STRÖME & TÖNE

Im Projekt "Ströme & Töne" ging es um den Bau von Maschinen zur Klangerzeugung. Neben den direkt durch die jeweilige Maschine erzeugten Geräusche, sollte zudem jeder dieser Aufbauten je ein Effektgerät oder Synthesizer steuern. So wurde neben der direkten Tonabnahme durch Mikrofone und Piezoelemente auch Control Voltage zur Steuerung der zusätzlichen Geräte generiert. Diese Control Voltage wurde über unterschiedliche Mikrocontroller ausgegeben, die wiederum durch verschiedene Mechanismen, etwa ebenfalls durch Piezoelemente oder durch Lichtschranken, Abstandssensoren oder der gleichen getriggert wurden.

Die in unserer Gruppe gebaute Maschine besteht aus drei Wasserreservoirs in aufgeschnittenen, umgedrehten Flaschen, die zum Tropfen gebracht werden können. Diese variabel einstellbaren Tropfen generieren, über unter den Flaschen angebrachte Elemente, einen Rhythmus. Gleichzeitig wird über diese Tropfen ein Signal zur Control Voltage-Generierung erzeugt. Erreichen die Flaschen den, über einen Sensor bestimmten, Mindestfüllstand wird eine, über ein Rad angetriebene, Kolbenpumpe auf Basis einer Einwegspritze eingeschaltet und das im Becken unterhalb der Maschine gesammelte Wasser zurück in die jeweilige Flasche gepumpt. Ist der voreingestellte maximale Wasserstand erreicht stoppt die Pumpe. Während die Pumpen laufen werden über die sich drehenden Räder zusätzliche Signale zur Steuerung des Soundmoduls erzeugt.
Das von uns verwendete, zu steuernde Modul war das tELHARMONIC von Make Noise. Das tELHARMONIC ist ein Synthesizer, der kurz gesagt in der Lage ist unterschiedliche, drei stimmige Harmonien eines Grundtones zu generieren. Zudem beinhaltet es eine kleine Effekteinheit mit der die erzeugten Töne weiter verändert werden können.

Um die Flaschen zum tropfen zu bringen und eine Möglichkeit zur Steuerung und somit Änderung der Tropfen beim Spiel zu ermöglichen wurde eine entsprechende Mechanik entwickelt. Über einen Servo wird ein im Flaschendeckel angebrachter Hahn geöffnet. So kann die Tropfrate über den Winkel des Servos bestimmt werden. Die so mit den beiden äußeren Flaschen erzeugten Tropfen passieren jeweils eine Lichtschranke, die von einem Mikrocontroller registriert und zur Steuerung des Synthesizers genutzt wird. Bei der mittleren Flasche dient ein leicht modifizierter Tropfsensor zur Signalgenerierung. Des Weiteren werden durch die Tropfen direkt Töne erzeugt. Dies geschieht durch das Auftreffen auf, mit PE-Folie und Aluminiumfolie bespannte, Rahmen sowie einer Blechdose. Die Blechdose kann zusätzlich noch in Rotation versetzt werden, sodass sich der erzeugte Ton je nach getroffener Seite ändert. Das abtropfende Wasser wird in einem Becken am Boden der Maschine aufgefangen.
In jeder Flasche befinden sich ein Sensor für den maximalen und den minimalen Füllstand. Wird der minimale Füllstand erreicht, setzt sich ein Rad oberhalb der jeweiligen Flasche in Bewegung und treibt eine Kolbenpumpe an, über die das Wasser des Auffangbeckens zurück in die Flasche gepumpt wird bis der Sensor des maximalen Füllstandes erreicht ist. An den Rädern selber sind zusätzliche Sensoren angebracht, über die sich Control Voltage für den Effektbereich des Synthesizers erzeugen lässt. Zum einen wird ein Hallsensor benutzt, mit dem, auf das entsprechende Rad gesetzte Magnete beim Vorbeikommen, in Control Voltage Werte umgewandelt werden können. Zum anderen kommt eine Gabellichtschranke, die Werte über eine Scheibe mit Farbverlauf (Durchsichtig zu Schwarz) erzeugt und ein Abstandsensor mit dem entsprechenden Aufsatz des Rades zum Einsatz.

Über die Tropfen wird so ein Beat erzeugt, während die von den Tropfen abgenommenen Signale die Harmonien des Synthesizers steuern. Jedes Mal, wenn eines der Räder der Pumpen sich in Bewegung setzt oder stoppt, werden unter anderem die Werte für den jeweiligen Servo der entsprechenden Flasche auf einen neuen, zufälligen Wert gesetzt und somit der Rhythmus geändert. Gleichzeitig werden beim Betrieb der Räder Effekte zugeschaltet, deren Werte über diese Räder bestimmt werden.


Der Kurs wurde mit einem Konzert der fünf in den unterschiedlichen Gruppen gebauten Maschinen zum Abschluss gebracht. Das obige Video zeigt unsere Maschine bei einer der Proben zum Konzert.

Im Grunde bietet die Maschine die Möglichkeit einer komplett automatischen Tonerzeugung und einem selbständigen Spiel des Synthesizers. Allerdings sind die benötigten Zeiten, bis eine der Flaschen leergelaufen oder wieder aufgefüllt ist, derweilen recht lang, sodass während der Performance unter Anderem immer wieder die Sensoren für den Füllstand angepasst wurden, damit in der zur Verfügung stehenden Zeit ein wenig mehr Variation ins Spiel kommt.


Eine Performance aller fünf entstandenen Maschinen zeigt das zweite Video. Dieses wurde während des Konzertes, von Prof. Claudius Lazzeroni, der den Kurs zusammen mit Prof. Thomas Neuhaus geleitet hat, aufgenommen und im Anschluss geschnitten.