Ett självspelande piano? Vem har inte drömt om det? Speciellt när man är totalt okunnig inom musikens värld och kan inte ens spela blinka lilla stjärna.
Denna historia började på väg mot fjällen omkring 10 år sedan, impulsen tog över och vi gjorde en avstickare för att kolla på just ett självspelande piano hos en reparatör och försäljare av piano. Sagt och gjort och jag slog till… dumt beslut. Någon vecka senare med släp bärgade vi hem det nätta lilla pianot. Sen dess har det varit med om två flyttar, och rundflyttning i det nuvarande boendet(med pallvagn). Under alla år har jag öppnat det, tittat, studerat och funderat, det hade ju varit fantasiskt om det fungerade.
Tyvärr så hotade min sambo med att jag var tvungen att göra mig av med det i våras ”Det funkar ju ändå inte”. Så nu eller aldrig.

Pianot:
eller Pianola är ett självspelande piano troligen från början av 1900-talet. Det är till grunden ett vanligt piano med 88 tangenter och sedan försett med ett ”spelverk” som består av en rullmekanism för den perforerade pappersremsan som innehåller melodin. Den sveper förbi ett ”munspel”, pianot jobbar med vakuum och när det är en perforering i pappersrullen så suger den luft igenom pappret och tangenten slår.
Mängder av info om detta finns på nätet såklart.
https://sv.wikipedia.org/wiki/Pianola

Kondition:
Enligt försäljaren så var samtliga slangar torkade och läckte, ni kanske vet att när önskan är större än förståndet så tar man rationella beslut.
Under våren så tog jag tag i projektet rejält och började med att se om jag kunde få upp ett tryck i pianots vakuum del, med en dammsugare. Timmar och fler timmar utan resultat, jag tyckte hela tiden att jag hittade läckande kopplingar och slangar reparerade och lagade. Men när jag till slut insåg hur dåligt skicket var, att samtliga bälgar hade torkat och separerat så såg jag bilden framför mig hur det till slut med en dåligt skriven annons på blocket.
I samband med att jag försökte få igång original mekanismen så insåg jag till min besvikelse att man i mitt piano gjort två olika sätt att slå hammaren på strängarna.
1. Tangenterna/manuellt spelande
2. Via spelmekanismen, när denna används så åker inte tangenten ner så som man tänker sig att det skall göra.
Jag bestämde mig för att lyfta ur hela spelenheten och göra något annat. Jag är imponerad över hur man förr kunde konstruera saker, långt ifrån vår digitala värd. Något som jag också försöker illustrera igenom bilderna nedan.

Mål:
Att få full funktion på pianot. Trots att det finns ”nyinspelade” papp-rullar så är målet att kunna styra pianot från en musikspelare i exempelvis telefonen eller pekplattan. Efter lite forskning hur detta skall gå till så är såklart lösningen MIDI-filer. Det finns gott om spelare och oändligt med melodier/sånger. Jag riktar in mig på kunna överföra dessa via Bluetooth, för att sedan få elektromagneter att slå tangenterna. Och på så viss skapa ett ”nytt” spelverk. Viktigt för mig är att tangenterna skall åka ner, så att man ser att ”någon” spelar.

inspiration:
Jag är ju såklart inte ensam om den här idéen. Nedan länkar finns lite inspiration
https://www.youtube.com/channel/UCqdzAvYNICGNuqR2TWvCN4w
https://create.arduino.cc/projecthub/MoKo/arduino-controlled-piano-robot-pibot-641a06
https://medium.com/@hackmancoltaire/adventures-in-piano-building-c3fe5fa0b56b

Teknik(kan såklart förändras)
• Arduino mega 2560
• Arduino MIDI shield
• MIDI Bluetooth adapter.
• 24V elektromagneter x 88 st
• 74595 shift register

Ett litet nätt piano


Gammal teknik.


Olika nivåer för manuell spelning/rull spelning. Nere till höger i bild(rundstav med hål i) är förbunden med tangenterna. Den mossgröna filt kudden är den som spelmekanismen lyfter


Motsvarande sida på spelmekanismen. Denna "puttar" på den mossgröna filtbiten i bilden ovanför.


Bild på "melodin" och översikt över spelmekanismen.


Bälgar för noter.

Riktigt bra projekt för att visa att det var bättre förr!
Och kan bli ännu bättre framöver!
Så klart att du skall ha igång detta på ett modern sätt!
Skall bli kul att följa.

Kul projekt.
Varför inte använda servo i stället för elektromagneter?
Vill du inte ha möjligheten att ha variation i anslagen?

Jag har problem...

Jag har såklart redan tjuvstartat lite.
Och har införskaffat en USB-MIDI omvandlare, en MIDI Shield och letat fram ett par 595 shift register. Än så länge har jag bara kopplat upp 32 toner, men det får en uppfattning om funktionen.
Det tog ett par timmar att få igång MIDI överföringen. I exemplen som sparkfun har på sin hemsida så använder de software serial port, jag fick aldrig igång detta. Så jag lödde om stiften till Serial1 på Mega kortet för att få en hårdvaruport och vips så fungerade det på en gång.
Signalerna överför jag från antingen via Synthesia eller via Midi player 5.7. Via Midi player så finns ett väldigt bra verktyg där man ser alla events så som Note On/off.
Det blinkar på fint men... Jag förlorar vissa signaler. Det gör att den inte släcker vissa dioder/noter. Jag missar säkert någon ON-event också, men dessa är svårare att urskilja eftersom det blir väldigt tydligt när dioderna fortfarande lyser. Jag har provat olika varianter på detta, och står och stampar lite. Kanske är det någon som har någon hypotes eller förslag på vad det är som gör att jag lyckas snappa upp alla signaler? Kan det vara så att funktionen för att skicka ut signalerna till shift registerna blockerar? Vad jag lyckats läsa mig till så har biblioteket för MIDI som jag använder(https://github.com/FortySevenEffects/arduino_midi_library/) en kö/buffert?
Många frågor och lite kod nedan:

Helt klart en kul tanke. Det är såklart värt en googling.
Om den ursprungliga lösningen hade fungerat så är det bara ett "tryck" som går att få igenom pappersbiten.
"Trycket" finns ju med i ON/ meddeladet tillsammans med vilken not det är.

Är det detta du har problem med? https://github.com/FortySevenEffects/arduino_midi_library/issues/85

Kan du tvinga fram felet på något sätt? Händer det vid samma tillfälle i en sång, till exempel?
Kan du återskapa felet så försök isolera det - ta bort så mycket som möjligt av sången tills det uppträder på kort tid. Därefter kan du lägga in specialkod som triggar på det, och få ut debuginformation (antar jag)
Kan du inte återskapa det så får du titta på dina writeback-loggar och försöka se var felet kommer ifrån. Se till att ha en loopback så att du ser exakt vad du skickat, så kan du försöka isolera problemet.

Prova att kommentera bort dina serieports-skrivningar, om det är den feedbacken som skapar problem (p.ga. timing eller något sådant).

Midi-biblioteket innehåller en buffer, ja - om meddelanden faktiskt tar sig ut ur UARTen. Prova att modifiera koden och göra "något" om man försöker börja skriva över sin egen svans i bufferten, så kan du se om det är UARTen eller bufferten som trilskas.
Prova att göra den bufferten större, eller mindre. Se om det påverkar hur ditt system beter sig.

Prova att köra MIDI-biblioteket i mottagningsläge - du behöver ju inte skicka data tillbaka till datorn (även om det kan vara roligt för version 2), det kommer kapa kodstorlek och onödiga funktionsanrop.


Generellt sett - dela upp kedjan och isolera. Testa varje del för sig och se om den fungerar. Skickar du rätt data till den? Skickas det på rätt sätt? Tas det emot rätt? Tolkas det rätt? Flyttas det korrekt till minnet? Etc. etc.
Till slut så har du verifierat allt (förhoppningsvis), utom den problematiska delen, och vet då var du ska leta efter buggar och experimentera.

Ett Note-On måste inte nödvändigtvis följas av ett Note-Off.
Man kan köra Running Status för att spara bandbredd och istället skicka Note-On med anslagsvärde 0.

Man kan till och med fuska för vissa instrument.
T.ex. en piano-ton ändå tonar ut efter ett tag, medans en orgel-ton brölar på så länge man håller ner tangenten.

Det är många år sen jag håll på med MIDI men kanske ger ovanstående en idé för felsökning.

Kul projekt annars, kommer följas.

Perfekt Halloween-rekvisita om inte annat

Du skrev USB-MIDI-omvandlare och på bilden syns en svart klump med två trådar in på ena sidan och en tråd ut på andra. Jag har nog en likadan men aldrig fått tummen ur att nyttja den. Jag har dessutom en Mode Machine (Cerebral) för att omvandla från USB till MIDI.

Tack för de fina tipsen. Jag har lagt ett gäng timmar på att testa olika delar, trilskas och meckat, bytt ut, ökat, minskat, stängt av/slagit på. Ja verkligen försökt utesluta eller hitta någon röd tråd i felen, just så som du skriver Zhorts.


Ja något liknade är det helt klart. Testade att byta version men utan resultat.


Om man stänger av funktionen HandleNullVelocityNoteOnAsNoteOff så kommer faktiskt de flesta som just så som du skriver, Note-On med värde 0. Att ändra UseRunningStatus har för mig inte gjort någon skillnad.
Men ditt tips om fusk är ju intressant, jag har såklart försökt hitta information men som vanligt är det nog inte google som inte har någon info utan min fantasi vad man skall söka på. Hur länge håller en ton? Skulle man kunna kunna tänka sig att man gör en lista med tonerna som är ON och tiden de slog ner, och sedan göra en OFF på dom efter inställd tid?
Jag skall prova att köra som ett annat instrument och se om jag får med mig fler event.

Och visst är det en USB-MIDI omvandlare på bilden HUGGBÄVERN

Nedan en bild på sändnings listan och mottagningen på seriell, dok överflyttad till Word för att se kunna markera så man snabbt ser, jag har dessutom lagt till de rader där det bör ha kommit ett OFF och markerat med rött. På denna korta lista saknas 3 event. På två av ställena finns "Tempo change", jag tänkte först att jag missat något där, men då borde de finnas mellan alla On/Off som jag inte får in. Eller är det något jag missar? Dessa sänds dessutom inte ut, finns inget kanal nummer?

Kul projekt. Några tips som förenklar koden. Först variabeln P. Deklarera den till 0 direkt och nästa rad koll av power.
Kolla variabeln BackNote för intervallet 0..31 så här:
Annars anropas nog regWrite två gånger. De två strecken är logisk eller...

Slutligen funderar jag om det blir rätt när du sätter variabeln reg som integer. Blir integer actualPin rätt då?

Tyvärr har projeket tappat lite fart. Mest för att jag inte får ihop databiten, stora delar av semesterkvällarna ängnades åt att validera vilken data jag fick ut, jag har fått hem elektromagneterna, och jag har hunnit prova lite...men sedan några veckor tillbaka så har jag provat olika exempel som inte inkluderar något MIDI-bibliotek, det ger lite större möjligheter att se vad som händer och fallerar, jag vill ju endast åt ON/OFF. Jag inkluderar den senaste versionen nedan. Men jag tappar så mycket data som 10 % på 80% tempo, och betydligt mer när jag kör med 100% tempo. När jag aktiverar skiftregistrerna så förloras ännu mera, är det rätt sätt att få signalerna till magneterna?

De flesta missar är när meddelandena kommer i väldigt snabb följd, men inte alltid. Missar jag något?

Nedan ifrån: https://tttapa.github.io/PDF/Arduino-MIDI.pdf


Tack för dina tips brrmek.

Du kan ju testa att öka storleken på RX-buffern för serieporten.

Finns i %installationssökväg för Arduino%/hardware/arduino/avr/cores/arduino/HardwareSerial.h

Där finns


Kör du en Mega så borde det vara 64 bytes nu, men du kan ju testa att öka det en bit för att se om det gör skillnad.

Mycket intressant projekt, men Du börjar från fel håll!

Första uppgiften är att få till en realiserbar (antal, storlek, kostnad) anslagsmekanism och som även givetvis klarar olika anslagskraft och att lyfta/hålla dämpkudden.

I original är det formen på pappersrullens hål som styr anslagets profil. Detta fungerar alldeles väldigt bra. Som om en livs levande pianist satt vid tangenterna. T.ex. har Sergei Rachmaninoff spelat in både egna och andras verk på pianorullar. Helt fantastiskt att höra mästarens framföranden med dagens ljudkvalitet.

En enkel elmagnet är nog ganska värdelös i sammanhanget. Kort slaglängd och en kraft som ökar exponentiellt med att rörelsen fortskrider. Kanske en luftdämpad solenoid skulle fungera, ju mera sröm (PWM och "frihjulsdiod") ju mera kraft och snabbare rörelse. Eller behålla befintlig vacuumdriven mekanism och ha PWM-styrda ventiler där öppningsgraden kan styras.

Glöm servon, det handlar om millisekunder om något mer avanceat än kommunala musikskolans nybörjarklink skall kunna återges.

När Du har ett kabelknippe vars signaler kan slå an tonerna på ett bra sätt så är resten jämförelsevis en sk*tbagatell.

Tack för tipset Klas-Kenny!

Det är nog en pusselbit i att jag nu äntligen fått det att fungera!
Här kommer en uppdatering.

Lite tester med att öka bufferten och ett par % till ramlade in. Nedan finns en bild på den verkliga boven, det visade sig att jag har en riktig kass MIDI omvandlare, den tappar signaler. Och kanske dum som jag var antar jag med största sannolikhet att en produkt man köper, kanske inte av den bästa kvalitén fungerar. Men tack vare en kollega på jobbet som hade en annan variant så provades detta tidigare i veckan. Med ett resultat att samtliga 300 event kom med och jag kunde validera samtliga. Tyvärr övergick glädjeruset snabbt i en bitterhet att detta inte provades innan! Men man lär sig...

Så fort jag såg att det fungerade så beställde jag en MIDI-Bluetooth omvandlare, Yamaha md bt01. Jag har nu hela kedjan "färdig" från midi spelaren på Ipaden, via Bluetooth ner till arduino och vidare ut till lysdioderna på shiftregistrena. Det är en fantastisk tillfredställelse att kunna dra fingret på det virtuella pianot och se att signalerna dansa ut...

Nedan finns en bild på mitt test när jag slår en tangent. Det är väldigt provisoriskt men fungerar väldigt bra. Jag lyfter helt enkelt den pinnen som kommer från tangenten, det är för att jag vill att även tangenten skall åka ner när tonen slås, något som original "speldosan" inte gjorde. Detta gör även att om man vill spela manuellt på pianot så kommer det inte vara något som mekaniskt förbinder tangenten med min mekanik.

Näst på tur i projektet är att ta fram en bra lösning för att driva magneterna.

@Marta:
Tyvärr måste jag meddela att du har ett övertag här, jag kan tyvärr inte spela, således har jag inte det örat eller känslan för hur det bör låta, det är så illa att min sambo påstår att jag har ett sånt ostämt piano att det bör få flytta ut, och tyvärr hör jag ingen skillnad på hennes och mitt... så förhoppningsvis kommer det få stanna om projektet går i hamn
Innan jag beslöt mig för att lyfta ur den gamla "speldosan" så studerade jag den väl. De pappersrullarna jag har är utformning på hållbilden allihopa den samma, det bör gå att översätta till en 1:a. Jag måste påstå att den har ungefär samma förlopp som min magnet kommer att ha, möjligviss dämpas rörelsen lite mot slutet av sin rörelse pga att bälgen trycks ihop. Men det är helt kasst en pinne som petar till med snabb rörelse. Men såklart blir det ett "statiskt" spelande. Jag kan såklart vara ute på hal is här.

Boven


Test med magnet i pianot


Hela uppsättningen. Observera min sons ipad skal