AUTOSAX

Reeds verschillende jaren vormde het ding niets meer dan een dekoratief onderdeel van mijn elektronische werkplaats bij de Stichting. Ik had het op een gewone regenachtige zaterdagochtend gezien op de Gentse rommelmarkt, en herinner me nog hoe ik het - nog voor ik goed en wel besefte wat het eigenlijk was- reeds goed en wel in mijn bezit had gekregen. Eens thuis onderwierp ik de buit aan een nauwgezet onderzoek. Op het eerste gezicht leek het verraderlijk sterk op een tenorsaxofoon, maar de kleppen waren niet voorzien van plaatjes voor vingers.
Alle hefbomen hadden integendeel een klein zijwaarts geboord gaatje. Het kon niet anders dan afkomstig zijn van een of andere grote orkestrion.
Het klankopwekkingsmekanisme ontbrak echter, en ik vermoed dat dit uit een pneumatisch gestuurd tongwerk moet hebben bestaan. Hoewel, sommige orkestrions omvatten instrumenten die weliswaar mee bewegen met de muziek, maar helemaal niet klinken en dus een louter vizuele funktie hebben. Ik herinnerde me nog mijn pogingen er een autentiek tenorsaxofoonmondstuk op gemonteerd te hebben. De toonladder was kromatisch en redelijk korrekt. Er was een klep voor elke kromatische halve toon. De speelbaarheid was evenwel bijzonder problematisch, niet alleen door het ontbreken van de steuntjes voor de vingers, maar bovenal door de onmogelijk te grijpen afstanden tussen de diverse hefbomen onderling. Ik schoof het ding terzijde, wel beseffende dat er wel iets originelers mee aan te vangen zou zijn, dan het terug te brengen tot een of andere vorm van de bekende tenorsax. Het ding was dus al vele jaren naar het hinterland van mijn onderbewustzijn verhuisd, toen op een - alweer- bijzonder regenachtige novemberweekend, ik het ding ter hand nam en begon aan de konstruktie van een volautomatische komputer-gestuurde tenorsaxofoon.

Het klankmechanisme dat ik ervoor bedacht, berust op zuiver akoestische maar komputer-gestuurde feedback in het instrument zelf. Daartoe monteerde ik op de plaats van het mondstuk een luidsprekermotor (een hogedrukkamer) en in de klankbeker een mikrofoon. Door sturing van de versterkings-faktor en door toepassing van filters in het tussen beide opgenomen elektronisch netwerk, bleek het mogelijk alle tonen vrij realistisch te produceren. Alleen de aanspreeksnelheid van de diverse noten liet wel wat te wensen.

Om dit te verbeteren, plaatste ik dan in de eerste versie 6 verschillende miniatuur elektretmikrofoontjes bij de diverse toongaten. Als nu de mikrofoontjes geschakeld en onderling gemengd konden worden in funktie van de te produceren tonen, dan was het doel virtueel bereikt. Daarvoor moest evenwel noodzakelijkerwijze op komputersturing beroep gedaan worden. Dit, onder meer omdat de feedbackregeling bijzonder snel dient te gebeuren, a rato namelijk van zo'n 100 instellingen en instrukties per sekonde. Traag voor een komputersturing, maar beslist te snel voor de manuele bespelingsmogelijkheden van musici, zeker wanneer die via instelknopjes en schakelaars zou dienen te gebeuren. In een eerste uitvoering bouwden we voor de klankopwekking een behoorlijk komplekse schakeling met 6 bandfilters (een per mikrofoon) gevolgd door VCA's.
De VCA's werden opgebouwd met 8-bit DAC's waarvan evenwel slechts 4 bits werden benut, de overige bleven op die wijze vrij voor de kanaalselektie en de adressering. Een enkel byte kon zo volstaan voor de kontrole van de feedback loop en dus van de klankopwekking zelf. Een zekere traagheid in het aanspreken van de diverse noten bleef evenwel ook in dit ontwerp aanwezig, maar m.i. is dit vooral te wijten aan het beperkte vermogen van de gebruikte luidsprekermotor (15Watt). Met een piekvermogen, gedurende het aanzetten van de toon in de orde van 100Watt zou allicht een beter resultaat op dit vlak kunnen bereikt worden. In 2002 herbouwden we de stuurschakeling voor <Autosax> volgens een geheel nieuw ontwerp, waarbij de feedback sturing geheel in software werd gerealiseerd.
De -frekwentieselektieve en aan het toonbereik van de saxofoon aangepaste voorversterker voor de voor het paviljoen gemonteerde elektret mikrofoon kwam eruit te zien als:

Voor de automatische sturing van de kleppen op het instrument maakte ik dankbaar gebruik van de voorraad elektromagneten die ik ooit kreeg van mijn vriend - overigens ook een uitstekend komponist en instrumentenbouwer - Alec Bernstein. Deze elektromagneten werden oorpronkelijk gemaakt voor gebruik in een piano-'Vorsetzer' van de firma Maranz, die evenwel over de kop ging. Alec was zo slim, de hele fabrieksvoorraad in te kopen...

De kern van de spoelen bestaat uit een cilindrisch stuk ferriet met een ingetapt uiteinde. Hiervoor maakte ik aluminium oogjes waardoorheen veerstalen haakjes voor de overbrenging op de kleppen konden aangebracht worden. De werkspanning van de spoelen is berekend op 170 Volt D.C., overeenkomstig rechtstreeks gelijkgerichte en afgevlakte Amerikaanse netspanning. Aan 0.5A per bekrachtigde spoel, betekent een en ander een (teoretisch) maximaal opgenomen vermogen van omstreeks 1kW!
Anders dan bij player- pianos immers, worden bij blaasinstrumenten heel normaal veel kleppen tegelijkertijd bekrachtigd. In mijn ontwerp echter kwam het erop neer dat de zaak algauw gloeiend heet liep... Om dit euvel - dat destruktieve gevolgen had kunnen hebben - te verhelpen, bouwde ik een speciale sturing voor de elektromagneten gebruik makend van pulsbreedte-gemoduleerde gelijkspanning.

Ook voor de uitsturing van de nodige signalen (spoelen aan/uit en pulsbreedte van de bekrachtigingsspanning), bleek komputersturing een vereiste.
Voor de komputersturing heeft het zo ontstane instrument voldoende aan 2 bytes voor de sturing van de spoelen/kleppen, naast het ene byte voor de feedbackkontrole. Dit kon gemakkelijk geimplementeerd worden via de op zowat alle komputers beschikbare parallel-printerpoort. Hiervoor gebruikten we hetzelfde demultiplex board zoals we dat ook ontwikkelden voor automaten zoals <Klung>,<ThunderWood>, <Troms> enzomeer. Omdat elk individueel bit via software kan gemanipuleerd worden, blijkt het perfekt mogelijk ook micro- intervallen, vorkgrepen, kleppengerammel, multiphonics door het instrument te laten voortbrengen. Ook 'zingen en spelen' tegelijkertijd is makkelijk te voorzien, door een vokaal (eventueel vanuit een stemsynthesiser ofwel vanuit een sampler) signaal in het mixergedeelte bij de mengen. Om de responstijd te versnellen, sturen we in de huidige versie van <Autosax> bij elke aan te sturen toonhoogte een korte uitstervende sinus in de mixer. Hoewel dit op het eerste gezicht een 'overtreding' lijkt te zijn van het anderszins zo akoestische werkingsprincipe van het instrument, is het toch zo dat ook een speler van vlees een bloed wel degelijk anticipeert op de te spelen noot, wil hij deze tenminste trefzeker en goed aan zijn instrument ontlokken. In dit geval is echter in de komputerimplementatie nood aan het gebruik van het audiosubsysteem: de ingebouwde soundcard van de PC. Aan de hardware hoeven voor dergelijke uitbreiding geen wijzigingen te worden aangebracht. Overigens kan hiervoor ook een externe gewone midi-synthesizer worden gebruikt.

De 'Autosax' zoals ik het instrument heb gedoopt, werd opgebouwd als een vrijstaande ruimtelijke robot-skulptuur: als een saxofoon in speelklare positie, maar zonder speler. Daartoe werd het instrument op een gelast statief voorzien van talloze beugeltjes voor de vele elektromagneten, de elektronische stuurschakelingen en de diverse voedingen en interfaces geplaatst. Het werkende instrument werkt dan ook vizueel bevredigend: alle schakelingen zijn transparant en zichtbaar zodat het niets verhult.

In de nabije toekomst, wanneer naar verwachting het instrument geheel afgewerkt zal zijn, mogen dan ook de eerste muzikale komposities voor dit nieuwe tuig in het Logos-arsenaal worden verwacht. Een te verwachten gebruik van 'Autosax' zal voortkomen uit de koppeling van de technologie ontwikkeld voor Holosound en A Book of Moves, waarbij de Autosax dus via bewegingen zal kunnen worden bespeeld. ('GeroSax').

Afwachten dus. Want, eigenlijk begint voor mij pas dan het muzikaal- retorische werk...

Godfried-willem Raes