Orgelsimulation mit Raspberry Pi

[LoboMix]

Natürlich haben mechanische Orgeln die Möglichkeit durch weniger Druck das Ventil nur etwas zu öffnen was gewisse Möglichkeiten bietet. Aber praktisch ist das ja ohne Relevanz.

So ganz ohne Relevanz ist das wohl nicht. Bei einer mechanischen Traktur wird die Geschwindigkeit, mit der die Taste nach unten gedrückt wird 1:1 auf das Ventil übertragen. Abhängig von dieser Öffnungsgeschwindigkeit ändert sich das Einschwingverhalten und damit der Tonansatz der Pfeife. Da die Einschwingvorgänge bei akustischen Klangerzeugern nicht unwesentlich sind für den Klangeindruck insgesamt, wird diese Direktheit und Subtilität (guter) mechanischer Trakturen von vielen Organisten doch recht geschätzt.
Elektrische Trakturen öffnen die Ventile hingegen immer mit derselben Geschwindigkeit, was den Einschwingvorgang immer gleich bleiben lässt (womöglich gibt es ja mittlerweile digitale "Sensorik" bei Orgel-Klaviaturen, die in der Lage ist, diese Subtilität nachzustellen - wobei der Aufwand dann wiederum in einem sinnvollen Verhältnis zum Nutzen stehen müsste).

Als angenehme und entlastende Spielhilfe werden elektrische Trakturen wiederum von vielen Organisten auch sehr geschätzt. Diese erlauben bei Bedarf sogar die Konstruktion von Spieltischen, die auf Rollen gelagert sind und so in eine für den jeweiligen Anlass (liturgisch / Konzert mit den verschiedensten Besetzungen usw.) ideale Postition geschoben werden können.

 

[Christian_Hofmann]

Als angenehme und entlastende Spielhilfe werden elektrische Trakturen wiederum von vielen Organisten auch sehr geschätzt. Diese erlauben bei Bedarf sogar die Konstruktion von Spieltischen, die auf Rollen gelagert sind und so in eine für den jeweiligen Anlass (liturgisch / Konzert mit den verschiedensten Besetzungen usw.) ideale Postition geschoben werden können.

Ich finde alleine die Möglichkeit den Spieltisch oder mehrere losgelöst von der Orgel platzieren zu können ist schon unschätzbar wertvoll. Zum einen ist der Orgelspieler ja recht weit von der Gemeinde entfernt auf seiner Empore, zum anderen ist der Klang unten am Altar/Kirchenschiff einfach besser/anders als oben. Ich hatte einmal das Glück eine solche Orgel zu spielen, ein ganz anderes Spielgefühl.

Bei uns sind die Orgeln noch rein mechanisch, außer eine Orgel mit Barkerhebel. Aber das ist immer ein Alptraum im Sommer zu warten und pflegen. Außerdem schätze ich es persönlich einen gewissen Widerstand zu fühlen beim spielen. Klar viele möchten es nicht, aber ich finde es hat eine unheimliche Wirkung auf einen selbst wenn man mehr Kraft aufwenden muss wenn man größere Registrierungen spielt. Es sollte natürlich im Rahmen bleiben.

So ganz ohne Relevanz ist das wohl nicht. Bei einer mechanischen Traktur wird die Geschwindigkeit, mit der die Taste nach unten gedrückt wird 1:1 auf das Ventil übertragen. Abhängig von dieser Öffnungsgeschwindigkeit ändert sich das Einschwingverhalten und damit der Tonansatz der Pfeife.

Ja das stimmt. Ich selbst habe damit keine Erfahrung, aber aufgrund der Physik kann so was natürlich auch schief gehen. Zum einen weil die Tonhöhe sich ja auch zum Luftstrom ändert und zum anderen sind die Trakturen oft ja nicht so genau und man muss wirklich seine Orgel dann perfekt kennen um damit sinnvoll etwas machen zu können.

 

[Doc Brown]

Im Prinzip ist jedes Keyboard mit Midi Ausgang potentiell geeignet und zugleich nicht. Ich selbst nutze an meinem Spieltisch Aeolus, ein 30 Tasten Pedal und 3 Keyboards von Nektar (Impact GX61). Damit komme ich gut zurecht.

Danke Christian, das ist doch mal eine konkrete, hilfreiche Aussage. Dann funktionierten die Nektar Impact GX61, bei Dir mit Aeolus am Raspi sogar voll ausgebaut.

Allerdings wundert mich, dass es damit möglich ist, mehrere Manuale zusammen zu schließen, obwohl diese nicht über die angeblich notwendigen (5-Pol DIN) MIDI-in und -out Anschlüsse verfügen. Dann werden die vier Eingabegeräte vermutlich über einen USB Verteiler mit Spannung versorgt und an den Raspberry Pi angeschlossen.

Das Nektar Keyboard sieht leicht und Platz sparend aus, sodass es auch einfach weg geräumt werden kann.

Bei mir lies sich Aeolus einfach per apt installieren. Der hierzu erforderliche Jackd war bereits drauf. Muss man am Raspian System sonst noch optimieren?

 

[Christian_Hofmann]

Allerdings wundert mich, dass es damit möglich ist, mehrere Manuale zusammen zu schließen, obwohl diese nicht über die angeblich notwendigen (5-Pol DIN) MIDI-in und -out Anschlüsse verfügen. Dann werden die vier Eingabegeräte vermutlich über einen USB Verteiler mit Spannung versorgt und an den Raspberry Pi angeschlossen.

Das Nektar hat nur einen USB Midi Ausgang. Wenn du mehrere verwenden willst musst du nur am Keyboard für jedes Keyboard einen anderen Midikanal wählen. Das Pedal habe ich mithilfe eines Arduino Due midifiziert und dieser sendet auch über USB. Die Stromversorgung von allem ist bei mir kein Problem, achte nur darauf dass dein Netzstecker genügend Leistung bringen kann.

Bei mir lies sich Aeolus einfach per apt installieren. Der hierzu erforderliche Jackd war bereits drauf. Muss man am Raspian System sonst noch optimieren?

Installieren ist kein Problem, nur lässt es sich zumindest auf x86 Hardware nicht starten ohne die Limits. Zum Thema optimieren bin ich kein Experte, ich habe mein System so konfiguriert das es keinen Monitor oder andere Eingabegeräte benötigt. Die Registrierung mache ich mit entsprechenden Schaltern. Ich habe primär geschaut das so wenig wie möglich im System ist was ich nicht brauche und alle Dienste abgeschaltet die nicht notwendig sind um in etwa 20 Sekunden betriebsbereit zu sein. Was aber Sinn macht ist die Logs zu deaktivieren damit deine Speicherkarte geschont wird und wenn du alles so hast wie du möchtest mache eine Kopie der Karte damit du im Zweifel schnell wieder das System auf eine neue Karte aufspielen kannst. Ein SSH Zugang ist natürlich nicht schlecht für Wartung und Konfiguration. Davon abgesehen gilt aber "never touch a running system".

Berichte gerne mal wie es läuft.

 

[Whiteman]

Muss man am Raspian System sonst noch optimieren?

Ich würde auf jeden Fall noch eine entsprechende Soundkarte mit einplanen, z.B. eine HiFiBerry, welche direkt auf den GPIO Port des Raspberry Pi aufgesteckt wird.
Der Zynthian V4.1 (welchen ich im Einsatz habe) hat z. B. eine HiFiBerry DAC+ADC Stage, welche eine sehr gute Klangqualität hat (symmetrische Stereo Ein- und Ausgänge).

Gruß

Michael

 

[Christian_Hofmann]

Ich würde auf jeden Fall noch eine entsprechende Soundkarte mit einplanen, z.B. eine HiFiBerry, welche direkt auf den GPIO Port des Raspberry Pi aufgesteckt wird.

Der wohl wichtigste Tipp. Die Soundausgabe über den Pi ist nett gesagt ganz mies. Vom HiFiBerry habe ich schon einiges gutes gelesen aber selber keine Erfahrungen damit gemacht. Ich nutze eine externe USB Soundkarte "LogiLink 7.1 USB Sound Box", diese kostet um die 30 Euro und bietet alle Ein/Ausgänge die ich brauche und noch viele mehr

Wobei die Ausgabe direkt vom Pi über Lautsprecher noch brauchbar ist, aber spätestens mit Kopfhörer bekommt man einen Krampf.

 

[Doc Brown]

Für Stereo Audio ist bei mir ein PCM5102A via i2S angeschlossen, bin eigentlich zufrieden damit. Für die Orgel benötige ich dann aber vermutlich mehr Kanäle?

 

[Christian_Hofmann]

Für Stereo Audio ist bei mir ein PCM5102A via i2S angeschlossen, bin eigentlich zufrieden damit. Für die Orgel benötige ich dann aber vermutlich mehr Kanäle?

Nein, außer du willst ein Mehrkanal System bauen was aber Quatsch wäre. Aeolus kann so weit ich weiß auch nur Stereo.

 

[Christian_Hofmann]

Ich habe hier jetzt ein Upgrade gemacht und Aeolus aus den Paketquellen entfernt. Du kannst dir auch mal die Version von Audiotronic ansehen unter https://git.audiotronic.fr/Organnery/aeolus das ist die Version welche für Organnery genutzt wird. Das Interface ist auf Touch optimiert, besser dokumentiert und es gibt z.B einen Tutti Knopf. Zusätzlich ist die Steuerung über Midi einfacher und Aeolus gibt dort Midi SIgnale aus wenn in der Software etwas eingestellt wird. Diese Fassung ist eben im Gegensatz zum Ursprung von Orgelspieler für Orgelspieler.

Kompilieren lässt es sich ganz einfach. Die originalen Stops laufen auch damit. In Zukunft soll es auch verbesserte Klangerzeugung geben.

 

[Doc Brown]

Interessant, ich wusste nicht, dass die Firma Audiotronic außer diesem Werbevideo Produkte veröffentlicht, da die doch Dienstleistung (Reparaturen) verkaufen. Weil Aeolus open source ist, müssen sie gesetzlich vorgeschrieben, Veränderungen daran ins Netz stellen.

Zum Ausprobieren konnte ich Mal ein altes YAMAHA Keyboard anschließen. Das hat so prinzipiell für die Töne funktioniert. Einen kleinen 15" Monitor hatte ich mir für das Projekt besorgt, leider ist er defekt und Ersatzteile kommen nicht bei. Daher habe ich vorerst alles wieder abgebaut. Nun überlege ich anstatt Monitor so ein Launchpad mit 8x8 Tasten zu verwenden, weis aber nicht, ob das funktionieren würde.

 

[Christian_Hofmann]

@Doc Brown Ich stehe mit dem Projekt in Kontakt. In kürze wird ein freies Abbild von Organnery inklusive besseren Stops zur verfügung stehen. Ich weiß nur nicht ob es nur für den Raspberry Pi oder auch für x86 sein wird. Aber die Stops kann man ja einfach übernehmen und den Rest selber bauen. Am Ende des Tages wird es wie ein GranOrgue Live sein. Datenträger erstellen, System starten und losspielen. Dein 8x8 Tastenfeld sollte funktionieren wenn es Midisignale ausgibt. Bei Aeolus ist es aber etwas komplizierter. Ich stehe auch noch vor dem Problem die richtigen Signale zu senden für meine Schalter. Wenn ich Erfahrungen damit gemacht habe gebe ich dir gerne Bescheid. Die Dokumentation ist da leider nicht ideal. Aber das unterscheidet dann wohl die freie Version von der kostenpflichtigen Sorglos-Version.

Für schwache Hardware ist GrandOrgue ja eher unbrauchbar und Alternativen sind immer eine gute Sache. Mir persönlich gefällt auch die synthetische Klangerzeugung besser da es authentischer ist. Aber das ist nur eine persönliche Meinung.

 

[Doc Brown]

Zur speziellen Anpassung der Software hatte ich mir eigentlich keine weiteren Gedanken gemacht, da die Orgelsimulation mit der Software aus dem Repository direkt funktioniert hat. Nun scheint das anfangs einfache Projekt, zunehmend aufwendiger zu werden.

Was Du noch nicht auflistest, sind:
* Eingabemittel (Register, Schalter usw.)
* mechanische Stabilität der Manuale (sollten ja nicht gegeneinander verrutschen)

Leider musste ich das inzwischen durchaus feststellen, dass der fliegende Aufbau mit Kabeln entweder auf dem Tisch oder wackeligem Keyboardständer und wieder Aufräumen nicht praktikabel ist. Daher die Frage: Woher erhalte ich Baupläne für einen geeigneten Spieltisch? Projektvorstellungen mit Bildern gibt es viele, aber es sind leider nie Abmessungen für den Zuschnitt dabei.

 

[Christian_Hofmann]

Woher erhalte ich Baupläne für einen geeigneten Spieltisch?

Im Prinzip könntest du dir vomBund Deutscher Orgelbaumeister (BDO) die Spieltischnormen anschauen, dort ist bis ins letzte Detail festgelegt wie ein Spieltisch aufgebaut werden soll. Aber sofern du kein BDO Mitglied kennst wird es schwer und unheimlich teuer. Davon abgesehen wäre es wohl etwas übertrieben

Bei Youtube könntest du dir mal die kurze Videoreihe zum bau einer Digitalen Orgel ansehen:


Dann gibt es professioneller noch einen schönen Kanal von Tom Meyer https://www.youtube.com/user/JustfromMe

Einen kompletten Bauplan einer mobilen Orgel mit Einzelteilliste findest du auch hier: http://www.holywritings.info/Organ_german.pdf

Ich habe eine alte Wesi Orgel als Basis benutzt. Bedenke aber das du digitale Spieltische komplett mit zwei Manualen und Pedal für schon knapp 4.000 Euro bekommst. Wenn also ein Eigenbau in diese Regionen kommt, dann wäre das zu bedenken. In meine Orgel habe ich bestimmt auch 2.000 Euro gesteckt und bestimmt 200 Stunden.

 

[Be-3]

Leider musste ich das inzwischen durchaus feststellen, dass der fliegende Aufbau mit Kabeln entweder auf dem Tisch oder wackeligem Keyboardständer und wieder Aufräumen nicht praktikabel ist.

Na also.
Ich hatte nie verstanden, warum ein leichtes Keyboard, das man schnell in die Ecke stellen kann so wichtig sein soll.
Eine Orgel bzw. ein brauchbarer Orgel-Spieltisch ist von Natur aus eben alles andere als handlich.

Woher erhalte ich Baupläne für einen geeigneten Spieltisch?

Ja, @Christian_Hofmann hat recht, der BDO ist nicht gerade zugänglich.

Bei www.midiboutique.com gibt es aber Links zu den BDO-Normen von 1972 und 2000.

Ansonsten zeigt die renommierte Firma Laukuff in ihrem Katalog für Spieltische und Spieltischteile manchmal auch bemaßte Skizzen.
Beispielsweise auf PDF-Seite 30ff.

In der Regel lassen sich die Tastaturen von MIDI-Masterkeyboards leicht aus ihren Original-Gehäusen entfernen und sie stehen auf kleinen Füßchen, die von unten mit dem Gehäuse verschraubt sind. Die herausgelösten Tastaturen lassen sich deshalb meist recht leicht auf Sperrholzplatten oder -leisten befestigen und Holz ist ein sehr gut zu verarbeitender und gleichzeitig leichter Werkstoff.

Die Laukhuff-Zeichungen geben Dir sicher einen Anhaltspunkt über praxisgerechte Positionierung der Manuale zueinander und bei mehr als zwei Manualen sogar mit entsprechenden Neigungswinkeln, um ergonomischer spielbar zu sein.

Beispiel (Laukhuff):

Hier sieht man auch schön, warum bei Pfeifenorgeln mit vielen Manualen Waterfall-Tastaturen (die am Anfang ja mal angsprochen wurden) sehr ungünstig sind, weil die oberen Manuale dann unnötig weit vom Spieler entfernt sind. Die Sprungbrett-Tasten lassen sich viel besser "übereinanderschieben".

Und man erkennt sehr gut die große Tastenlänge (trotz elektrischer Tastatur in der Abbildung), wie wesentlich zu einem guten Spielgefühl beiträgt.

Viele Grüße
Torsten

 

[Christian_Hofmann]

Wobei nicht unerwähnt bleiben sollte das der Orgelbau auch als Hobby gewisse Gefahren hat. Es macht unheimlich schnell süchtig, man denkt zuerst schnell was zu Zimmern aber dann wenn das fertig ist will man das nächste kleine Projekt angehen und optimieren, dann hat man Blut geleckt und die Projekte werden größer. Aus einer kleinen Orgel mit einem Manual und einem Laptop daneben wurde bei mir binnen zwei Jahren eine mit 3 Manualen. Dann wollte ich nicht mehr mit der Maus arbeiten und echte Registerzüge vom Orgelbauer mussten her. Schweller, ein Crescendo. Dann zwei Schweller und ein dritter. Dann Registerzüge optimieren das sich diese selber ausfahren oder einfahren wenn man gespeicherte Register aufruft. Laptop weg und und und....

Inzwischen denke ich darüber nach tatsächlich ein oder zwei echte Register (z.B Flöten) zu bauen die neben den elektronischen Teil mitgespielt werden können... Meine Frau bekommt schon eine mittelschwere Krise wenn ich nur Orgel erwähne

Also pass auf

 

[Doc Brown]

@Christian_Hofmann in #33: Eben diese Produktvorstellungen und weitere meinte ich, sowie sinnlose Videos, die lediglich Leute beim basteln zeigen. Wie gesagt, ist alles leider ohne Baupläne und Masse, daher für mich nicht hilfreich.

Die Manuale wären mit den o.g. Nektar Impact GX61 vorgegeben. Die Sachen bei Midiboutiqe und Laukhuff sind riesig für Kirchen und mit den Angaben für Schreiner geeignet, die das Gehäuse dann auch noch individuell darum bauen können. Die Seiten habe ich bereits gesehen, haben mir jedoch für einen einfachen Aufbau (in der Art eines verbesserten Keyboard Ständers) nichts genutzt. Ich suche Zeichnungen mit Stückliste für Tisch, Bank und Pedal, nach denen ich mir das Material, u.U. nach leichten Anpassungen für das Nektar Keyboard, im Baumarkt richten lassen und Zuhause zusammen bauen kann.

Na also.
Ich hatte nie verstanden, warum ein leichtes Keyboard, das man schnell in die Ecke stellen kann so wichtig sein soll.
Eine Orgel bzw. ein brauchbarer Orgel-Spieltisch ist von Natur aus eben alles andere als handlich.

Dann wäre das somit in einer Wohnung kaum möglich. Viel größer als ein Keyboard mit Bank sollte es nicht sein. Bei einem Spieltisch könnte man möglicherweise Display, Notenpult/Tablet und Raspi, eher Platz sparend integrieren.

Mechanische Arbeiten mache ich eher ungern und eruiere daher den notwendigen Aufwand vorab, um abzuschätzen, ob ich die Zeit dafür investieren möchte. Daher sollte das Projekt diesbezüglich so einfach wie möglich sein.

Möglicherweise sollte ich eher ein Keyboard (bis 500€) mit Klangerzeuger (nur Kopfhörer, ohne Lautsprecher) wie z.B. das Korg i3 fertig kaufen. Eine Orgel sollte im GM eigentlich auch dabei sein.

 

[Be-3]

Die Manuale wären mit den o.g. Nektar Impact GX61 vorgegeben.

Ach so, die, ja. Leider haben die Tasten eine "Klaviertastenform", so dass die Tasten des oberen Manuals nicht über die Tasten des unteren Manuals überstehen können, aber bei zwei Manualen wäre das auch nicht so tragisch.
Trotzdem: Lieber nur ein Manual mit Pedal als zwei Manuale ohne Pedal.

Die Sachen bei Midiboutiqe und Laukhuff sind riesig für Kirchen und mit den Angaben für Schreiner geeignet, [...]
Die Seiten habe ich bereits gesehen, haben mir jedoch für einen einfachen Aufbau (in der Art eines verbesserten Keyboard Ständers) nichts genutzt.

Das hast Du gründlich missverstanden. Es geht um die Anordnung der Tastaturen zueinander (also die Abstände), und die kann man wunderbar aus den Plänen und Normen ablesen.

Und Du hast ja nach Abmessungen gefragt - was hast Du erwartet?
Wenn man die Position (horizontal und vertikal) der Tastaturen hat, ist doch das wichtigste bekannt. Dann eben noch ein passendes Gehäuse außenherum, wenn man mag mit Platz für alles, was man einbauen möchte.

Viel größer als ein Keyboard mit Bank sollte es nicht sein

Dann wird es halt mir "Orgel" schwierig.
Und "Bank" geht von Klavierhocker bis zu Orgelbank, die vergleichsweise riesig sein muss, um ein komplettes Vollpedal überspannen zu können.

Leider hat eine Orgel eine sehr großen Fußabdruck, alleine durch das Pedal. Da kann man auch nicht, wie bei einem Klavier, den Hocker näher heranrücken, um Platz zu sparen, wenn man nicht spielt.

Durch das Pedal ist auch die Breite des Ständers vorgegeben, das ist weitaus mehr als die Netto-5-Oktaven-Tastatur.

Möglicherweise sollte ich eher ein Keyboard (bis 500€) mit Klangerzeuger (nur Kopfhörer, ohne Lautsprecher) wie z.B. das Korg i3 fertig kaufen. Eine Orgel sollte im GM eigentlich auch dabei sein.

GM-Sounds klingen eigentlich immer schlecht, die ansonsten mitgelieferten "Pipe Organ Sounds" sind zum ernsthaften Orgelspielen auch nicht geeignet. Das sind ein bis maximal drei als "typisch" empfundene Pfeifenorgelklänge.

Was man aber braucht, ist die orgeltypische Art, aus einzelnen Registern die gewünschte Registrierung zusammenstellen zu können. Und, mit Verlaub, ohne Pedal geht ernsthaftes Orgelspiel sowieso nicht. Außer Chorbegleitung oder in kleinen barocke Besetzungen à la Truhenorgel.

Wenn "Keyboard" für Orgel-Sounds, dann ein spezialisiertes Sakralkeyboard. Das wird aber mindestens doppelt so teuer wie ein Korg i3, hat aber tausendfach bessere Pfeifenorgel-Klangmöglichkeiten.

Viele Grüße
Torsten

Edit
Alternative: Nimm doch einfach egal welches Keyboard mit egal welchen Sounds und suche Dir eine Kirche, in der Du Orgel üben kannst. So hat man das "früher" auch gemacht.

 

[Christian_Hofmann]

Ach so, die, ja. Leider haben die Tasten eine "Klaviertastenform", so dass die Tasten des oberen Manuals nicht über die Tasten des unteren Manuals überstehen können

Die Nektar Impact GX61 lassen sich leider auch nicht zerlegen wie andere Keyboards. Ich hatte damals auch mein zerlegt und musste feststellen man bekommt es aus dem Gehäuse nicht raus weil alles direkt an das Gehäuse geschraubt ist welches eben speziell geformt ist.

Mit dem günstigen Midi Start Keyboards ging das ohne Probleme. Hier mal ein paar alte Fotos

 

[Be-3]

Mit dem günstigen Midi Start Keyboards ging das ohne Probleme.

Ah, das sieht nach einer Fatar TP/9S aus.
Wie lustig: das waren auch die Tastaturen in meinem ersten Orgelbauprojekt.
Damals aus zwei "Studiologic SL61 plus" MIDI-Keyboards mit jeweils 5 Oktaven und Aftertouch.
Aftertouch ist als erstes rausgeflogen, weil es da um eine Hammond-Orgel ging, da hat man schon genug MIDI-Datenverkehr durch Expression-Pedal und die Zugriegel.

Und die Fatar-Tastaturen (alle) lassen sich sehr gut irgendwo reinschrauben.
Dass das mit den Nektarinen nicht so einfach geht, hätte ich nicht gedacht.

Viele Grüße
Torsten

 

[Doc Brown]

Nun bin ich doch etwas erstaunt: Das Nektar Impact GX61 MIDI Keyboard ist doch nicht für den Bau einer Orgel geeignet und man müsste welche von einem Orgelbauer anschaffen.

Das einfache Bastelprojekt, Orgel mit Raspberry Pi und MIDI Keyboard für Schüler, wie es sich anfänglich darstellte, explodiert nun zunehmend zu einer großen, aufwendigen Orgel, die leider die verfügbare Bauzeit und räumlichen Dimensionen sprengt.

Dann werde ich mich doch mit nur einer Flöte begnügen müssen.