukje aanpasprint voor SMD-SOIC behuizing naar DIL en dan nog op een stuk glasvezel-epoxy plaat als mechanische drager, voorzien van twee M4 inox inbus boutjes, ziet er uit als: De Melexis chip zelf heeft slechts 8 pootjes, zodat het merendeel der soldeereilandjes voor de SOIC niet is gebruikt. De spinax askoppeling (met rode elastische insert) , voorzien van de diametraal gemagnetiseerde magneet als: De magneet kan vrij worden gepositioneerd (pool plaatsing tegenover de sensorchip) in de rode insert. Geassembleerd op de M4 hexagonale MF 40mm afstandsbussen en de as ziet het eruit als:
• 10.09.2006: Bedrading sensoren naar het midihub board (4polige Weidmuller) met afgeschermde kabel. De afregeling van de sensorpositie kan pas gebeuren in koordinatie met de betreffende PIC software.
• 11.09.2006: Solderen SMD 100nF caps (3) tussen de pootjes van de melexis SOIC MLX90316 op beide opzetprintjes. NC pinnen aan massa gelegd. Dit werkje moest onder de mikroskoop gebeuren... Printjes voorzien van een 3-polige SIL header.
• 12.09.2006: Voorzieningen solderen en berekenen voor signaal-konditionering op het midi-hub board voor de ontvangst door de PIC van de signalen afkomstig van de melexis sensoren.
• 13-17.09.2006: Ontwerp software modellen voor de klepregelingen. Studie van het door de inertie van de klep veroorzaakt overshoot probleem en de oscillaties die dat met zich kan brengen.
• 17.09.2006: Definitief vastsolderen onderdelen voor het analoge frontend gedeelte voor de ontvangst van de melexis sensor signalen op het midihub board: op elk van beide ingangskanalen 10k parallel met 4n7 naar massa. (Weidmueller pinnen 5 en 6). Test met aangesloten hub board kan echter niet gebeuren omdat de PIC ingangspinnen nog als uitgang en logisch 0 zijn geprogrammeerd.
• 18-19.09.2006: Start revizie van de PIC kode op het midihub board.
• 20-26.09.2006: Aanpassen besturingssoftware in GMT. Voor een vlotte integratie binnen deze programmeeromgeving kunnen we best Qt implementeren als twee gekoppelde musici, elk opererend op een eigen midi kanaal.
• 27-28.09.2006: Strukturen ontworpen in GMT voor de weergave van kwarttoons harmonie-strings op <Qt>. De uitbreiding van de fuzzy-logic sets voor de berekening van akkoordstrukturen is nu aan de orde.
• 29.09.2006: Start aanleggen kabelbomen en bundels met nylon ligaturen en Spirawrap. Eerste verplaatsing van <Qt> buiten het atelier.
• 30.09.2006: Testkode voor shepard akkoorden en tonen geschreven en getest op de (voorlopig nog) ongestemde Qt.
• 01.10.2006: Redaktie funkties en procedures voor de berekening van de dissonantie van veelklanken met vrije opbouw in kwarttoonskontekst op grond van de bevindingen uit de psychoakoestiek.
• 02.10.2006: Werkplan opgesteld voor het stemmen en intoneren. Foto van Qt in dit stadium van afwerking:
• 03.10.2006: Verder kode ontwikkelingswerk aan de kwarttoonsharmonie biblioteek in GMT ten behoeve van goed gevormde komponisten.
• 04.10.2006: Voor de 12V houd-spanning voor de elektromagneten gebruiken we uiteindelijk een SPS600P-12 (12V/50A, 600W), Sunpower - Dehner Elektronik Gmbh of Ellipse. Hier zijn echter wel enkele ingrepen nodig om de geluidsproduktie door de ingebouwde 'made in Taiwan' ventilator het zwijgen op te leggen We kunnen voor deze ingreep terugvallen op onze bevindingen bij de ontwikkeling van <pp2>, onze player piano waarin een voeding van hetzelfde type werd gebruikt. We citeren uit het bouwverslag dat we daarover opstelden: 'The fan is connected internally to the main PC board with a small 3-pin receptacle. The black wire connects to the negative power output, the red one feeds the 12V rated (140mA) fan motor and the yellow one seems to be some kind of sensor. On the 12V/50A model, if you mechanically block the fan or unplug the connector, the power suppy shuts down. It needs to see a voltage no smaller then 50mV on the yellow connection. So we replaced the fan with a resistor of 100 Ohms / 2Watt in series with 0.47 Ohm.' Deze ingreep voerden we dan ook eveneens uit in deze voeding. De uitgangsspanning werd bij gelegenheid van deze ombouw meteen verlaagd tot 10.8V, 10% onder de nominale uitgangsspanning, de low limit volgens de specifikaties van de fabrikant. De maximale stroom blijft behouden op 50A. De oorspronkelijke ventilator werd helemaal verwijderd. Het ontstane gat blijft open voor de ventilatie.
• 05.10.2006: Definitief honen van de gaten voor de plaatsing van de hoge pijpen. Levering van de naadloze inox buis met binnenmaat 6mm voor de konstruktie van de afstandsbussen voor de bevestigingsbouten van de windladen.
• 06.10.2006: Afslijpen lasnaden en grof slijpwerk zichtbare delen in inox.
• 07.10.2006: Ontwerp polykarbonaat bescherming van de midi-ingangsschakeling, dit met het oog op gebruik door (domme) studenten.
• 08-09.10.2006: Simulatie in software gemaakt voor de opsnede van de pijpen bij een winddruk van 12 mBar.
• 09-15.10.2006: Verdere ontwikkeling met Johannes Taelman van de kode voor de PIC processor op het midihub board m.b.t. de aansturing van de stappenmotoren voor de kleppen. Voor het overige is het wachten op Dierik en Ghislain Potvlieghe voor het intoneren... Overigens verliezen we vanaf nu erg veel tijd door dagen waarop we les moeten geven en die dus voor research en development verloren zijn.
• 19.10.2006: research DS-PIC kodering voor een kwarttoonsgenerator ten behoeve van het precies stemmen van de pijpen. Korrektie PCB ontwerp voor de velo/hold boards. (cfr. bug 28.07.06) Diezelfde fout is nu ook ontdekt in de PC boards voor de pulse-only automaten met 28 uitgangen waarin van dezelfde PIC gebruik wordt gemaakt.
• 20.10.2006: Van het nieuwe gekorrigeerde board bestelden we meteen 25 exemplaren, verguld.
• 22-23.10.2006: Bestukken en solderen van de nieuwe pas geleverde PC boards: K1, Q1, K2, Q2.
• 24.10.2006: Bestukken en solderen boards voor K3, Q3.
• 26.10.2006: Bestukken en solderen boards voor K4, Q4.
• 27.10.2006: Bestukken en solderen boards voor K5, Q5.
• 28.10.2006: Bestukken en solderen boards voor K6, Q6.
• 29-31.10.2006: Ontwerp midi bestuurbare tuning synth met 1 cent resolutie, gebruik makend van een DS pic. Proefprint voor evaluatie opgebouwd.
• 01.11.2006: ontwikkeling evaluatie software in GMT voor het DS-PIC board.
• 07.11.2006: Herstelling mosfets op het originele board Q2.
• 08-10.11.2006: Redaktie besturingskode voor het spelen van diverse kwarttoonstoonladders.
• 12.11.2006: Experimenten met het gebruik van de basnoten van de in opbouw zijnde kromatische automaat <Bako> voor de extensie in de bas. De vraag hierbij is of het eigenlijk wel zinvol is de tessituur in kwarttonen uit te breiden naar de bassen toe. Voor <Qt> zelf hebben we dergelijke uitbreiding van in den beginne zelfs nooit ernstig overwogen, vanwege de enorme afmetingen die het instrument dan zou verkrijgen. Met doorslaande tongen is het best haalbaar maar blijft het sterk de vraag of onze toonhoogteperceptie toereikend is voor een zinvol gebruik van kwarttonen in dit tessituurbereik.
• 13-16.11.2006: Tests onder programma besturing: implementatie in kompositiesoftware voor GMT
• 17.11.2006: Levering MEA inox bouten.
• 21.11.2006: Overleg met Dierik en Ghislain Potvlieghe i.v.m. stemmen en intoneren.
• 23.11.2006: Slijpwerk lasnaden in het inox chassis.
• 25.11.2006: Narekenen druk op de ventielen: bij 10mB druk is de kracht uitgeoefend op de wanden van de windlade 1kN/m2. Om de grootste ventielen, met een oppervlakte van ca.500mm2 te openen moet dus een kracht overwonnen worden van 0.5N. Voor de kleinste ventielen is die kracht uiteraard veel geringer.
• 28.11.2006: Nog maar eens gepoogd een werkafspraak te maken met Dierik Potvlieghe voor het stemmen en intoneren...
• 29.11.2006: Research naar toepassingsmogelijkhden van Freescale Electronics monolitische druksensoren in de windlades. We beschikken over samples van de types MPXV7002DP (bipolair met een drukbereik van -200kPa tot +200kPa), MPX10GP en M2500GM.
• 30.11.2006: Werkvergadering met Peter Quintelier i.v.m. afstudeerprojekt Hogent, dept. industriele wetenschappen, rond de mogelijkheden om orgelpijpen te vervaardigen uit kunststoffen. Dit kan potentieel de kostprijs van later te bouwen orgelachtige automaten en instrumenten in hoge mate reduceren zonder dat aan kwaliteit moet worden ingeboet. Bovendien kan het duurzaam en miljeuvriendelijk zijn, aangezien lood uit het produktieproces, overeenkomstig mundiale richtlijnen (RoHS) terzake, moet worden geweerd.
• 01-11.12.2006: Verder werk aan de kwarttoons-harmonie software.
• 05.12.2006: uitleg Thomas Smetryns i.v.m zijn kompositieopdracht voor <Qt>.
• 06.12.2006: Opbouw nieuw midihub board (verguld) met verbeterde layout voor de afhandeling van de sensor signalen.
• 07.12.2006: Evaluatie en test print opgebouwd met Freescale druksensor type MPXV7002DP.
• 08.12.2006: De schakeling werkt goed, maar het ware beter een unipolaire sensor toe te passen in Qt. De bipolaire proefschakeling kan goed worden ingezet voor <Bako> en komt natuurlijk ook in aanmerking van <Ake>, wanneer die aan een upgrade toe is.
• 09.12.2006: Afdichting lichtgaten en buitenzijde doorvoer van de kabelboom in de onderste windlade.
• 11.12.2006: Overlegvergadering met Jan Rispens over kompositieopdrachten voor muziek voor <Qt>.
• 12.12.2006: Eerste stem- en intoneersessie met Dierik Potvlieghe. Alle C's juist gestemd en geintoneerd bij 15mB winddruk (motor frekwentie 52Hz). Pijpwerk meegegeven met Dierik voor afwerking. Diapason 440Hz. Reeds opgesneden en geintoneerd zijn de noten 36,37,48,49,60,72,84,96,97,98,99,105,108.
• 13-14.12.2006: Stemmen en intoneren van het pijpwerk: insnijden van de labia en vastsolderen van de pijpdeksels. Deze werken worden uitgevoerd in het atelier van Ghislain Potvlieghe.
• 15.12.2006: Tweede overlegvergadering met Jan Rispens i.v.m. te schrijven muziek voor <Qt>.
• 20.12.2006: Overleg met Hans Roels ivm. kompositie voor <Qt>
• 21.12.2006: Overleg met Kris De Baerdemacker ivm kompositie voor solo <Qt>.
• 25.12.2006: Aanleggen van de kabelbomen. (Spirawrap)
• 26.12.2006: Tweede voorontwerp pijphouder voor onderste windlade.
• 16-31.12.2006: Stemmen en intoneren pijpwerk, hoge windlade.
• 30.12.2006: Ontwikkeling klepbesturingsprogramma in de nieuwe C compiler voor MPLab (Microchip).
• 31.12.2006: Poolshoogte genomen mbt de stand der werken bij Dierik Potvlieghe...
• 01.01.2007-03.01.2007: Onderzoek plaatsingmogelijkheden voor Freescale druksensoren.
• 04-10.01.2007: experimentele opstelling gemaakt met een oude akkordeonbalg voor de bepaling van de dynamische eigenschappen van een regelkring bestuurd door een mikrokontroller.
• 14.01.2007: Nieuws van Dierik Potvlieghe, op de hoogste twee oktaven na, zijn de pijpjes gestemd en geintoneerd... Nog even geduld.
• 16-18.01.2007: ontwikkeling van kode biblioteek voor de konversie van akoestische spektra naar kwarttoons-harmonie strings. Verdere ontwikkeling kwarttoonsharmonie funkties, inklusief spektraal funkties en procedures. Voor source kode en gekompileerde dll's : g_har.bas en g_har.dll. De funktiedeklaraties voor alle geexporteerde funkties staan in g_har.bi
• 19-21.01.2007: test, evaluatie en debugging van de kwarttoonsbiblioteek in gmt. Reorganisatie van g_mus en g_har.
• 22.01.2007: Akkoordnummer funkties ondergebracht in de gmt file g_crd.inc. Deze wordt gekompileerd samen met g_har tot g_har.dll. Alle exports staan in g_har.bi. De funkties kunnen ook in C worden gebruikt.
• 22-26.01.2007: Verdere konsistentie tests op de GMT kwarttoons biblioteek.
• 27.01.2007: Werkdag pijpwerk met Dierik Potvlieghe. Stemmen en intoneren oktaaf 48-59.5. Opsnede en intonatie afgewerkt.
• 28.01.2007: Op maat brengen en voorlopig dichtkleven van de onderste pijpen (36-47.5). Dit ging nog best met de Ridgid cirkelzaag voor staal. Besturingskode voor Qt verder van bugs ontdaan. Utility toegevoegd om 'gewone' toonladders te spelen ter kontrole van de stemming op het gehoor.
• 29.01.2007: Bespreking met studenten: kompositie voor kwarttoonsinstrumenten. Yvan Vander Sanden is er al goed mee opgeschoten.
• 31.01.2007: Stem en intoneersessie met Dierik Potvlieghe: pijpen 36-47 en 36.5 tot 39.5 opgesneden, geintoneerd en gestemd.
• 01-02.2007: Verdere ontwikkeling kwarttoonskode.
• 03.02.2007: Stem en intoneersessie met Dierik Potvlieghe. Pijpen 36-60.5 geintoneerd en gestemd. Pijpen 61- 78 geintoneerd en opsnede gekorrigieerd. Konstruktie inox beugels voor de laagste 24 pijpen: 10 beugels dichtgelast en op maat gebracht.
• 04.02.2007: Verder werk konstruktie beugels. Grote nood aan geschikte gekalibreerde plooimallen...
• 06.02.2007: Stem en intoneersessie met Dierik Potvlieghe.
• 07.02.2007: Opmetingen mensuren en verder stemwerk met Dierik Potvlieghe. Mensuurtabellen aangepast. Pijpen onderste windlade terug naar atelier Potvlieghe voor dichtsolderen pijpdeksels.
• 08.02.2007: Vergadering met Jan Rispens i.v.m. kwarttoonsmuziek voor Qt.
• 09.02.2007: Opmeting gestemd pijpwerk noten 48-72.
• 12.02.2007: soldeerwerk pijpdeksels 36-47.5. Uittekenen konstruktie beugels voor onderste pijpen.
• 15.02.2007: verder werk aan pijphouder en beugel.
• 17.02.2007: werkdag stemmen en intoneren met Dierik Potvlieghe. Laagste windlade is nu gestemd en dichtgesoldeerd. Daar vallen alleen nog wat onregelmatigheden in de geluidsterkte op te lossen. Eventueel kunnen we harmonische bruggen plaatsen boven de kernspleten. De gehele bovenste windlade is nu ook gestemd en geintoneerd. <Qt> speelde voor het eerst korrekt Charles Ives kwarttoonsmuziek. Bij wijze van intonatie test probeerden we natuurlijk ook Bachs bekende toccata en fuga in re klein uit...
• 18.02.2007: Klep 43 blijkt soms te haperen. Nazicht mechanika. De integrale Goldberg Variationen zijn nu beschikbaar voor Qt. De toonhoogte blijft aanvaardbaar stabiel bij variatie van winddruk in het gebied tussen 10 en 15 mBar.
• 19.02.2007: Qt test versies voor Charles Ives' "Three Quartertone Pieces", Wiesniegradky enz... klaar gemaakt.
• 20.02.2007: Eerste publieke try out met Qt: Toccata en Fuga in re klein van Bach gespeeld. Opname gemaakt van Charles Ives.
• 21.02.2007: Qt demo gegeven voor Ghislain Potvlieghe die de nog te solderen pijpen terug meeheeft naar het soldeeratelier.
• 22.02-09.03.2007: Soldeerwerk pijpdeksels.
• 10.03.2007: Herplaatsing pijpen en fijnstemming. Volledige werkdag stem en intoneerwerk. Nog 12 pijpen blijven te solderen (hun korpus werd immers weer wat uitgelengd...).
• 11.03.2007: Soldeerwerk in het atelier van Ghislain Potvlieghe.
• 12.03.2007: Plaatsing van de ontbrekende 12 pijpen en fijnstemming daarvan door Ghislain Potvlieghe. Test met muziek van Yvan Wiesnegradsky en Charles Ives.
• 13.03.2007: Repetitie en file-redaktie met Thomas Smetryns van diens kwarttoonsstuk met Qt. Demonstratie Qt voor Johannes Taelman. Bespreking van de verder nodige PIC kode voor de windkleppen.
• 
• 14.03.2007: Repetitie en evaluatiesessie. Op de fotoos: het integrale pijpwerk, volledig afgewerkt en met dichtgesoldeerde dekseltjes.
• 15-18.03.2007: Proefopnames kwarttoonsmuziek Wiesnegradky, Haba, Ives, Smetryns.
• 19.03.2007: Orkestratie werk met Qt door Sebastian Bradt.
• 20.03.2007: Afspraak Frank Nuyts voor demo met Qt.
• 21.03.2007: Frank Nuyts hier voor demo en bespreking mogelijkheden van Qt.
• 22-26.03.2007: redaktie van de hoofdstukken over stemming en temperament, ter onderbouwing van de validiteit van de kwarttoons <Qt> in gelijkzwevende stemming in mijn kursus akoestiek.
• 27.03.2007: Lezing voor Orpheus instituut over mikrotonale stemmingen. Voorstelling van het Qt projekt.
• 28.03.2007: Basistekst rond stemming en temperament beschikbaar gesteld op internet. Een gebruiker heeft vernielende velocity waarden losgelaten op qt, met als gevolg een heleboek lekken en niet terugkerende kleppen.... Nu zijn er weer lekproblemen met de noten 60, 67, 68, 84,94, 103.5. Op de lage windlade is er een probleem met noot 43 waarvoor het ventiel niet steeds voldoende ver geheven blijkt te worden. Noot 37 heeft klaarblijkelijk een ander velo bereik en heeft wat hogere waarden nodig.(nagaan: is daar een ander type veer geplaatst?)
• 02.04.2007: Alle noten-pics opnieuw geprogrammeerd met velocity scaling zowat een faktor tien kleiner dan voorheen. Sysex geimplementeerd voor alle velocities.
• 03.04.2007: Toch nog steeds problemen met lekken op 67-68...
• 04.04.2007: Hans Roels research op mogelijkheden van Qt. Lekken op 67-68 blijven persistent.
• 07.04.2007: Frank Nuyts stuk klaar voor de eerste tests op Qt: "Two quartertone pieces don't make a half one"
• 10.04.2007: Lek op noot 70.
• 13.04.2007: Heropmeting veertjes op de pallet elektromagneten. Huidige afmetingen zijn 0.4 x 3.4 x 26 (draaddikte, veerdiameter, lengte) met een spoed van 1.44mm (18 windingen) zoals geleverd door Laukhuff. Beter zou zijn 0.5 x 5.0 x 25 of 0.5 x.4.5 x 25, met een spoed van 1.5mm. Die zijn evenwel nergens leverbaar en dus laten we ze aanmaken bij Industrieveren Noel Algoet nv. Met de nieuwe veertjes moeten we minder problemen hebben met lekken enerzijds en anderzijds ook een betere aanslag-regelbaarheid kunnen verkrijgen. Uiteraard zal dit de velocity scaling en de aanslaggevoeligheid wijzigen zodat we de look-ups in de firmware zullen moeten herberekenen en aanpassen.
• 14.04.2007: Voorlopige herberekening hold-voeding in funktie van de nieuwe veren.
• 18.04.2007: Kwarttoonsstemming gedemonstreerd voor akoestiek studenten, met luistervoorbeelden.
• 20.04.2007: Nu Piperola en 7 andere automaten op reis zijn naar Vilnius, kunnen we experimenteren met de opstelling van Qt binnen het orkest.
• 21.04.2007: Tests op velo-sturing.
• 03.05.2007: Nieuwe veertjes nog niet geleverd...
• 04.05.2007: de veertjes worden pas volgende week geleverd...
• 07.05.2007: Levering twee sets van 500 veertjes:0.5 x 5.0 x 25 of 0.5 x.4.5 x 25, spoed 1.5mm. Opmetingen ventiel-karakteristieken met de drie verschillende veertjes. De resultaten zijn de zijn in deze grafiekjes: Het is duidelijk dat met de originele Laukhuff veertjes (onderste grafiek) niet veel mogelijk kan zijn op gebied van kontrole van de opening der ventielen ten behoeve van expressiemogelijkheden. Bovendien is de afsluitkracht van de ventielen met deze veertjes te klein voor de hier toegepaste winddruk, wat tot lekken aanleiding kan geven. De sterkste veren (bovenste grafiek) sluiten de ventielen perfekt af, maar openen net iets te langzaam waardoor snelle staccatos in het gedrang zouden kunnen komen. De veertjes uit de middelste grafiek laten duidelijk het breedste regelbereik toe. De PWM sturing voor note-key pressure moet voor deze veertjes een regelbereik hebben van 20% tot 100%.
• 12.05.2007: Pijpwerk bovenste windlade verwijderd en windlade zelf helemaal losgenomen (4u werk) met het oog op afregeling en vervanging van alle ventielveertjes. Plaatsing nieuwe veertjes. Lektest in open positie met licht. Remontage windlade en pijpwerk... Wat blijkt: nieuwe lekken op 58, 93 en 105. Het lek op 105 ging vanzelf dicht na enige tijd. Noot 93 heeft klaarblijkelijk een lekkend polster. Bij 58 is iets anders aan de hand. Immers vanzodra we de pijp zelf wegnemen, sluit het ventiel perfekt af....
• 13.05.2007: Pijpwerk opnieuw weggenomen op hoge windlade en opnieuw begonnen: ventiel 58 bleek geen veertje te hebben, wat uiteraard het niet funktioneren verklaart... Lekjes op 105 en 93 gekorrigeerd. Na assemblage en opnieuw plaatsen van het pijpwerk blijkt alles nu perfekt en lekvrij te werken! Nog te doen: vervanging veertjes op de onderste windlade.
• 14.05.2007: GMT testkode geschreven voor de exakte bepaling van de repetitie-rate met de nieuwe veertjes. (Module m_robots.exe, selektie Qt). Test procedure geschreven voor bepaling van de toelaatbare modulatiesnelheid en diepte voor de regeling van de winddruk via de motorkontroller.
• 15.05.2007: Test <Qt> in M&M koncert rond het tema paaldans.
• 16.05.2007: Kompositie demo stukje voor <Qt>: 'Wouwel; (eerste werktitel).
• 18.05.2007: Experimenteer sessie Hans Roels met Qt.
• 20.05.2007: 'Wouwel' afgewerkt.
• 21.05.2007: 'Wouwel' opgenomen en als MP3 op de site beschikbaar gesteld: Recording
• 25.05.2007: Test stukjes studenten op Qt.
• 29.05.2007: Experimenten met ruimte opstelling van Qt.
• 01.06.2007: Studentenstukjes klaargemaakt voor <Qt>
• 02.06.2007: Stukken Wouter Simoens, Michiel De Malsche, Evert Bogaert en Simon De Poorter afgespeeld en beluisterd.
• 04.06.2007: Vertrek naar New York voor de NIME konferentie waar we <Qt> voorstellen.
• 12.06.2007: Qt partijen voorzien in de orkestraties van de tangos voor het tango koncert van 14.06. Onderzoek van Qt mogelijkheden door Hans Roels.
• 13.06.2007: Finalisatie tango orkestraties met Qt.
• 14.06.2007: Tango koncert met Qt.
• 15.06.2007: Proefopnames van enkele tangos met Qt gemaakt.
• 03.07.2007: Demos voor konservatoriumstudenten onderzoeksmetodiek.
• 04.07.2007: Glissando tests.
• 05.07-30.07.2007: Experimenteer en kompositie werk met komponisten die een opdrachtwerk schrijven voor Qt: Kristof Lauwers, Sebastian Bradt, Hans Roels.
• 01.08.2007: Repetitie met Marcel Ketels en Dirk Moelants in oude muziek repertoire met Qt.
• 07.08.2007: Alle werk aan Qt valt stil wegens chirurgische ingreep op mijn linkerwijsvinger. Duur van de arbeidspauze vermoedelijk ca. twee weken...
• 12.08.2007: lek op pijp 79 (polster) gekorrigeerd.
• 13.08.2007: Test kompositie Qt Barbara Buchowiec (Dwergenmars). Repetitie in oude muziek met Qt.
• 14.08.2007: Lek op 79 veroorzaakt door repetitie-resonantie met overdreven velo's in stuk Sebastian Bradt (Taxidermie) . Daardoor is het polster intern verbogen geraakt...
• 19.08.2007: Speciaal werktuig gemaakt om het polster van noot 79 bij te buigen zonder de windlade te moeten openen... De operatie lijkt voorlopig in elk geval gelukt. Ook mijn linkerwijsvinger lijkt het weer te doen...
• 20.08.2007: Tests <Qt> onder PD besturing via een external DLL geschreven door Yvan Vander Sanden voor diens eindexamen kompositie volgende week.
• 21.08.2007: De tremulant zoals we hem bouwden voor <Qt> is eigenlijk een debiet-tremulant. Wanneer slechts weinig pijpen aktief zijn is het windverbruik dermate laag, dat het effekt van de tremulant minimaal is. Pas bij heel brede samenklanken en een overeenkomstig hoog luchtverbruik, is de tremulant effektief. De praktische ervaring wijst echter uit, dat ten gronde, de funkties van de tremulant eigenlijk ook overbodig kunnen worden gemaakt: immers, gezien de mogelijkheid om de velocity van elke klep afzonderlijk te sturen, is het mits een geschikte kommandoset perfekt mogelijk elke pijp van een individuele tremulant te voorzien. Daartoe dient de gewenste noot met een relatief hoge velocity gespeeld te worden, gevolgd door een periodieke reeks aan/uit kommandos voor dezelfde noot maar nu met minimale velocity. Het tempo van de periodiciteit kan vrij worden gekozen (maximaal ca. 20Hz), de aan-uit verhouding eveneens. Periodieke modulatie van de aftertouch is natuurlijk ook mogelijk. Aan de implementatie daarvan op mikrokontroller nivo moet nog verder gewerkt worden. Enkele praktisch uitgevoerde experimenten wezen trouwens uit, dat de bouw van een druk-tremulant eigenlijk vrij eenvoudig kan gerealiseerd worden door simpelweg een bas-luidspreker met een grote konus-verplaatsing in de windlade in te bouwen. Door deze luidspreker aan te sturen met een sinusvormig signaal van 0.1 tot 20Hz krijgen we een tremulant, gebaseerd op de volumeverandering van de windlade.
• 23.08.2007: Studie van het transportprobleem van <Qt>. De zo goed als professioneel onbruikbare mierezaal in de Hoogpoort met haar ontoegankelijk podium (geen goederenlift, te kleine toegangsdeuren, steile trappen...) speelt ons parten en bezorgt ons zware hoofdbrekens. Het gewicht van Qt hebben we nagemeten: 210kg (meetfout 10%). Met vier sterke mannen en singels is Qt wel te heffen, maar wanneer trappen in het spel zijn is de gewichtsverdeling erg ongelijk, waardoor bijna het hele gewicht door twee man moet kunnen worden gedragen. Konstruktie van een draagstang voor het manueel heffen van de achterzijde van het orgel evenals van een draagberrie struktuur aangrijpend op de vooras. Dit maakten we uit gewoon staal (ST42) , en dus niet uit inox, enerzijds uit kostprijsoverwegingen en anderzijds omdat deze onderdelen slechts hulpstukken zijn voor noodtransport in ontoegankelijke ruimtes. Bij vlakke horizontale opstelling is het gewicht op de beide achterwielen samen 67kg, terwijl dat op de voorste wielen samen 143kg beloopt. Het gewicht op de voorste wielen is niet gelijk verdeeld, wat komt door de plaatsing van de motor. Het rechterwiel vooraan draagt 55kg, terwijl het linkerwiel 88kg draagt. De konstruktieschets ziet er in horizontale projektie uit als: (draagstruktuurstukken gekeurd in rood en blauw)
• 
• 24.07.2007: Transporteerbaarheidstest. Verhuisfirma Vervaet gekontakteerd door het transport naar de Hoogpoort, waar <Qt> wordt gebruikt voor het kompositie-examen van Yvan Vander Sanden. Vervaet wil het uiteindelijk niet doen... Zoektocht naar een ander bedrijf. Konstruktie voorlopige transport-pijphouder voor de onderste windlade in 50mm dik ge-expandeerd polyurethaan. Aan het uitmeten en uitsnijden van de vierentwintig gaten hebben we niet minder dan negen uur gewerkt! Met deze pijphouder moet het mogelijk zijn <Qt> met een lier of katrol op een helling van niet meer dan 15 graden omhoog te trekken.
• 25.07.2007: Bouten M20 op draagberrie-struktuur vastgelast. Alleen de 10mm dikke stalen basisplaat blijft los. De moeren moeten onderaan met een 30mm ringsteeksleutel en een borgring worden vastgezet. Draagberrie gespoten in wit RAL9010. De spanklemmen voor de achterkant waardoorheen de 5/4" draagbuis komt eveneens wit gespoten.
• 26.07.2007: Start precizielaswerk voor de konstruktie van een meer definitieve inox pijphouder voor de voorste reeks pijpen. Konstruktiehoepel uit inox plat 30x3, diameter 68.5mm. Diagonaal-stuk (links q-pijpen, rechts k-pijpen) ingelast. Nog geen nieuws van de transportfirma met betrekking tot de verhuis van Qt naar de zaal van het konservatorium.
• 27.08.2007: Draagbuizen ingekort zodat de totale breedte met gemonteerde buizen niet meer bedraagt dan 1450mm. Luxtax bevestigt het transport voor morgenochtend. Toegangsdeuren naar het podium in de mierezaal van het konservatorium opgemeten: doorgangshoogte (echt waar!!!) 162cm...
• 28.08.2007: Qt heeft het transport naar het konservatorium overleefd. Een kleine bluts in pijp 47.5 niet te na gesproken... Er waren wel 6 man voor nodig om hem de trappen op en vervolgens op het podium te hijsen. Qt heeft naar behoren gespeeld in de produktie van Yvan Vander Sanden. Op verzoek van Jan Rispens, gaan we ter gelegenheid van de akademische opening een orkestratie van de Vlaamse Leeuw maken voor <Qt>.
• 29.08.2007: Terugtransport van <Qt> naar Logos met LuxAuto bvba. We gaan toch nog enkele wijzigingen aanbrengen in de stalen draagberries: ontwerp draagbeugel aan de voorzijde. Die moet, gezien de hefboomwerking, bijzonder sterk zijn en mag aan de onderzijde de lage windlade niet raken.
• 30.08.2007: Start laswerk beugel in inox voor de stabilisatie van de grootste pijpen op de onderste windlade. Beugels voor de pijpen 36 tot en met 39.5 vastgelast in de hoepel. 38 en 38.5 aan de binnenzijde nog te lassen.
• 31.08.2007: beugels voor pijpen 38 en 38.5 ingelast op de diagonaallat en geslepen. Achterste helft - 12 beugels- afgewerkt. Buigwerk pijpbeugels voor 42, 42.4, 43, 43.5.
• 01.09.2007: Plooiwerk inox beugels voor de hoogste 12 pijpen van de onderste windlade. 8 beugels afgewerkt, nog 4 bij te buigen op de exakte diameter van de pijpen.
• 02.09.2007: Alle pijphouders geplooid en ingelast. Buitenkant grof geschuurd, lasnaden gereinigd. Rest nog te ontwerpen: vertikale steun voor de pijphouder en bevestiging aan bovenste windlade. De hele konstruktie kan worden losgenomen, wat trouwens nodig is om de pijpen te kunnen wegnemen van de windlade. De pijphouder weegt 6kg, dit komt dus bovenop het gewicht van Qt.
• 03.09.2007: Pijphouder verder afgewerkt: uitzagen en lassen verbindingsstuk naar de kraag van de bovenste windlade, uit inox 30x30x3 warmgewalst hoekprofiel. Verbindingsgaten 5mm ingeboord, in register met de 4mm gaten in de kraag. Doorheen deze gaten worden inox verbindingspennen gestoken. Ze mogen beslist niet worden vastgeschroefd! Vertikale steun voor de pijphouder gelast uit 12mm diameter volstaf geslepen inox met platte aangelaste vork aan bovenzijde en ingeboord en gelast op een stuk inox plat, 100x30x10. De afstand van de onderste rand van de pijphouder tot de bovenkant (hout) van de onderste windlade in exact 600mm. Hartafstand bevestigingsgaten 5mm op de voetplaat: 80mm.
• 04.09.2007: Bevestiging viltjes op de pijphouder. Enerzijds zijn die nodig om de pijpen tegen krassen te beschermen bij het op- en afnemen van de pijphouder, anderzijds heffen zij parasitaire trillingen en resonanties op die kunnen ontstaan tussen pijp en beugel wanneer de pijpen klinken.
• 05.09.2007: Bewerking van de Vlaamsche Leeuw (Karel Miry) voor Qt afgewerkt, met de hulp van Xavier Verhelst. Nazicht midi bestanden Frank Nuyts. Verder werk aan 'Cuties for Qt', een kleine suite bestaande uit 'Wouwel', 'Akafest' en 'Qtree'.
• 06.09.2007: Het lek op pijp 79 komt terug. We zullen die windlade toch weer moeten openen... Stalen draagberrie uitgebreid met aangelast 30x30x3 profiel waarop een draagbeugel moet komen voor de voorkant. Deze accessoires zijn uitsluitend nodig voor de ontoegankelijke zaal van het Gentse konservatorium. Proefopnames gemaakt van 'Qtree' en 'De Vlaamse Leeuw'. Werksessie met Frank Nuyts voor diens Qt kompositie.
• 07.09.2007: Start laswerk voorste draagbeugel in gewoon staal (1" buis). Vlaamse Leeuw voor akkreditatie aan Jan Rispens bezorgd op CD.
• 08.09.2007: Aanlassen draagstang aan berrie. Oplassen M20 moer op 30x30x3 profiel aan de zijde van de draagplaat van de kompressor voor bevestiging spanklem. Laswerk draagberrie afgewerkt. Klemstuk voor M20 bout nog te maken. Herziening PIC kode voor het midihub board met stappenmotor besturingen en melexis sensoren met Johannes Taelman.
• 09.09.2007: Test op draagkracht en doorbuiging van de draagberrie bij een belasting van 250kg. Ontwerp klemstuk met 20mm gat voor vastklemmen draagberrie op de 8mm dikke inox draagplaat van de motor.
• 10.09.2007: Test komposities Kristof Lauwers, Sebastian Bradt en mezelf (Qtree). Aanpassing Alois Haba muziek aan de mogelijkheden van Qt. De geplande uitwerking van de PIC firmware is uitgesteld vanwege ziekte van Johannes Taelman.
• 11.09.2007: 'De Vlaamse Leeuw' , in een kwarttoonszetting, opgenomen en als MP3 op de site beschikbaar gesteld: Recording
• 12.09.2007: Verdere afwerking draagberrie voor Qt
• 13.09.2007: Faktuur gekregen voor transport met 6 man naar en terug van de mierezaal in het konservatorium: 700 Euro. Eigenlijk niet overdreven, gezien de nodige mankracht.
• 15-16.09.2007: Qt demonstraties voor publiek Festival van Vlaanderen. (ViZit)
• 17.09.2007: Werk van Alois Haba klaargemaakt voor Qt (bewerking Sebastian Bradt. Bespreking UDP/IP protokol met Johannes Taelman.
• 18.09.2007: Try out koncert.
• 19.09.2007: Verdere afwerking draagberrie. Proefopnames gemaakt van Charles Ives, Yvan Wysnegradski, Michiel De Malsche, Sebastian Bradt, Frank Nuyts, Simon De Poorter, Wouter Simoens, Evert Bogaert.
• 20.09.2007: Multiplex drukkussen gelijmd op de draagberrie ter spreiding van de druk op de voorste as bij het opheffen van het instrument. Kompilatie klaargemaakt van de trailer-stukjes op Qt voor de akademische opening.
• 22.09.2007: 'Qtree' afgewerkt voor de akademische opening.
• 23.09.2007: Qt weer transportklaar gemaakt voor konservatorium. De vernieuwde draagberrie lijkt goed te passen. De montagetijd moet wel begroot worden op telkens ca. 15 minuten. Een 30mm ring/steeksleutel voor de M20 bouten is onontbeerlijk.
• 24.09.2007: Kabelboom boven de pic boards van de hoogste windlade vastgelegd. Bij demontage moeten de ligaturen wel losgeknipt worden.
• 25.09.2007: Transport van <Qt> naar het konservatorium. Qt speelklaar gemaakt op het podium.
• 26.09.2007: Natrekken stemming na transport. Kleine korrekties. Akademische opening suksesvol afgewerkt.
• 27.09.2007: Terugtransport Qt naar Logos. Nazicht werking: o.k.
• 02-15.10.2007: Redaktie software voor de polyphonic key aftertouch.
• 05-22.10.2007: Design and construction of a specific sensor for playing Qt with body gesture. Article on this subject placed on this website. New sensor baptised HY1.
• 24.10.2007: Organisatorisch werk i.v.m. de kreaties van de diverse stukken voor Qt. Kontakteren musici en vastleggen repetitieschemas.
• 26.10.2007: Bestelling bij August Laukhuff van enkele reeksen kegelventieltjes ter verbetering van de nuanceringsmogelijkeden van de note-aftertouch op de onderste windlade.
• 02-05.11.2007: Proefprojektje opgezet voor evaluatie van de nieuwe kegelventielen. Ook hierbij moeten de veren aanzienlijk sterker genomen worden.
• 05.11.2007: Tussentijds onderzoeksrapport opgesteld en overgemaakt aan de departementsraad van het Konservatorium.
• 06.11.2007: Zoektocht naar inox M2 boutjes met een draadlengte van 30mm. Dit blijkt helemaal niet standaard verkrijgbaar te zijn. Deze boutjes zijn nodig voor een verende bevestiging van de kegelventielen op de klepmagneten. Artikel over 'Expression control in musical automates' verder uitgewerkt.
• 07-11.11.2007: Verdere ontwikkeling besturingssoftware voor algoritmische kompositie in GMT door Kristof Lauwers.
• 12-14.11.2007: Werkdagen met Sebastian Lach Lau rond werk voor Qt.
• 15-24.11.2007: Ontwikkeling van een pyrodetektor als bespelingsinterface voor Qt. Artikel terzake afgewerkt en op de site beschikbaar gesteld: 'Infrared Body Sensing'.
• 25.11.2007: Opmetingen van enkele karakteristieke ventieltrajekten.
• 26-30.11.2007: Proefopnames nieuwe stukken voor Qt.
• 04.12.2007: Werksessie met Barbara Buchowiec voor haar Qt kompositie.
• 05-10.12.2007: Verder werk aan de ontwikkeling van specifieke harmonie funkties voor kwarttoonskompositie in GMT.
• 11.12.2007: Barbara Buchowiec werk aan 'Mars of the liliqts' voor Qt en altviool.
• 12-18.12.2007: Muzikale testfaze: kwarttoonsharmonie implementeren in GMT.
• 21-23.12.2007: Tests kwarttoonsharmoniesoftware.
• 03.01.2008: Kompositie van Barbara Buchowiec voor Qt en altviool afgewerkt.
• 04-24.01.2008: Verdere ontwikkeling kwarttoons harmonie binnen <GMT>.
• 25.01.2008: Repetitie planning kompositie Barbara Buchowiec.
• 26.01.2008- 14.02.2008: ontwikkeling software libraries voor de behandeling van kwarttoonsharmonie binnen de GMT programmeertaal voor algoritmische kompositie. Een reeks funkties gesteund op de bevindingen van Herman Helmholtz inzake dissonantie en stemvoering werden geimplementeerd als HH_* funkties binnen de gekompileerde biblioteek g_har.dll.
• 15.02.2008: Aanbevolen notatie voor kwarttoonsmuziek en de overeenkomst met fraktionele midi-noten: De traditionele enharmonien ( do# / reb, re# / mib, fa# / solb, sol# / lab, la# / sib) kunnen behouden blijven, maar het gebruik van kwarttoons enharmonische notatie kan absoluut niet aanbevolen worden.
• 17.02.2008: Verder werk aan specifieke kwarttoonsharmonie. Demo stuk in ontwikkeling: Akafest.
• 19.02.2008: Werksessie mat Qt en Xy Hans Roels. Interview met Kristien Heirman voor konservatorium over Qt en de week van de hedendaagse muziek in het kader van de mikrotonaliteit.
• 25.02.2008: Werksessies Qt voor Akafest (gwr), Kristof Lauwers en Hans Roels. Proofreading Kristien Heirman interview. Preprint.
• 28.02.2008: Werksessie met Kris De Baerdemacker en Yvan Vander Sanden.
• 29.02.2008: Werksessie Kristof Lauwers en Sebastian Bradt.
• 01-02.03.2008: Demo kode toegevoegd voor demonstraties in lezingen over mikrotonaliteit
• 03.03.2008: Werksessie Kristof Lauwers en Kris De Baerdemacker
• 04.03.2008: Werksessie Barbara Buchowiec
• 05.03.2008: Officiele eerste presentatie van Qt: Week van de hedendaagse muziek: M&M koncert
• 06.03.2008: Transport Qt naar konservatorium: Middagkoncert met Qt
• 07.03.2008: Qt koncert in de mierezaal van het konservatorium.
• 08.03.2008: Qt heeft zijn inspeling en doop goed doorstaan. Hij is veilig en wel terug in de tetraeder aangekomen.
• 11.03.2008: Qt speelt een hoofdrol in het M&M 'Young Composers' koncert.
• 12-17.03.2008: Zorgvuldige afscherming van <Qt> voor bouwstof, veroorzaakt door de verbouwing van de straatzijde van de koncertzaal en het konstruktieatelier.
• 18.03.2008: Voorbereiding lezing over het onderzoeksprojekt rond Qt voor de Hogeschool.
• 19.03.2008: Lezing over het Qt onderzoeksprojekt voor de navorsers van Hogent, departementen Akademie en Konservatorium.
• 20.03.2008: Voorstelling van Qt op de wetenschapsdag van Hogent in het konservatorium. Transport van Qt naar het konservatorium.
• 21.03.2008: Terugkeer Qt. Herstelling beschadigd pijpwerk. Een vijftal pijpen zijn in het transport ontstemd geraakt.
• 24.04.2008: Qt ingezet in het Glitches koncert.
• 05-08.08.2008: Werksessie op Qt door de portugese komponist Jaime Reis.
• 27.05.2010: Voorbereiding Qt voor een trip naar Alden Biesen (Dag van de oude muziek).
• 11.01.2012: Klein lek op noot 69 als gevolg van snelle gerepeteerde noten met heel lage winddruk, waardoor de kleppen toch wat kunnen gaan schuiven.
• 18.09.2013: Qt werd agressief aangevallen door een waslijn tijdens een performance van Emilie De Vlam. Een pijp sneuvelde en zeven andere raakten grondig ontstemd...
• 20.09.2013: Pijp 99 opnieuw gemaakt en geintoneerd. Stemming van het topoktaaf rechtgezet.
• 14.12.2013: Lekkende kleppen op pijpen 76 en 54.5 bijgeregeld.
• 27.12.2015: MP3 file van Benjamien Lycke's Bagatelle voor Qt toegevoegd en opgeladen op de site.
• 14.09.2023: Transport van <Qt> met een groot deel van het robotorkest naar Berlijn. Luxtax verzorgt het transport. Bestemming: Deutsche Oper Berlin, voor de Zeroth Law produktie van Gamut Inc. De voorstellingen grepen plaats op 27,28 en 29 september. Twee pijpen kregen last van een persistent lek dat we terplekke dienden te verhelpen.
• 02.10.2023: Bij aankomst van het transport met <Puff> uit Berlijn, bleek het instrument erg zwaar beschadigd te zijn. Klaarblijkelijk werd het tijdens het transport niet vastgemaakt. Daardoor werden de pijpen op de onderste windladen zwaar gedeukt en kwamen soldeernaden zelfs helemaal los.
• 09.10.2023: Dieter Potvlieghe gekontakteerd met het oog op restoratie.
• 10.10.2023: Hoge inox M6 moeren die waren afgerammeld aan de lage windlade opnieuw geplaatst en vastgeschroefd.
• 11.10.2023: Stefan Claessens gekontakteerd, die woont immers in Hamme- heel wat dichterbij... Stembeurt van alle 'normale' pijpen op 442Hz uitgevoerd. De pijpen voor de noten 46 en 47 moeten wel nog ontblutst worden en dan uiteraard opnieuw gestemd.
• 19.10.2023: Persistent lek op pijp 101.5 en 69...
• 21.10.2023: Hoge windlade van alle pijpen ontdaan, losgemaakt en opgetild. Klep voor noot 101.5 vervangen door een wat groter exemplaar. Klep voor noot 69 bijgebogen en gecheckt op sluiting. Alle pijpen teruggeplaatst en windlade terug vastgemaakt. De hele operatie neemt zowat 5 uur in beslag. <Qt> is weer helemaal gezond nu, op de vier pijpen in herstelling na.
• 23.10.2023: Nieuwe blauwe LED spotjes besteld, nu 5 W exemplaren. Opgelet: in <Qt> zijn die 12 V lampjes in serie geschakeld, voor werking op 24 V.
• 25.10.2023: De vier geblutste en gehavende frontpijpen werden door Stefan Claessens mooi hersteld teruggebracht. We kunnen Qt weer helemaal in orde brengen.
• 31.10.2023: De nieuwe 'blauwe' lampjes zijn een ontgoocheling... Dit kunnen we geen blauw noemen, hooguit blauwig hard wit.
• 03.11.2023: <Qt> volledig gestemd: diapason 440 Hz and 452 Hz for the quartertones. Pijphouder voor de voorste pijpen nog niet teruggeplaatst, die is voor de opstelling in de Tetraeder ook helemaal niet nodig. Qt terug op zijn reguliere plaats in het orkest gebracht, een operatie die zowat een uur in beslag neemt.

Nog verder af te werken komponenten en nog uit te voeren research:

• Ontwikkeling kode binnen de Microchip C-compiler voor de verwerking van de data van de Melexis sensoren.
• Veertjes vervangen en afregelen op onderste windlade.
• Opstellen tabellen met de relatie winddruk en toonhoogte voor de opgesneden en gestemde pijpen. Vergelijking opstellen voor implementatie in de algoritmiek van GMT. (Gausfit).
• Opname regelkarakteristiek van de gemonteerde ventielen en de overeenkomstige sensorsignalen.
• Programmeren van de kode voor de klepmotorbesturings PIC. (18F2525). Implementatie van channel pressure.
• Evaluatie van de parameterisering van de time kode op PIC nivo.
• Assembler kode ontwikkelen voor de aftertouch in de noten-PIC's
• PIC's definitief programmeren (12) (Flash)
• Opmeten van de werkelijke pijplengtes en aanvullen van de mensuurtabel.
• Bouw van een dubbel keyboard voor manuele bespeling.
• Aanmaak uitvoerige gebruikers handleiding.

(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

Terug naar <Gorgel>

Technical data and circuit drawings:

• Power: 230 V ac - 50 Hz - 950 Watt (peak). The instrument must be grounded.
• Wind pressure: 10-150 mm H2O (1 to 15mBar) Nominal pressure: 145 mmH20, for 440 Hz tuning at 20 degrees Celsius.
• Reaction time for compressor motor speed change commands: 8 ms
• Microprocessors: 18 chips: (PIC18F2525 (1), PIC18F4620(9), PIC18LF4620(3), Melexis-DSP(2), Sanyo Motor ctrl (2), Leroy Controller (1))
• Size: length: 2000 mm, width: 700 mm, height: 1760 mm.
• Insurance value: 74.500 Euro (final production cost)
• Metal weigth of the pipes: 56 kg
• Total Weigth: 226 kg. The instrument cannot be lifted up nor carried by people. During transport, it should always be kept in a full horizontal position. Ramps should be used to overcome small steps.

Ordering data and parts list for essential components used in the construction:

Wiring diagram for the midihub board in QT:

Wiring diagram for the windvalve controls:

Analog 5V power supply:

Power supplies:

Motor Controller signals:

• T1 = 0V [ black wire to midi hub board]
• T2 = A1 remote analog speed reference voltage (0-10V, Zi=100k Ohm) [ white/red wire to midi hub board]
• T3 = + 10 V reference voltage output, 5mA max. [ pink wire to midi hub board]
• T4 = A2 local analog speed reference voltage (0-10V) [not used by us]
• T5, T6 fault relais [not used by us]

• B1 = analog output voltage proportional to actual motor speed (0-10V, 5mA max, 0.1% resolution)
• B2 = +24V DC output for logic switch signals, 100mA max [ red wire to midi hub board]
• B3 = digital output - zero speed indicator ( 0 / 24V) [not used]
• B4 = drive enable/reset. Must be HIGH (+24V) if the motor is to run. [white/black wire to midi hub board]
• B5 = Run Forward.. Must be high for forward run (+24V) [ green wire to midi hub board]
• B6 = Run Reverse. [ not used by us]
• B7 = If HIGH , A2 input is selected. If LOW, A1 input will be used. Must be LOW in our application.

Motor controller parameters (parameters not mentioned here retain their default value)

• Pr1 = 0 minimum speed
• Pr2 = 65 maximum speed (Hz) [07.08.2006]
• Pr3 = 5.0 seconds, acceleration rate (in seconds per 100Hz)
• Pr4 = 10.0 seconds, deceleration rate
• Pr5 = AV.Pr, drive config, voltage input and 3 preset speeds.
• Pr6 = 1.5A motor rated current
• Pr7 = 2800 rpm, motor rated speed
• Pr8 = 230V, motor rated voltage
• Pr9 = 0.85, motor power factor
• Pr10 = parameter access level: set to L3 to get access to all parameters.
• Pr16 = Volt, analog input mode, set A1 to 0-10V
• Pr 29 = Europe
• Pr31 = 2, stop ramp mode: stop with 1s DC injection to brake.
• Pr37 = 12kHz, maximum switching frequency
• Pr38 = 1, non-rotating static autotune
• Pr39 = 50Hz, motor rated frequency

Wiring tables and color coding for the lower and upper windchests

Power supply requirements:

• Hold power supply: 10.8V/12V - 50A, allowing for complete clusters. (P= 360Watt). Fan disabled.
• Velo-pulse power supply (24V - 6A) : Siemens Sitop 24V/10A, positive pole grounded.
• Tremulant stepping motor & lights power: (24V - 6A): Siemens Sitop 24V/10A, negative pole at ground.
• Logic power: 5V / 3A (3 separate analog 1A regulators)
• Analog Power: 10V/ 20mA (delivered by motor controller)
• 24V logic power: 24V/100mA (delivered by motor controller)

Lay out of the pipes on the windchests:

Assembly and disassembly instructions and remarks:

If the high windchest has to be opened, always first remove all pipes. Next remove the connectors from the boards K2-K6 and Q2-Q6. Now, using a hex key, unloosen the 80mm long M6 bolts (never turn the nuts!). Number the nuts and put them in a safe place: they are individually different (long stainless steel bus-connection nuts with one end cut under a variable angle between 30 and 45 degrees) and have to be reassembled the same way. Remove the tending rim and put it aside. Now loosen the windchest gently. Dont insert screwdrivers in the gap since that will lead to permanent damage and leaks. If a tool seems required, use a 40cm long, 50mm wide and 2mm thick blade of stainless steel with rounded edges. The windchest only has to be opened in the following cases: to repair persistent leaking pads, to get access to the tremulant valve, to repair solenoid valves that burnt out as a result of an external short circuit or a software failure. It takes two people to lift the windchest vertically and flip it over. Take care not to touch the pads. They get very easily misalligned.

All pipes are marked on the right side of the labium. C0 corresponds to pipe 36. All quartertone pipes are marked with an additional + sign.. Thus c''+ means pipe 60.5. If pipes are removed they have to be handled very carefully. Put them in low crates on a soft woolen surface. Do never stack them in top of each other. Never touch the tuning ears nor lean the pipes against them.

Last update: 2023-11-03 by Godfried-Willem Raes