<Ubu>
Helemaal bij het begin van de 21e eeuw staken twee fans van ons werk in het atelier voor instrumentenbouw een wrak van wat ooit een harmonium moet zijn geweest binnen. Slechts de houten struktuur waarop de doorslaande tongen vastgevezen zitten was overgebleven... Jarenlang lag het wrak zowat te verstoffen in ons atelier tot we ons weer eens bogen over de problemen met <Bako>. Deze robot werkt eigenlijk naar behoren, maar blijkt toch behept met een intrinsieke karaktereigenschap die de eenvoudige toepasbaarheid in orchestraties voor het robotorkest bemoeilijken: de op en neergaande balg heeft voor gevolg dat wanneer diens bewegingsrichting omkeert, de luchtdruk ook eventjes wegvalt met een onderbreking van de klinkende toon voor gevolg. Een probleem dat bij zulk ontwerp principieel onoplosbaar is. Het harmoniumwrak dat we hadden is uitgerust met doorslaande tongen die in het 16-voet register beginnen bij midi noot 24. Dat kwam alvast aardig in de buurt van een alternatief voor <Bako>. Een tweede element dat een rol speelde in de ontwikkeling van de ideeen rond een mogelijke <Ubu> robot was het lelijke kleine eendje van het robotorkest, met name <Melauton>, een automatische melodica die door gebrek aan middelen nooit van een dure maar stil werkende radiaalcompressor kon worden voorzien. (Laten we niet vergeten dat onze werking sinds 2017 grondig verstoord wordt door de schrapping van onze strukturele subsidiering, iets waarvoor alleen Piet Van Bockstal, Francis Maes en Frederic Styns verantwoordelijk kunnen worden gesteld). Op de lokale rommelmarkt in Gent kochten we voor een prikje in 2022 een erg bruikbare radiaalkompressor van Hollands fabrikaat (EMJ, Utrecht) en die zou een geschikte windvoorziening kunnen worden voor zowel het harmonium als de melodica. We vermoeden dat de compressor afkomstig moet zijn geweest uit het atelier van Oscar Grymonprez, een Gentse bouwer van orchestrions... Dit bracht ons op het idee, het projekt als een moeder-met-kind ontwerp uit te werken. Van het harmonium gebruiken we dan alleen het laag register (noten 24 tot 64) , terwijl de sopraan gevormd wordt door de melodica ( 60 tot 84 in midi noten).
Uit een grondige analyse van het toch wat verstoft geraakte harmoniumwrak, blijkt te gaan om een drukwindharmonium. Er zijn twee rijen tongen, een voor een 8-voet register en een tweede voor een 16-voet. De tooncancellen blijken uitgevoerd als Helmholtz resonatoren wat erop wijst dat het ooit een degelijk professioneel gebouwd instrument moet zijn geweest.

Voor de automatisering gebruikten we eenzelfde type cylindrische elektromagneten als eerder gebruikt voor <Sper>, een spinet. Om bijgeluiden bij het loslaten van de toets zoveel mogelijk te vermijden, pasten we ook hier het ontwerp van een pulse-hold schakeling met soft release toe: Hoewel de toepassing van velocity sturing hier op zich weinig muzikale zin heeft -een harmonium is nu eenmaal niet aanslaggevoelig en bovendien is de klankopbouw, zeker in de bas, sowieso eerder aan de luie kant- pasten we toch een schakeling toe waarbij velocity is geimplementeerd. Dit laat ons toe de ideale aanslag in de firmware vast te leggen zodat de gebruiker van die kontroleparameter verlost kan worden. Deze techniek pasten we eerder al met sukses toe in <Cemba> en <Sper>.

Midi implementation and mapping:

The midi channel this robot listens to is 1. Athough velocity is implemented, by default an internal look-up table is used replacing any value fifferent than one the user sends. If users want to override this default behaviour, users have to send controller #80.

Lights:

note 120:

note 121: .
note 122:
note 123:.
note 124:
note 125:.
note 126-127: not yet mounted lights, reserved for future uses.

Controllers:

#1: controller 1: Wind valve, inlet control
#3: controller 3: Vibrato depth for the horn [default setting 8]
#4: controller 4: vibrato speed for the horn [default setting 94]
#5: controller 5: tremolo depth (amplitude modulation) for the horn [default setting 4]
#6: controller 6: tremolo speed for the horn. [default setting 20]
#7: controller 7: volume control - global volume and wind pressure [default setting:100]

#66: Power on / off. This command also resets all controllers to their default cold-boot values.
#69: Enable or disable automation of the lights. Default value : > 0, ON. To switch this off, send controller with value = 0.
#80: automatic velocities (0) or user velocities (>0)
#90: automatic wind controll or user wind controll

#123: All notes off. Also switches off the lights.

• sizes: w = 650 mm, d = 360 mm, h = 760 mm
• weight: 40 kg (first estimate)
• power: < 200 Watt / 230 V
• tuning: A = 440 Hz
• Ambitus: midi note 24 to 64 (harmonium) 60 to 84 (melodica)
• polyphony: 20 notes
• Loudness level: 84 dB (first estimate)
• Insurance value: 8.000 Euro (first estimate)

• Mattias Parent
• Bert Vandekerckhove

Music composed for <Ubu>:

To do:

• Note hold-velo PCB's
• Midi hub board
• flexible tubes connecting upper end lower part.
• firmware

Back to Logos-Projects page : projects.html

Back to Main Logos page:index.html

To Godfried-Willem Raes personal homepage...

To Instrument catalogue

Bouwdagboek:

10.01.1996: Twee fans van ons werk in het atelier steken een wrak van wat ooit een harmonium moet zijn geweest binnen. Slechts de houten struktuur waarop de doorslaande tongen vastgevezen zitten was overgebleven...
12.09.2025: Analyse van het intussen toch wat verstoft geraakte harmoniumwrak: het blijkt te gaan om een drukwindharmonium. Er zijn twee rijen rieten, een voor een 8-voet register en een tweede voor een 16-voet. De tessituur loopt van midi noot 36 tot 96. (C3 - C8). Voor het 16-voet register is dit dan 24 - 84. De diapason blijkt op 440 Hz te staan. De tongen zijn van uitstekende kwaliteit...
13.09.2025: Er blijkt wat houtworm aanwezig te zijn. We behandelden dit onmiddellijk met een houtwormbestrijdingsprodukt. Twee tongen ontbreken helaas:
14.09.2025: De tongen blijken -anders dan bij de ons vertrouwde zuigwindharmoniums- gemonteerd op een soort Helmholtz resonatoren. De gepolsterde ventielen zijn gemonteerd over de uitgangen van deze resonatoren. Dit moet de klank ongetwiijfeld heel wat beter hebben gemaakt dan wat we van dergelijke instrumenten gewend zijn.
15.09.2025: tentatief begonnen met een en ander terug in speelbare staat te brengen. Verschillende pads moesten we van nieuw leder voorzien en alle veren dienden te worden nagezien.
16.09.2025: Zou deze radiaalkompressor -een Hollands fabrikaat- geschikt kunnen zijn? Zoals te zien op de schildplaat, een vrij normale 2800 rpm asynchrone motor met een vermogen van 150 W, evenwel niet gewikkeld voor driefazenstroom. De start kondensator heeft een waarde van 2 uF en er zijn twee in serie geschakelde wikkelingen. De waarde van de kondensator is onzeker. Met 2uF start de motor wat moeizaam op maar werkt goed. Met 4uF verloopt het starten beter maar merken we wel wat verwarming van de motor op. De formule voor de berekening van de kondensator ( C=P.r.1000 / U.U.f) levert 3.6uF op wanneer we voor r (rendement in procent) 70 invullen en de werkspanning op 240V nemen. P is het nominaal vemogen , U de werkspanning en f de frekwentie. Een klassieke 3-fasige motorcontroller zullen we dus niet kunnen gebruiken hier. We zullen veeleer de aanpak moeten overnemen van wat we deden in bouw en ontwerp van onze <Pos> robot, een orgeltje, al is daar nog heel wat ruimte voor verbeteringen...
17.09.2025: De vijsjes waarmee de doorslaande tongen bevestigd zijn, blijken allemaal erg roest. We gaan ze moeten vervangen met messing exemplaren, zoals het eigenlijk hoort in de professionele instrumentenbouw.. Op de foto zien we onderaan de tongen voor het 16-voet register (noten 24 tot 52) en bovenaan het 8-voet register (noten 36 tot 64). De tongen voor de noten 30 en 41 in het 16-voet register blijken niet origineel te zijn.
18.09.2025: Immunotherapie... dus weinig tijd voor verder werk aan <Ubu>. Messing bolkopvijsjes 2mm x 10 mm niet meer verkrijgbaar bij De Coene-Simons... We zullen bij Fabory op zoek moeten gaan. Bij deze is ook de naam van het bouwprojekt bepaald. Projekt getoond en uitgelegd aan Mattias Parent.
19.09.2025: Dertig elektromagneten besteld bij Conrad (ca. 500 euro...). Diameter 16 mm , 5.5 Watt, 12 V. Dit is hetzelfde type als gebruikt voor de <Sper> robot. Windlade in twee stukken gezaagd, aangezien we alleen de baskant willen aanwenden hier. De struktuur van de Helmholtz resonatoren is nu helemaal duidelijk.
20.09.2025: Nieuwe afsluitende zijwand gemaakt in meranti hout, 26 mm dik, 295 x 79 mm. Vastgezet met 4 inox schroeven en lijm. Dit stuk moet in principe nooit meer losgenomen worden.
21.09.2025: Windlade gesloten; aansluiting van alvast 1 windinlaat, diameter 40mm, gemaakt zodat we een eerste test kunnen doen. Radiaalkompressor eveneens van een aanpasstuk voor pneumafoonslang voorzien. De geluidsterkte van de laagste tongen blijkt bij deze eerste proefnemingen erg onbevredigend: is de druk te laag of hebben we te weinig lucht? Ook het aanspreken van de lage tongen is erg moeizaam. De schade door houtworm aan de tooncancellen blijkt erger dan op het eerste zicht beoordeeld.
22.09.2025: Windlade helemaal dicht gemaakt, maar de houtwormgaten blijven nog bijzonder veel lucht te laten ontsnappen... Alle tongen in het 16' register spreken nu wel aan, zij heel traag voor de laagste kwint. Alle kleppen losmaken en het hele bovenblad grondig behandelen en dichtstoppen van alle gaatjes en barstjes blijkt noodzakelijk. Levering door Conrad van de nodige solenoiden, type ITS-LZ-1642-D-12VDC. Kostprijs: 532 Euro.
23.09.2025: Konstruktie van de drager voor de elektromagneten: inox plaat, 2 mm dik, geplooid onder 90 graden. Lengte: 490 mm. Alle gaten geboord, diameter 11.5 mm. Wormgaatjes gestopt met zgn. kneedbaar hout. Bovenplaat waarop de paletten rusten terug helemaal vlakgeschuurd en barstjes gedicht. Winddichting aangebracht voor de onderste afsluitplank.
24.09.2025: Testmontage van enkele elektromagneten: Konstruktie van een windklep -tevens geluidsdemper- op de inlaat van de radiaalkompressor: De bevestiging op de motor is met acht M4 boutjes. Konstruktie en ontwerp van de windbuffer met aansluiting op de motor. Raar maar waar: de aansluiting op de uitlaat maakt gebruik van 1/4" imperiale schroefdraad... De 40 mm aansluitingen voor de windvoorziening naar de windlade komen aan de bovenkant. Die voor <Melauton> aan de vertikale voorzijde.
25.09.2025 - 26.09.2025: Verder werk aan de windbuffer- en verdeeldoos. Zo monteerden we de kraan waarop <Melauton> kan worden aangesloten: In de zijkant van de zeshoekige aansluiting boorden we vier gaatjes (3.2mm) waarin de M4 schroefdraad tapten. Daaraan schroefden we L-hoekjes geplooid uit 2 mm inox plaat waarmee we de 5 1/4" kraan op het houten paneel van de verdeeldoos stevig bevestigden. De gesloten verdeeldoos ziet er nu zo uit: De aansluitingen voor het harmonium zitten aan de bovenkant.
27.09.2025: Verdeeldoos van een laagje vernis voorzien. Ontwerp en begin konstruktie van het onderste deel van het wielstel. De afmetingen van de robot liggen nu zo goed als vast: 650 mm breedte, 350 mm diepte. De hoogte -nog wat onzeker nu- ca. 750 mm. Laswerk onderstel. Konstruktie van de 10 mm doorlopende as voor de achterwielen, diameter 250 mm.
28.09.2025: Zwenkwielen aan de voorkant zouden een bouwhoogte moeten hebben van 120 mm. We hebben echter slechts wielen van 100 mm op voorraad. We gaan ze dan maar op afstandsbussen monteren. U-dragers gelast. Voor de vertikale delen gebruikten we inox buis 22 mm x 2. Zaaglengte acheraan 450 mm, vooraan 493 mm. De horizontale legger achteraan is 40 x 40 x 3 x 300 L-profiel, die vooraan is plat inox 50 x 3 x 300 .
29.09.2025: Lassen van de vertikale buizen en eerste proefmontage: Zicht met radiaalkompressor:
30.09.2025: Berekening van de dimensionering van de voedingen. Wanneer we de houdspannning op 12V nemen, moet de overeenkomstige voeding een vermogen kunnen leveren van 160 W, bij onbepekte polyfonie. (dus 19 noten). Bij 9 V hold-spanning en volledige polyfonie, kunnen we volstaan met een 100 W voeding. De vraag is alleen of de kompressor wel voldoende lucht levert voor 29 noten simultaan... Atelierwerk ligt stil omwille van raad van bestuur waarop bijzonder pijnlijke beslissingen moeten worden genomen...
01.10.2025: Voorzieningen genomen in GMT voor een volledige ondersteuning van <Ubu>. Ook een icoontje maakten we aan: Een 12V - 100W schakelende voeding hebben we nog op voorraad, alleen de 4A/traag zekering binnenin was bij een eerdere toepassing gesneuveld. Die voeding kan afgeregeld worden tot zelfs 9V. Ook een 24V 6.3A voeding hebben we nog in voorraad, merk XP-Power. Extra kosten voor voedingskomponenten zullen we dus niet hebben. Een MP240D4 zero-cross optisch gescheiden relais moeten we opnieuw bestellen bij Farnell. Kost, ca. 50 euro. De montage van de voedingen kan, mits we geschikte beugels maken, onderaan de robot gebeuren.
02.10.2025: Trug uit het ziekenhuis na een behandeling met immuuntherapie, terug aan de slag: nameten van de minimaal noodzakelijke houdkracht evenals van de minimale aanslagspanning. Kleven van Teflon strookjes op de pallethefbomen zodanig dat onze rubber voetjes wat kunnen glijden. Dit Teflon plakband hadden we nog op voorraad na de konstruktie van de <Reco> robots.

References:

• Benade, Arthur .H., "Fundamentals of Musical Acoustics". Ed.: Oxford University Press, 1976.
• Goddijn, Hans "Bouw zelf uw elektronisch orgel", ed. Kluwer,Deventer 1977. (ISBN 90 2010 851 4)
• Ord-Hume, Arthur W.J. "Barrel Organ"
• Raes, Godfried-Willem, "Kursus Akoestiek", Ghent University College 1982/2014, Internet: http://www.logosfoundation.org/kursus/4023.html [zie ook de hoofdstukken over stemmingen: /kursus/index.html]:
• Raes, Godfried-Willem, "Expression control in musical automatons", 1977/2020,
• Raes, Godfried-Willem, "Logos @ 50, het kloppend hart van de avant-gardemuziek in Vlaanderen", ed. Stichting Kunstboek, Oostkamp, 2018.
• Raes, Godfried-Willem, "Muzikale Robots", 2025

by Godfried-Willem Raes

• Omzettingstabel midi noten naar frekwenties

Maintenance instructions:

Circuit overview:

the 12V power supply has an internal fuse, rated 4A slow.

Geschatte kost voor bouw en ontwerp van deze robot

1.- materialen:

2.- arbeid: