Spelpiano

Achtergrond

De player piano begint als een standaard, of niet-speler, akoestische piano. Het bevat een toetsenbord en wanneer de toetsen worden aangeslagen, slaan vilten hamers op gestemde metalen snaren om muzikale tonen te creëren. De ingewikkelde verzameling vilten hamers en verbindingsdelen wordt de 'piano-actie' genoemd. De pianoactie kan worden gemanipuleerd met de vingers van de muzikant, of, als de piano is uitgerust met een spelersysteem, kan de pianoactie worden bediend door de "speleractie" van de spelerpiano zelf.

De traditionele, rolbediende pianola heeft een pneumatische (luchtgedreven) spelersactie die de piano-actie bedient. Bij elke pianotoets hoort een slag, die lijkt op een miniatuurbalg. Terwijl elke spits pneumatisch wordt samengevouwen, wordt de bijbehorende toets ingedrukt om te spelen. De volledige set aanvallers omvat de actie van de speler. De speleractie "leest muziek" door gecodeerde perforaties in papierrollen te detecteren. Deze detectie wordt gedaan door een systeem van pneumatische buizen en kleppen, en, zoals de perforaties worden opgemerkt, vertelt het pneumatische systeem de stakers wanneer ze moeten instorten. Een elektrische vacuümmotor of pedalen die met de voet worden gepompt, leveren de pneumatische kracht.

De traditionele roll-player piano heeft verschillende nadelen. De speleractie moet tijdens de montage in de piano worden ingebouwd; het kan later niet worden toegevoegd. Ook drukken de pneumatische aanslagen hun toetsen slechts op één dynamisch niveau, zodat de noten van de muziek hoorbaar zijn, maar zonder zachte of luide variaties.

De moderne pianola heeft een spelersactie die elektronisch aangedreven solenoïden als spitsen gebruikt. Een solenoïde is een buisvormige spoel die werkt als een magneet wanneer deze wordt doorkruist door een elektrische stroom. De solenoïden reageren op signalen van een Musical Instrument Digital Interface of MIDI, de universele elektronische taal die wordt gesproken door toetsenborden, muzieksynthesizers en andere elektronische instrumenten. De MIDI is aanzienlijk geavanceerder dan het roll-player systeem, en speelt zowel de noten als de dynamiek zoals opgenomen door de muzikant. Bibliotheken met opgenomen muziek worden opgeslagen op diskettes of compact disks, zodat de piano vrijwel elk muziekstuk kan spelen. Indien uitgerust met de juiste software en elektronica, kan de player piano ook opgenomen vocalisten, instrumenten of een volledig symfonieorkest bespelen. Dankzij de gemeenschappelijke MIDI-taal kan het ook worden gekoppeld aan sequencers, drummachines, synthesizers en computers.

Geschiedenis

Toen koning Hendrik VIII van Engeland in 1547 stierf, werden zijn muziekinstrumenten geïnventariseerd, waaronder 'een instrument dat met een rad meegaat zonder erop te spelen'. Van vroege spelerpiano's was bekend dat ze werden gebouwd door pianobouwer Samuel Bidermann uit Augsburg, Duitsland. Hij rustte tijdens zijn leven van 1540 tot 1622 drie spinetten (kleine, rechtopstaande piano's) uit met vastgezette vaten die vergelijkbaar waren met die in speeldozen.

De belangstelling voor het uitvinden van een zelfspelende piano dook weer op in de late jaren 1890. Er werden verschillende mechanismen ontwikkeld en verkocht, maar de papierrollen waren niet uitwisselbaar. Melville Clark, een uitvinder en piano-ontwerper, ontwikkelde een gestandaardiseerde rolmaat van 88 noten voor de spelersindustrie en bouwde zijn Apollo-piano in 1901 volgens deze standaard. Tegen 1908 hadden andere fabrikanten zijn standaard overgenomen. De papierrollen werden geponst door dupliceermachines genaamd perforators van een masterrol die als patroon werd gebruikt. De meesterrollen werden moeizaam met de hand geponst door geschoolde arbeiders, rechtstreeks uit bladmuziek. Om deze productieproblemen te voorkomen, vond Clark in 1912 de "marking piano" uit. Zijn markerende piano sloeg de master roll-gegevens terwijl de muzikant een muziekstuk uitvoerde. De markeerpiano werd gebruikt van 1912 tot 1931.

Historische uitvoeringen van artiesten uit die tijd werden bewaard in live-opnames, en de markeringspiano maakte van de Roaring Twenties de hoogtijdagen van de pianola totdat de populariteit van de fonograaf en de radio deze overtrof. In 1926, het topjaar van de verkoop, werden meer dan 10 miljoen pianorollen verkocht. De markeringspiano werd in 1931 met pensioen gegaan, in 1971 gerestaureerd om de uitvoeringen van andere uitstekende artiesten vast te leggen, en in 1992 uitgeroepen tot nationaal historisch werktuigbouwkundig monument. 1970, en traditionele spelerpiano's en papierrollen worden nog steeds vervaardigd en verkocht.

In de jaren twintig begonnen experimenten met elektrische of elektromagnetische apparaten in plaats van de pianozangbodem. Elektronische piano's, keyboards en muzieksynthesizers gebruiken elektronische circuits of gestemde metalen stukken in plaats van snaren om geluid te produceren. Sommige genereren geluiden die die van een conventionele piano benaderen, maar ze worden het meest gewaardeerd voor het produceren van effecten die elektronisch worden gewijzigd ten opzichte van de akoestische pianostem. Elektronische toepassingen begonnen in de jaren zeventig te fuseren met de akoestische piano; akoestische piano's (in tegenstelling tot elektronische piano's) waren uitgerust met verschillende componenten, zoals digitale cassettedrives of computers, zodat de akoestische piano kon worden bespeeld met behulp van elektronische "hersenen" en kracht. Verschillende grote fabrikanten produceren nu disc-aangedreven player piano's, en systemen en software worden verkocht in kits om akoestische piano's om te bouwen tot spelers. Het instrument dat sinds de lagere school pianolessen niet meer gebruikt, kan zo worden omgebouwd tot een entertainmentcentrum. De rest van dit artikel zal zich richten op de fabricage van de schijfgestuurde piano.

Grondstoffen

Er worden in wezen geen grondstoffen rechtstreeks gebruikt bij de vervaardiging van schijfgestuurde spelerpiano's. Fabrikanten verstrekken specificaties aan leveranciers en kopen vervolgens de benodigde onderdelen van hen. Deze onderdelen kunnen in de fabriek geproduceerde akoestische piano's zijn waarin de spelersystemen zijn geïnstalleerd.

Ontwerp

Ingenieurs ontwerpen het pianosysteem en ontwikkelen nieuwe producten. De juridische staf van de fabrikant voert ondertussen een grondige patentonderzoek uit, zodat nieuwe benaderingen geen inbreuk maken op bestaande patenten en de eigen originele concepten van het bedrijf snel kunnen worden gepatenteerd. Prototypes worden met de hand geassembleerd, getest en geëvalueerd op verhandelbaarheid en haalbaarheid van constructie. De ingenieurs leveren ontwerpdetails en specificaties voor elk onderdeel van het product, inclusief elektrische, elektronische en mechanische onderdelen; tooling en speciale bewerking of montage; en vereisten voor bediening, installatie, testen, onderhoud en reparatie. Omdat er maar weinig onderdelen ter plaatse kunnen worden gemaakt, kan het zoeken naar onderdelen of leveranciers die ze kunnen maken wereldwijd zijn.

Software-ingenieurs moeten ook zorgen voor de programmering, zodat computerchips noten en gegevens die muzikale uitdrukkingen vertegenwoordigen, kunnen omzetten in elektronische signalen die de elektromagneten aandrijven. Voor deze gecompliceerde communicatie zijn mogelijk meer dan 1.000 pagina's computercode nodig.

Om een ​​brede markt aan te spreken, moet de player piano een breed scala aan muziek kunnen spelen, daarom is er ook een grote muziekbibliotheek in softwarevorm ontwikkeld en geüpdatet. De "codes" van traditionele pianorollen zijn niet gemakkelijk te vertalen naar de MIDI-taal, maar daadwerkelijke uitvoeringen zijn bij uitstek geschikt voor het digitale systeem omdat ze interpretatieve elementen overbrengen. Fabrikanten onderhouden hun eigen opnamestudio's en werven artiesten van naam om hun pianostijlen te spelen. Muziekeditors beoordelen de opgenomen uitvoeringen, corrigeren eventuele fouten of inconsistenties, of passen uitvoeringen aan in overeenstemming met de muziekpartituren, indien van toepassing. De juridische staf zorgt voor contracten, releases en licenties voor de muziek en uitvoeringen.

Het fabricageproces

Speler subassemblage

• 1 Het spelersgedeelte is de actie van de speler die bestaat uit 88 elektromagneten en plunjers die door de computer worden geactiveerd om de toetsen te verplaatsen. Het is gemaakt van reeds bestaande onderdelen die langs een assemblagelijn in elkaar worden gezet met behulp van een combinatie van handmatige assemblage en geautomatiseerde processen. De elektronica, inclusief de voeding, schakelkast, sleutelactiveringsapparatuur en onderlinge verbindingen, wordt aangestuurd door de componenten op een printplaat. Printplaten in paneelvorm (meerdere borden van dezelfde soort gemaakt op één groot paneel en gescheiden nadat componenten zijn geplaatst) worden gebruikt om geautomatiseerde montage te vergemakkelijken omdat componenten eenvoudig kunnen worden toegevoegd. Componenten van een enkele soort worden geleverd in lange rollen die door een geautomatiseerde sequencer worden gevoerd. De sequencer controleert of elk onderdeel correct is en organiseert vervolgens een reeks onderdelen in de juiste volgorde voor plaatsing in de printplaat. Sommige onderdelen worden gevormd, gevormd en in het bord gestoken door een geautomatiseerde dip-inserter die ook de geschiktheid van het onderdeel kan controleren. Andere onderdelen worden met de hand toegevoegd.
• 2 De onderdelen worden op hun plaats gesoldeerd door de printplaat door een golfsoldeermachine te halen. Het wast het bord met vloeimiddel om verontreinigingen te verwijderen, verwarmt het bord en de componenten door infraroodwarmte om thermische schokken te verminderen terwijl het bord wordt gesoldeerd, en passeert vervolgens de onderkant van het bord over een golf gesmolten soldeer. Het soldeer vloeit omhoog door elke component en perforatie van de plaat door capillaire werking naar het bovenoppervlak van de plaat. Het koelt en hardt uit, waardoor de componenten op hun plaats worden gefixeerd.
• 3 De voltooide printplaten worden geïnstalleerd in schakelkasten en getest als stap voor kwaliteitsborging. Software wordt geladen en de controleboxen worden geactiveerd gedurende een testperiode van twee dagen, of een "inbrand"-proces, dat de daadwerkelijke werking van het spelersysteem simuleert. Eventuele storingen gedurende die tijd worden gedetecteerd en gecorrigeerd.
• 4 Op een ander deel van de subassemblagelijn van de speler worden de elektromagneten en plunjers gemaakt en geïnstalleerd op een rail of steun. Magnetische draad wordt machinaal op de solenoïdebases gewikkeld en op zijn plaats verzegeld. Aan elke solenoïde zijn ook draadverbindingen bevestigd en de plunjerassemblages zijn gekoppeld aan solenoïdes. De spoelen en plunjers zijn gemonteerd op aluminium rails. Afhankelijk van de fabrikant variëren de solenoïde/plunjers in configuratie en kan de rail uit één stuk of uit meerdere secties bestaan. Railmontagebeugels zullen later worden gebruikt om de solenoïdes onder het pianotoetsenbord te monteren. Een soortgelijke montage is gemaakt om de pianopedalen te activeren.

Opnamestrook

• 5 De player piano kan ook muziek opnemen die op de piano wordt gespeeld als er een opnamestrip is geïnstalleerd; hierdoor kunnen studenten of uitvoerders hun werk afspelen en worden componisten geholpen bij het maken en reviseren van hun composities. De opnamestrip bestaat uit een montagerail en kleine elektronische filmschakelaars die in plastic zijn omhuld. Er is één schakelaar of vinger per toets; en de opnamestrook is gevoelig voor de toets of toetsen die worden aangeslagen, de duur dat ze worden ingedrukt en de snelheid of intensiteit (zacht of luid) per toetsaanslag. De opnamestrip is elektronisch gekoppeld aan de computer van de piano, waar signalen worden verwerkt tot MIDI-berichten. Deze gegevens kunnen worden opgeslagen op analoge media zoals een cassettespeler of videorecorder, of naar een diskettestation worden geleid. Het kan worden afgespeeld door de piano of een ander MIDI-compatibel instrument.

Disc-speler

• 6 De disc-speler en andere apparaten worden via de bedieningskast op de player piano aangesloten. Het kan een diskettestation, een cd-speler (cd) of beide zijn; player piano's kunnen ook worden aangesloten op videorecorders in combinatie met televisies of computermonitoren, zodat songteksten kunnen worden gesynchroniseerd voor meezingers of ander geprogrammeerd entertainment. De meeste fabrikanten kopen deze componenten en afstandsbedieningen daarvoor in bij externe leveranciers.

Begeleiding en sprekers

• 7 Een andere toegevoegde functie is dat de piano kan meespelen met allerlei opgenomen begeleidingen, waaronder zang, andere individuele instrumenten of een orkest. De "klankkasten" voor deze toevoegingen zijn elektronische luidsprekers die als accessoires voor de piano kunnen worden geleverd en die door leveranciers worden geleverd. Er wordt software toegevoegd om de overige klanken via het MIDI-systeem te leveren.

Piano-installatie

• 8 Op een andere assemblagelijn worden de subassemblage van de speler en de opnamestrip in een piano geïnstalleerd. De piano's worden geleverd door de eigen pianoafdeling van de fabrikant of een externe leverancier. Er wordt een gleuf in het hout onder het pianotoetsenbord gesneden, maar de structurele integriteit van de piano wordt niet aangetast. De solenoïde rail of set rails wordt onder de piano gemonteerd, zodat de plunjers onder de staarten van de toetsen zitten. De opnamestrip wordt op dezelfde manier geïnstalleerd. De solenoïde links met de pedalen zijn ook aangesloten, de bedieningskast is onder het toetsenbord gemonteerd en de voeding is aan de onderkant van de piano gemonteerd. De piano-actie moet op dit punt worden aangepast. De toetsen rusten op viltkussens die bij gebruik worden samengedrukt, dus de piano's zijn geprogrammeerd om 's nachts te spelen in een ander inbrandproces. Na een "concert" van 12 uur is het vilt samengedrukt. Vervolgens worden de componenten gecontroleerd om te zien of ze goed hebben gewerkt en wordt de piano-actie aangepast aan de viltcompressie. De piano's worden verpakt en verzonden wanneer de installatie is voltooid.

Kit montage

• 9 Sommige fabrikanten leveren hun disc-aangedreven systemen in kits die kunnen worden gebruikt om standaard piano's achteraf aan te passen aan spelers. Als de voltooide subassemblages, schakelkasten en voedingen en opnamestrips van de assemblagelijnen komen, worden ze verpakt en opgeslagen. Kits worden vervolgens verpakt met deze eenheden, evenals schijfspelers en accessoires. De kits worden verzonden naar installateurs die speciaal zijn opgeleid om het systeem van de betreffende fabrikant te installeren. De installatie duurt meestal maximaal twee dagen, inclusief een nachtelijke inbrandsessie, waarna de piano-actie wordt aangepast en de werking van de componenten wordt gecontroleerd zoals ze in de fabriek zijn.

Kwaliteitscontrole

Kwaliteitscontrole is essentieel in elke productiestap. Omdat onderdelen van leveranciers over de hele wereld worden ontvangen, worden ze gecontroleerd op naleving van specificaties en andere technische vereisten. Langs de subassemblagelijn van de speler voeren werknemers kwaliteitscontroles uit als onderdeel van hun verantwoordelijkheid. Als bijvoorbeeld printplaten uit de golfsoldeermachine komen, inspecteert de bediener de printplaat om te zien dat onderdelen op hun plaats zijn gesoldeerd, dat er geen soldeeroverbrugging is opgetreden van het ene onderdeel naar het andere en dat het bord zelf niet kromgetrokken of gebarsten is. De operator bewaakt de machine ook op temperatuur van het soldeer en de algehele werking van de machine. Elektronische assemblages moeten ook voldoen aan de vereisten van Underwriters' Laboratories (UL). UL-vertegenwoordigers bezoeken de fabrikanten regelmatig en willekeurig om te controleren op naleving van hun materialen, bewerkingen en veiligheidscodes. Andere kwaliteitscontroles, zoals het inbranden van bedieningskasten en piano-acties, zijn zoals beschreven in het productieproces geïntegreerd.

De Toekomst

Akoestische piano's zijn instrumenten die al lang favoriet zijn bij luisteraars, en hun toekomst wordt verzekerd door de disc-aangedreven spelerpiano die de geluiden en entertainmentvoordelen biedt zonder dat de luisteraar een virtuoos hoeft te worden. Disc-aangedreven spelerpiano's hebben geleid tot een aanzienlijke stijging van de verkoop van piano's en worden gezien als de groeisector van de industrie. In de toekomst van de disc-driven player piano streven fabrikanten ernaar om speelnuances te reproduceren. Verdere samensmelting van technologieën lijkt ook waarschijnlijk, aangezien professionele opnamestudio's worden gebruikt om muziek in te voeren en omdat er methoden worden gevonden om de pianola te koppelen aan andere elektronische media.