Piano Player

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Antecedentes

O piano automático começa como um piano acústico padrão ou não instrumentista. Ele contém um teclado e, quando as teclas são pressionadas, martelos de feltro golpeiam cordas de metal afinadas para criar tons musicais. A intrincada coleção de martelos de feltro e peças de conexão é chamada de "ação de piano". A ação do piano pode ser manipulada com os dedos do músico ou, se o piano estiver equipado com um sistema de tocador, a ação do piano pode ser operada pela "ação do tocador" do próprio piano tocador.

O piano tradicional operado por rolo tem uma ação pneumática (acionada por ar) que opera a ação do piano. Associado a cada tecla de piano está um percussor, que se assemelha a um fole em miniatura. À medida que cada atacante é recolhido pneumaticamente, sua tecla correspondente é pressionada para jogar. O conjunto completo de atacantes compreende a ação do jogador. A ação do jogador "lê música" detectando perfurações codificadas em rolos de papel. Essa detecção é feita por um sistema de tubos e válvulas pneumáticas e, conforme as perfurações são notadas, o sistema pneumático informa aos atacantes quando entrar em colapso. Um motor elétrico a vácuo ou pedais que são bombeados a pé fornecem a energia pneumática.

O piano tradicional tem várias desvantagens. A ação do jogador deve ser construída no piano durante a montagem; não pode ser adicionado mais tarde. Além disso, os percussores pneumáticos pressionam suas teclas em um nível dinâmico apenas, de modo que as notas da música são ouvidas, mas sem variações suaves ou altas.

O piano moderno tem uma ação de jogador que usa solenóides acionados eletronicamente como golpistas. Um solenóide é uma bobina tubular que atua como um ímã quando atravessada por uma corrente elétrica. Os solenóides respondem aos sinais de uma Interface Digital de Instrumento Musical ou MIDI, que é a linguagem eletrônica universal falada por teclados, sintetizadores musicais e outros instrumentos eletrônicos. O MIDI é consideravelmente mais sofisticado do que o sistema roll-player e reproduz as notas e a dinâmica gravadas pelo músico. Bibliotecas de música gravada são armazenadas em disquetes ou discos compactos para que o piano possa tocar virtualmente qualquer peça musical. Se equipado com software e eletrônicos apropriados, o piano mecânico também pode tocar vocalistas, instrumentos gravados ou uma orquestra sinfônica completa. Graças à linguagem MIDI comum, ele também pode ser vinculado a sequenciadores, baterias eletrônicas e sintetizadores, bem como a computadores.

História

Quando o rei Henrique VIII da Inglaterra morreu em 1547, seus instrumentos musicais foram inventariados e, entre eles, estava "um instrumento que anda com um whele sem tocar". Sabe-se que os primeiros pianos foram construídos pelo construtor Samuel Bidermann de Augsburg, Alemanha. Ele equipou três spinets (pianos pequenos e verticais) com barris fixos semelhantes aos das caixas de música durante sua vida de 1540 a 1622.

O interesse em inventar um piano que tocasse sozinho ressurgiu no final da década de 1890. Vários mecanismos diferentes foram desenvolvidos e vendidos, mas os rolos de papel não eram intercambiáveis. Melville Clark, um inventor e designer de pianos, desenvolveu um tamanho de rolo padronizado de 88 notas para a indústria de tocadores e construiu seu piano tocador Apollo com esse padrão em 1901. Em 1908, outros fabricantes haviam adotado seu padrão. Os rolos de papel foram perfurados por máquinas duplicadoras chamadas perfuradoras, a partir de um rolo master usado como padrão. Os rolos master eram tediosamente perfurados à mão por trabalhadores qualificados diretamente da partitura. Para evitar essa dificuldade de produção, Clark inventou o "piano de marcação" em 1912. Seu piano de marcação perfurou os dados mestre do rolo enquanto o músico executava uma peça musical. O piano de marcação foi usado de 1912 a 1931.

Performances históricas de artistas da época foram preservadas em gravações ao vivo, e o piano de marcação fez dos Roaring Twenties o apogeu do piano mecânico, até que a popularidade do fonógrafo e do rádio o ultrapassou. Em 1926, seu ano de pico de vendas, mais de 10 milhões de rolos de piano foram vendidos. O piano de marcação foi aposentado em 1931, restaurado em 1971 para gravar as performances de outros artistas proeminentes e designado um marco histórico nacional da engenharia mecânica em 1992. Após vendas baixas de todos os tempos na década de 1950, os pianos roll-player experimentaram um renascimento no 1970, e os tradicionais pianos e rolos de papel ainda são fabricados e vendidos.

Na década de 1920, experimentos começaram com dispositivos elétricos ou eletromagnéticos no lugar da caixa de ressonância do piano. Pianos eletrônicos, teclados e sintetizadores musicais usam circuitos eletrônicos ou peças de metal afinadas em vez de cordas para produzir som. Alguns geram sons semelhantes aos de um piano convencional, mas são mais valiosos para produzir efeitos que são alterados eletronicamente a partir da voz do piano acústico. As aplicações eletrônicas começaram a se fundir com o piano acústico na década de 1970; Os pianos acústicos (em oposição aos pianos eletrônicos) eram equipados com vários componentes, como drives de cassetes digitais ou computadores, para permitir que o piano acústico fosse tocado usando "cérebros" eletrônicos e potência. Diversos fabricantes importantes agora produzem pianos reprodutores acionados por disco, e os sistemas e software são vendidos em kits para converter pianos acústicos em reprodutores. O instrumento que ficou ocioso desde as aulas de piano do ensino fundamental pode, portanto, ser convertido em um centro de entretenimento. O restante deste artigo se concentrará na fabricação de piano a disco.

Matérias-primas

Basicamente, nenhuma matéria-prima é usada diretamente na manufatura de pianos tocadores de disco. Os fabricantes fornecem especificações aos fornecedores e, em seguida, adquirem as peças necessárias deles. Essas peças podem incluir pianos acústicos produzidos na fábrica, nos quais os sistemas de reprodução são instalados.

Design

Os engenheiros projetam o sistema de pianola e desenvolvem novos produtos. Enquanto isso, a equipe jurídica do fabricante realiza uma pesquisa completa de patentes para que novas abordagens não infrinjam as patentes existentes e os próprios conceitos originais da empresa possam ser patenteados prontamente. Os protótipos são montados manualmente, testados e avaliados quanto à comercialização e viabilidade de construção. Os engenheiros fornecem detalhes de design e especificações para cada componente do produto, incluindo peças elétricas, eletrônicas e mecânicas; ferramentas e usinagem especial ou montagem; e requisitos para operação, instalação, teste, manutenção e reparo. Como poucas peças podem ser feitas no local, a busca por peças ou fornecedores capazes de fabricá-las pode ser mundial.

Os engenheiros de software também devem fornecer a programação para que os chips de computador possam converter notas e dados que representam expressões musicais em sinais eletrônicos que acionam os solenóides. Mais de 1.000 páginas de código de computador podem ser necessárias para esta comunicação complicada.

Para atrair um mercado mais amplo, o piano elétrico deve ser capaz de reproduzir uma ampla variedade de músicas, portanto, uma grande biblioteca musical em formato de software também foi desenvolvida e atualizada. Os "códigos" dos rolos de piano tradicionais não são traduzidos facilmente para a linguagem MIDI, mas as performances reais são ideais para o sistema digital porque transmitem elementos interpretativos. Os fabricantes mantêm seus próprios estúdios de gravação e recrutam artistas renomados para tocar seus estilos de piano. Os editores de música revisam as apresentações gravadas, corrigem quaisquer erros ou inconsistências ou modificam as apresentações de acordo com as partituras musicais, conforme apropriado. A equipe jurídica garante contratos, lançamentos e licenças para músicas e apresentações.

O processo de fabricação

Submontagem do reprodutor

• 1 O subconjunto do jogador é a ação do jogador que consiste em 88 solenóides e êmbolos que são ativados por computador para mover as teclas. É feito de peças pré-existentes que são colocadas juntas ao longo de uma linha de montagem usando uma combinação de montagem manual e processos automatizados. Os eletrônicos, incluindo a fonte de alimentação, caixa de controle, dispositivos de ativação de chave e interconexões, são controlados pelos componentes em uma placa de circuito impresso . Placas de circuito em forma de painel (placas múltiplas do mesmo tipo feitas em um grande painel e separadas depois que os componentes são inseridos) são usadas para facilitar a montagem automatizada porque os componentes podem ser adicionados facilmente. Componentes de um único tipo são fornecidos em rolos longos que são alimentados por meio de um sequenciador automático. O sequenciador verifica se cada parte está correta e, a seguir, organiza uma série de partes na sequência adequada para inserção na placa de circuito. Algumas peças são formadas, moldadas e inseridas na placa por um insersor de imersão automatizado que também pode verificar a adequação da peça. Outras peças são adicionadas à mão.
• 2 As peças são soldadas no lugar passando a placa de circuito por uma máquina de solda por onda. Ele lava a placa com fluxo para remover contaminantes, aquece a placa e os componentes por infravermelho para reduzir o choque térmico conforme a placa é soldada e, em seguida, passa a parte inferior da placa sobre uma onda de solda derretida. A solda flui por cada componente e pela perfuração da placa por ação capilar até a superfície superior da placa. Ele esfria e endurece, fixando os componentes no lugar.
• 3 As placas de circuito concluídas são instaladas em caixas de controle e testadas como uma etapa de garantia de qualidade. O software é carregado e as caixas de controle são ativadas durante um período de teste de dois dias, ou processo "burn-in", que simula o funcionamento real do sistema do reprodutor. Quaisquer falhas durante esse tempo são detectadas e corrigidas.
• 4 Em outra parte da linha de submontagem do player, os solenóides e êmbolos são feitos e instalados em um trilho ou suporte. O fio magnético é envolvido pela máquina nas bases do solenóide e selado no lugar. As conexões de fios também são fixadas a cada solenóide e os conjuntos de êmbolos são emparelhados com os solenóides. Os solenóides e êmbolos são montados em trilhos de alumínio. Dependendo do fabricante, os solenóides / êmbolos variam em configuração e o trilho pode ser uma peça ou várias seções. Os suportes de montagem em trilhos serão usados ​​posteriormente para montar os solenóides sob o teclado do piano. Uma montagem semelhante é feita para ativar os pedais do piano.

Tira de gravação

• 5 O piano mecânico também pode gravar música tocada no piano se uma faixa de gravação estiver instalada; isso permite que os alunos ou artistas reproduzam seus trabalhos e auxilia os compositores na criação e revisão de suas composições. A faixa de gravação consiste em um trilho de montagem e minúsculos interruptores eletrônicos de filme revestidos de plástico. Existe um interruptor ou dedo por tecla; e a faixa de gravação é sensível à tecla ou teclas que são pressionadas, à duração em que são pressionadas e à velocidade ou intensidade (suave ou alta) por pressionamento de tecla. A faixa de gravação é conectada eletronicamente ao computador do piano, onde os sinais são processados ​​em mensagens MIDI. Esses dados podem ser armazenados em mídia analógica, como um reprodutor de fitas cassete ou videocassete, ou direcionados para uma unidade de disquete. Pode ser reproduzido por piano ou outro instrumento compatível com MIDI.

Leitor de disco

• 6 O reprodutor de discos e outros dispositivos são conectados ao piano reprodutor por meio da caixa de controle. Pode ser uma unidade de disquete, um reprodutor de CD (CD) ou ambos; os pianos também podem ser conectados a videocassetes em combinação com televisores ou monitores de computador para que as letras possam ser sincronizadas para cantar junto ou outro entretenimento programado. A maioria dos fabricantes adquire esses componentes e controles remotos de fornecedores externos.

Acompanhamento e palestrantes

• 7 Como outro recurso adicional, o piano pode tocar junto com todos os tipos de acompanhamentos gravados, incluindo vocais, outros instrumentos individuais ou uma orquestra. As "caixas acústicas" para esses acréscimos são alto-falantes eletrônicos que podem ser fornecidos como acessórios para o piano e que são fornecidos por fornecedores. O software é adicionado para fornecer os outros sons por meio do sistema MIDI.

Instalação do piano

• 8 Em outra linha de montagem, a submontagem do reprodutor e a faixa de gravação são instaladas em um piano. Os pianos são fornecidos pela própria divisão de pianos do fabricante ou por um fornecedor externo. Uma ranhura é cortada na madeira sob o teclado do piano, mas a integridade estrutural do piano não é afetada. O trilho do solenóide ou conjunto de trilhos é montado sob o piano de forma que os êmbolos fiquem sob a cauda das teclas. A faixa de gravação é instalada de forma semelhante. Os links do solenóide com os pedais também são conectados, a caixa de controle é montada sob o teclado e a fonte de alimentação é montada na parte inferior do piano. A ação do piano deve ser ajustada neste ponto. As teclas ficam em blocos de feltro que se comprimem com o uso, de modo que os pianos são programados para tocar durante a noite em outro processo de gravação. Depois de um "concerto" de 12 horas, o feltro se comprimiu. Em seguida, os componentes são verificados para ver se funcionaram corretamente e a ação do piano é ajustada para se adequar à compressão do feltro. Os pianos são embalados e enviados quando a instalação é concluída.

Montagem do kit

• 9 Alguns fabricantes fornecem seus sistemas acionados por disco em kits que podem ser usados ​​para adaptar pianos padrão a jogadores. Conforme os subconjuntos concluídos, caixas de controle e fontes de alimentação e tiras de registro saem das linhas de montagem, eles são embalados e armazenados. Os kits são então embalados com essas unidades, bem como leitores de disco e acessórios. Os kits são enviados para instaladores que foram especialmente treinados para instalar o sistema específico do fabricante. A instalação normalmente leva até dois dias, incluindo uma sessão de burn-in durante a noite, após a qual a ação do piano é ajustada e o funcionamento dos componentes é verificado como estão na fábrica.

Controle de qualidade

O controle de qualidade é essencial em todas as etapas da produção. Conforme as peças são recebidas de fornecedores em todo o mundo, elas são verificadas quanto à conformidade com as especificações e outros requisitos de engenharia. Ao longo da linha de submontagem do jogador, os trabalhadores realizam verificações de qualidade como parte de sua responsabilidade. Por exemplo, conforme as placas de circuito emergem da máquina de solda por onda, o operador inspeciona a placa para ver se as peças foram soldadas no lugar, se nenhuma ponte de solda ocorreu de um componente para outro e a própria placa não está empenada ou rachada. O operador também monitora a máquina quanto à temperatura da solda e operação geral da máquina. Os conjuntos eletrônicos também devem atender aos requisitos dos Underwriters 'Laboratories (UL). Os representantes da UL visitam os fabricantes com frequência e aleatoriamente para verificar a conformidade com seus materiais, operações e códigos de segurança. Outras verificações de qualidade, como queima de caixas de controle e ações de piano, são integradas ao processo de fabricação, conforme descrito.

O Futuro

Os pianos acústicos são instrumentos preferidos dos ouvintes, e seu futuro é garantido pelo piano tocador a disco, que fornece sons e benefícios de entretenimento sem exigir que o ouvinte se torne um virtuoso. Os pianos tocadores de disco deram início a aumentos substanciais nas vendas de pianos e são vistos como o setor em crescimento da indústria. No futuro do piano player com disco rígido, os fabricantes estão se esforçando para reproduzir as nuances de desempenho. A fusão contínua de tecnologias também parece provável, pois os estúdios de gravação profissional são usados ​​para inserir música e métodos são encontrados para conectar o piano mecânico a outras mídias eletrônicas.