MIDI für Vintage-Synthesizer

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HINWEIS: 

Aufgrund vieler Kundenanfragen wurde das MVS-Interface überarbeitet und liegt in einer Nachfolge-Version (Mark-II) vor. Näheres dazu ist auf der Seite MVS-MKII-Interface nachzulesen. 

Speziell für nicht-speicherbare Synthesizer (z.B. Korg Mono/Poly oder Roland Juno-6) steht auch eine noch preiswertere Lösung zur Verfügung: die hier nicht näher beschriebene MVS-SE-Version (Special-Edition) ersetzt bei gleichem Preis die bisherige MK-I-Version vollständig und bietet neben der standardmäßigen Möglichkeit zur analogen (!) Pitchbend- und Modulations-Steuerung auch die Option für die midisynchrone Arpeggiator-Ansteuerung.

Überblick

Unser universelles MVS-Interface (MIDI-for-Vintage-Synths) wurde zur Aufrüstung von solchen Musiksynthesizern entwickelt, die der "guten, alten" Analog-Generation angehören, den sogenannten "Vintage-Synths". Praktisch alle mehrstimmigen analogen Synthesizer verfügen intern über eine Steuerung mittels eines Mikroprozessors, nicht zuletzt um einmal gefundene Sound speicherbar und auf Knopfdruck wieder aufrufbar zu machen. Allerdings verfügen viele dieser klanglich einzigartigen Instrumente alleine deswegen nicht über die mittlerweile nicht mehr wegzudenkende MIDI-Schnittstelle, da sie bereits vor 1982 (dem Jahr der MIDI-Einführung) entwickelt wurden.

Zur Erläuterung von MIDI (Musical-Instrument-Digital-Interface) sei der Link auf WikiPedia empfohlen: MIDI-Einführung_Geschichte_und_Technik.

Vorausgesetzt ein analoger Synthesizer aus der Pre-MIDI-Ära verfügt über entsprechende Steuereingänge (Keyboard-CV & Trigger), dann wäre zur Steuerung der "analoger Schätze" ein sogenanntes MIDI-To-CV-Interface ein Ansatz. Der Vorteil, dass für eine Nachrüstung nicht in das Gerät eingegriffen werden muss, hat allerdings auch mehrere gravierende Nachteile. Einer davon ist, dass extern die MIDI-Kommandos in Spannungs- und Trigger-Signale umwandelt werden diese dann aber über separate Leitungen mit dem Synthesizer verbunden werden müssen. Bei monophonen Geräten kein großes Problem, bei einem polyphonen, achtstimmigen Synthesizer wird es aber schnell unübersichtlich, fehleranfällig und teuer. Darüber hinaus bleiben wichtige Spielhilfen (wie die Steuerung von Pitch-Bend und Modulation) meist außen vor.

Für viele der teuren Analogsynthesizer gab es schon vor Jahrzehnten spezielle "Retrokits" (auch "Retrofits" genannt), mit denen eine rudimentäre MIDI-Nachrüstung einiger Synthesizer möglich war. Mal abgesehen von den vergleichsweise hohen Preisen, sind diese heute höchstens noch für weit verbreitete "Flagschiffe" (Prophet-5, Jupiter-8 etc.) erhältlich, greifen tief in das Innenleben des "teuren Schätzchens" ein und sind für das jeweilige Modell festgelegt. Letzteres bedingt eben den vergleichsweise hohen Preis und - trotz meist guter Qualität und Leistungsfähigkeit - die Unattraktivität ihrer Wiederauflage.

MIDI für Vintage-Synths: das universelle MVS-Interface

Der hier vorgestellte Ansatz macht sich zunutze, dass praktisch alle polyphonen Tastatursynthesizer ihre Tastatur prozessorgesteuert abfragen. Dieses Tastatur-Scanning erfolgt üblicherweise in Form einer Matrix, also in Reihen und Spalten. Was liegt also näher, als dem Prozessor des Synthesizers "auf die Finger" zu schauen welche Taste er gerade abfragt und ihm - mit Hilfe eines anderen Prozessors - den Zustand "Taste gedrückt" oder "Taste nicht gedrückt" in Abhängigkeit von MIDI-Befehlen "vorzugaukeln".

In dem für das MVS-Interface erstellten Prospekt (PDF-Format ca. 650 KB) sind die wichtigsten Informationen in einem kurzen und prägnanten Überblick zusammengefasst.

Funktionsweise

Das universelle MVS-Interface hängt sich in die Tastaturabfrage des Synthesizers, überprüft ständig den laufenden Scanvorgang der Tastatur und gibt im geeigneten Augenblick das Signal "Taste gedrückt" aus. Mit dieser Methode sind zwar Synthesizer mit einer anschlagdynamischen Tastatur oder Expander (also Synthesizer ohne Tastatur) nicht nachrüstbar, andererseits erfolgt ein nur minimaler Eingriff in die Elektronik (praktisch nur an den Tastaturkontakten).

Stimmprobleme sind prinzipbedingt ausgeschlossen: da die eigene Tonhöhensteuerung des Synthesizers unverändert mit benutzt wird, kann auf eine kritische Digital-Analog-Wandlung von Spannungen für die Tonhöhensteuerung der einzelnen Noten verzichtet werden.

Zwei vorhandene Analog-Steuerausgänge mit 10-Bit-Auflösung können verschiedenen Aufgaben zugeordnet werden. Üblicherweise gehören dazu das Pitch-Bending und die Modulation, je nach Synthesizer können aber auch andere Features (wie z.B. Filter-Steuerung per Aftertouch des Masterkeyboards) Einsatz finden. Darüber hinaus gibt es noch einen Schaltausgang, der - soweit der Synthesizer dies unterstützt - z.B. als Sustain-Funktion (oft auch Damper genannt), Glide/Portamento On/Off, Arpeggio Start/Stop oder ähnliches benutzt werden kann.

Nach der Umrüstung ist die Tastatur des Synthesizers genauso problemlos benutzbar wie vorher, sie kann sogar während des Empfangs von MIDI-Noten gleichzeitig bespielt werden. Auch eventuell vorhandene Funktionen für Keyboard-Splitting, Glide oder Protamento bleiben selbstverständlich voll erhalten.

Die Reaktion des MVS-Interfaces auf eintreffende MIDI-Befehle erfolgt übrigens in Echtzeit. Minimale Verzögerungen entstehen alleine durch die MIDI-Übertragung und durch die Tastaturabfrage des Synthesizers selbst. Beide sind systembedingt nicht änderbar, liegen allerdings üblicherweise im Bereich von 1 bis 10 Millisekunden und dürften damit wohl vernachlässigbar sein.

Sollten für den jeweiligen Synthesizer Modifikationen für die üblichen Spielhilfen Pitch-Bending oder Modulation notwendig sein, so steht hierfür eine universelle (analoge) Anpassungselektronik zur Verfügung. Mit deren Einsatz - und durch geeignete Bestückungswahl - kann eine Justage vorhandener Steuerspannungen vorgenommen werden. Viele "Problemfälle" können so beseitigt und diverse Sonderwünsche berücksichtigt werden.

Einsatzgebiete

Ältere, analoge, ein- oder mehrstimmige Synthesizer, die nicht über eine MIDI-Schnittstelle verfügen (vgl. Vintage-Synths), können mit Hilfe des universellen MVS-Interfaces nachgerüstet werden. Somit können sie problemlos in heute übliche Synthesizer-Setups integriert werden und mit Sequenzerprogrammen vom Rechner aus ferngesteuert werden. Als positiver Nebeneffekt erhöht sich der Wiederverkaufwert des Instrumentes erheblich.

Die Aufrüstbarkeit eines analogen Synthesizers mit dem MVS-Interface kann üblicherweise an folgenden Kriterien festgemacht werden:

• Der Synthesizer wurde vor 1986 gebaut
     (sonst ist er sicherlich schon mit MIDI ausstattet)

• Der Synthesizer ist mehrstimmig (polyphon)
     (monophone Synthesizer führen in der Regel kein Tastatur-Scanning durch)

• Der Synthesizer verfügt über eine Tastatur mit vier oder mehr Oktaven
     (das trifft praktisch auf alle polyphonen Tasteninstrumente zu)

• Die Tastatur ist nicht anschlagdynamisch
     (sonst funktioniert die hier vorgestellte Lösung nicht)

• Ein integrierter Mikroprozessor steuert den Synthesizer
     (für den Laien zugegebenermaßen nicht so einfach zu prüfen...)

• Der Synthesizer verfügt über speicherbare Sounds
     (was in der Regel eine Prozessorsteuerung voraussetzt, vgl. vorherigen Punkt)

Die genannten Kriterien sind als Richtwerte und nicht als Dogma zu verstehen und es spielt auch keine Rolle, ob analoge Steuereingänge für Keyboard-CV & Trigger vorhanden sind (diese werden weder benötigt noch stören sie). Monophone Synthesizer verfügen in der Regel nicht über eine mikroprozessorgesteuerte Tastaturabfrage, hier wird man die gängigen MIDI-To-CV-Interfaces verwenden müssen.

Eine nach Hersteller und Modell geordnete Liste der midifizierbaren Analog-Synthesizer gibt eine Übersicht über die Einsatzmöglichkeiten des universellen MVS-Interfaces in polyphonen Musiksynthesizern.

Ursprünglich wurde das MVS-Interface nur für die MIDI-Nachrüstung analoger Tastatursynthesizern entworfen. Für die Matrix-Abfrage der Tastaturen stehen (für die Reihen und Spalten) insgesamt 19 Leitungen zur Verfügung. Da diese Leitungen als Ein- oder Ausgang frei definierbar sind, ergeben sich auch vielfältige andere Möglichkeiten (Licht- oder Effektesteuerung über Relais-Boards o.Ä.). Nehmen Sie bitte unverbindlich zu uns auf, damit wir Ihre MIDI-Problemlösung besprechen können.

Technische Daten und Ausführung

Stromversorgung: aufgrund der geringe Stromaufnahme erfolgt die Versorgung direkt aus dem Synthesizer (+5V, +/-15V) Anschlüsse: 1 x MIDI-In, 1 x MIDI-Through, 1 x LED (z.B. Optokoppler für Sustain/Damper od. MIDI-Activity), max. 11 Eingänge für Tastatur-Spalten, max. 8 Ausgänge für Tastatur-Reihen. MIDI-Modi: Omni-Mode, Poly-Mode (MIDI-Kanal über die Tastatur einstellbar). MIDI-Befehle: Note-On / Note-Off, Pitch-Wheel, Channel-Pressure (bzw. Aftertouch), alle Continuous-Controller (über verschiedene Modi zuweisbar), Sustain (bzw. Damper, Hold), All-Notes-Off, Omni-On/Off, Seq.-Stop, Active-Sensing, Reset. Reaktionszeit: kleiner als 1 Millisekunde (praktisch Echtzeit), (Verzögerung des Synthesizers üblicherweise < 10 ms). Sonderfunktionen: Sequencer-Mode zum Zurücksetzen der Analog-Kanäle bei Seq.-Stop, Steckbrücke für Sustain/Damper-Funktion, Steckbrücke für Sustain/Damper-Polarität, Steckkontakt für Funktions-LED (MIDI-Activity, MIDI-Error/Overflow). Ausführung: offene Leiterplatte (wird in den Synthesizer eingebaut) Abmessungen: 100 x 80 x 15 mm (LxBxH) Gewicht: kleiner als 100 g Einbau: In der Regel sind kleinere Anpassungen an den jeweiligen Synthesizer notwendig, sodass der Einbau generell durch die Firma RED-Robatum erfolgt. In einigen Fällen ist auch der zusätzliche Einbau einer Anpassungselektronik in den Synthesizer notwendig, was eine vorherige Absprache erfordert.

Auf der Seite MIDI-Implementation sind genauere Informationen zu MIDI-Modi und MIDI-Befehlen zu finden.

Zur Klärung eventueller Fragen zur Technik, zur Bestellung oder zu Preisen und Liefer- bzw. Einbauzeiten können Sie selbstverständlich jederzeit unverbindlich zu uns aufnehmen.

HINWEIS: Aufgrund vieler Kundenanfragen wurde das Interface mittlerweile überarbeitet und liegt nun auch in einer Nachfolge-Version (Mark-II) vor. Näheres dazu ist auf der Seite MVS-MKII-Interface nachzulesen.

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Stand: 02.10.2021