E-Drum Technik-Thread (für Elektrotechnik- und Informatik-Interessierte)


  • Ich würde das mal machen, wenn wieder das Geld über ist, für ein ODROID X2(Hat 4-Channel 12 bit ADC mit 1MSPS, also vermutlich ausreichend). Da muss man zwar ein wenig noch die Spannung anpassen(auf max 1.8V) aber das sollte ich noch irgendwie mit meinen E-technik-"Kenntnissen" gebacken kriegen...


    Im Prinzip brauchst du ja nur den Verstärkungs- bzw. Dämpfungsfaktor an den OpAmps mit anderen Widerständen etwas anzupassen. Ansonsten ein Spannungsteiler oder noch ein OpAmp.
    Aber immer bedenken, dass die Kondensatorwerte nicht zuverlässig sind, da wird man evtl. etwas rumprobieren müssen. Das sind echt alles maximal nur Anhaltspunkte. C3/C4 und C9/C10 hätte ich z.B. zumindest mal halbiert, weil die bei einer Messung wahrscheinlich parallel gemessen werden.
    Für die Dioden hab ich jetzt doch ein bisschen was gefunden. Zwar findet man zu den MS-Dioden nichts, aber es gibt an anderer Stelle noch ähnliche Dioden mit der Aufschrift MO und MU (sehen ansonsten gleich aus, sind nur anders gepolt (-|<-->|- und ->|--|<-)). Dazu gibt es dann ein paar Infos, auch mit dem Wissen um die Bauform (müsste SOT323 sein). Demnach wären es offenbar doch "ganz normale" Dioden.


    Meiner Meinung nach wäre übrigens ein Arduino Due ein "perfect fit" fürs Rumprobieren mit den Schaltungen (im Zusammenspiel mit einem normalen PC dann). Der arbeitet auch mit 3,3V, hat ein ARM-Core, genügend Pins, eine gute A/D-Auflösung, ein schnelles USB2-Interface und kostet so 50-55 Euro. Ist übrigens dieselbe Plattform wie beim ARM-Megadrum. Wahrscheinlich würde es auch ein Leonardo tun, der hat aber weniger Pins, eine geringere Auflösung und ist für 5V ausgelegt, dazu hat er nur ein USB1.1-Interface. Dafür kostet er auch nur ~20 Euro.
    Dann wird man noch eine Möglichkeit brauchen, ausreichend negative Spannung für die OpAmps bereitzustellen (mit vielen Verbrauchern wird es wohl auf ein extra Netzteil hinauslaufen).
    Sämtliche Komponenten für das Input-Board (ohne Platine) würde man als Normalsterblicher übrigens (überschlägig berechnet) wahrscheinlich so für um die 50 Euro bekommen (für Großabnehmer entsprechend wesentlich weniger), also alleine daran sieht man schon, dass da keine totale "High-Tech" drin steckt.


    Zitat


    Interessant, und gar nicht so schnell. Da kommt ja ein recht stufiges Signal heraus, wenn man das mit deinen Grafiken vergleicht(0,5ms Gitter). Also viel DSP kann dann intern wohl nicht mehr passieren...


    Ja, das ist in der Tat ziemlich wenig, und wohl auch der Grund, warum das Signal dann noch ein bisschen geglättet wird. Mit der Glättung ist die geringe Samplingrate dann wohl "gut genug". Vor allem an den Rim-Zonen ist das eigentlich ziemlich vorteilhaft, weil die Frequenzen dort ein ganzes Stück höher sind, und man sonst eine ziemlich hohe Samplingrate bräuchte, um die Signale präzise zu digitalisieren. Mit der Glättung ist das auch mit geringerem Aufwand offenbar kein Problem.
    Wenn man mehr Präzision braucht, also an den Head-Zonen besonders für die Positionserkennung, nimmt man dann einfach eine feiner auflösende Schaltung, wie sie bei Snare und Ride benutzt wird.


    Für alle interessierten, die die Messung noch nachvollziehen wollen, hier die Signale an den beiden Adressleitungen (0,1ms/1V):
    (11-01-00-10-11-01-00-10-usw.)


    Zitat

    Ich hab das verstaubte Netbook mal hervorkgekramt, um es auf seine Herz und Nierenfunktion zu testen. Drauf läuft Arch linux mit 32 bit(mehr geht nicht mit dem Atom), selbstkompilierter RT-Kernel und die eDrummer Software von "jeffg". Mit dem governor "performance", schafft man auch hier 4 Sample Buffersize pro Channel bei 48khz (bei Stereo: theoretisch 0.166ms Latenz). Fast ohne Knacken, oder ähnlichen Nebengeräuschen.
    Mit einem Terrasonic Midi One USB Interface, hab ich dann knapp gemessene 5.5ms Gesamtlatenz geschafft :) .
    Also mehr als ausreichend, und die Idee mit dem Odroid X2 ein Gesamtsystem zu schaffen(wie ein Drummodul mit echten Samples), ist dadurch noch ein Stück näher gerückt.


    Gut zu hören, dass geringe Latenzen auf schwachen Rechnern mit Onboard-Sound generell mit einem RT-Kernel kein Problem zu sein scheinen. Auch wenn sich offenbar viele mit nichts mehr unterhalb der Möglichkeiten von VSTis und der Qualität von SD&Co. zufrieden geben würden, hat finde ich ein "ausreichend guter" und lebendiger Sound auf einem alten oder preiswerten PC durchaus seinen Reiz.
    Bei der Gesamtlatenz musste ich übrigens auch feststellen, dass die Qualität der Midi-Interfaces in dem Bereich ziemlich unterschiedlich ist. Während es bei der Ausgabelatenz keine großen Probleme gab, auch mit Onboard-Sound unter 1ms zu kommen, gab es je nach Midi-Interface *zusätzliche* Latenzen von AFAIR über 5ms beim schlechtesten Interface, 1,6ms mit einem besseren Interface, und der beste Wert mit noch einem anderen Interface lag dann bei 0,3 oder 0,4ms.

  • Basierend auf einem Beitrag aus dem Modul vs Computerlösung Thread, möchte ich die Erläuterung dazu hier weiterführen:

    Danke für diesen sehr interessanten Beitrag. Ich muss aber eingestehen, dass Du hier von technischen Details in Sachen Trigger-Techniken sprichst, wo ich dann auch nicht mehr wirklich mitreden kann. Kannst Du das möglicherweise noch einmal etwas verständlicher formulieren?


    So wie buff netterweise herausgefunden hat, wie das Signal vor der Digitalisierung(per ADC) gehandhabt wird, kann man jetzt gut einen Vergleich zu dem Megadrum erstellen, dessen Schaltpläne ja öffentlich sind.


    Kurze Zusammenfassung was bei dem Rolandmodul im Analogteil passiert:


    Alle nicht-Positionalsensing-Kanäle werden gleichgerichtet, und per Snubber-kondensatoren geglättet, so dass folgendes passiert(buff, ich erlaube mir den Bild-Klau mal um eine bessere Übersicht zu haben ;)):


    Bei den Positional-Sensing Kanälen(Snare, Ride, etc.) wird das Signal allerdings nicht geglättet oder gleichgerichtet, dort wird das Signal, welches ja aus einer Wechselspannung besteht, soweit verschoben, dass es ein rein positives Signal ist:



    Bei sämtlichen Schaltungen, findet anscheinend auch noch Spanunngslogarithmierung statt, um zu hohe Spannungsauslenkungen(über dem Berreich des ADCs) im Rahmen zu halten, so dass keine Spannung abgeschnitten werden muss via z.B. Zener-Dioden. Das hat den Vorteil, dass man dadurch nicht das Orginalsignal zu stark verfälscht an den ADC übergibt.
    Wie ich schonmal hier geschrieben habe, könnte man mit einem einfachem Lookup-table, der die logarithmische Kurve der analogen Schaltung beinhaltet, die Logarithmierung im digitalen wieder ausgleichen, so dass man wieder weitestgehend das Orginalsignal im digitalen herstellen könnte.


    So jetzt komme ich mal zum Megadrum-modul:


    Der analoge Teil wird hier wesentlich einfacher gehandhabt:
    Hier ein Schaltbild für den analogen Teil, so wie er bei jedem Kanal ist(außer HiHat-Pedal):

    Ich denke es bedarf dabei nicht viel Erklärung, die Schottky Dioden dienen des Überspannungsschutzes, und der 100 Ohm Widerstand dient denke ich um das Signal ein wenig "vorzudämpfen"
    VCC ist übrigens 5V.


    So ich hab das Ganze mal mangels Megadrum-Besitz durchsimuliert, mit einer Sinus Kurve von 400Hz, deren Amplitude 8V bzw. -8V hat. Dies soll als einfacher Piezo Ersatz dienen. Ich hab dazu noch die von buff ermittelten 16nF Kapazität und 800 Ohm Innenwiderstand genommen. Das Ganze ist natürlich alles andere als besonders aussagekräftig, zeigt aber gut wie sich diese Schaltung auf ein Piezoähnliches Signal verhält:



    Man sieht hier schön wie alles über 5V abgeschnitten wird. Der negative Teil wird komplett "ignoriert".
    Bei besonders "heißen" Pads, also solche, welche eine sehr hohe Amplitude haben, geht dadurch leider einiges an Information verloren.
    Das erklärt m.E auch, warum das Megadrum leider nicht so besonders gut in der Dynamikerkennung ist.


    Übrigens eine Praxismessung von dmitri hat trommeltotti auch schon in diesem Post aufgezeigt.


    @trommeltotti, es ist zwar nachwievor relativ technisch, sollte aber hoffentlich halbwegs verständlich sein.


    Gruß
    Philipp

  • Hallo Philipp,


    vielen Dank für Dein Bemühen in dieser Sache. Es ist immer noch recht schwer verdauliche technische Detailkost. Ich sollte vielleicht einmal etwas Unterricht bei meinem Vater nehmen. Der ist Rundfunk- und Fernsehtechniker Meister.


    Ich versuche mich trotzdem einmal:


    Wenn ich das richtig verstanden habe, dann hat das MegaDrum Modul neuerdings auf Grund des ARM-Cores eine bessere AD/DA Einheit und kann damit einen schnelleren Datenstrom via USB-Midi ermöglichen. Die verbaute Trigger-Einheit im ROLAND TD-30 Modul hat dagegen bessere analoge Bauteile anzubieten, welche ein präziseres abtasten der Piezo-Elemente erlauben. Würde ich mit dieser vereinfachten Darstellung in etwa richtig liegen?


    Wenn ja, würde ich Dich einmal ganz frech fragen wollen, ob Du diesbezüglich im offiziellen MegaDrum Forum den @dmitri einen Verbesserungsvorschlag unterbreiten könntest. Ich schätze einmal Du wärst dafür deutlich besser geeignet als meine Wenigkeit den obigen Aspekt verständlich, versiert und überzeugend darzustellen. Der @dmitri kann nämlich bisweilen etwas ungehalten und gelangweilt reagieren wenn man nicht auch ein entsprechendes technisches fundiertes Fachwissen anzubieten hat. Trotzdem glaube ich, dass Er gleichzeitig für kluge und angebrachte Verbesserungsvorschläge immer zu haben ist. In diesem Sinne vielen Dank


    Gruß


    Trommeltotti

  • Wenn ich das richtig verstanden habe, dann hat das MegaDrum Modul neuerdings auf Grund des ARM-Cores eine bessere AD/DA Einheit und kann damit einen schnelleren Datenstrom via USB-Midi ermöglichen. Die verbaute Trigger-Einheit im ROLAND TD-30 Modul hat dagegen bessere analoge Bauteile anzubieten, welche ein präziseres abtasten der Piezo-Elemente erlauben. Würde ich mit dieser vereinfachten Darstellung in etwa richtig liegen?


    Ja wenn diese Features genutzt werden, die der ARM-Core bietet, wäre tatsächlich eine wesentlich höhere Auflösung möglich, wie mir gerade auffällt:
    Altes Megadrum mit ATMega32 - 15kSPS:
    Bei 56 Kanälen hätte man eine Auflösung von gerade mal 267 Samples pro Sekunde, wenn man sich das vor Augen führt, ist das ein ziemlich stufiges Signal, da ja nur alle 3.7ms ein neuer Datenwert pro Kanal abgefragt wird.
    Ehrlich gesagt kommt mir das gerade ein wenig seltsam vor, da alleine das schon eine recht ordentliche Latenz bedeutet, ganz abgesehen davon, dass das eine ziemlich grobkörnige Auflösung bedeutet...


    Naja die ARM Version mit Cortex-M3 schafft hier 1MSPS:
    Dort sieht das Ganze schon sehr anders aus:
    Bei 56 Kanälen gibt es hier eine Samplerate von 17,85kHz(oder auch kSPS).
    Damit ist natürlich ein viel feiner aufgelöstes Signal möglich, hinzu kommen 2 Bit mehr an dynamischer Auflösung(Atmega32: 10bit, und ARM: 12bit)
    Um das in verständlichere Werte aufzuführen: Es sind 1024 verschiedene dynamische Werte mit dem ATMega möglich und 4096 mit dem ARM.


    Also könnte es doch durchaus eine Verbesserung mit dem ARM-Modul geben, sofern dmitri die vorhandenen Möglichkeiten nutzt, und entsprechend den Code darauf angepasst hat.


    Auch hat der ARM MCU USB direkt an Board, so dass der Umweg auf den PIC MCU entfällt, das ist der Hauptgrund, der für die schnellere Verbindung vom ARM verantwortlich ist.
    Ob ein aktuelles Roland Modul jetzt langsamer als ein Megadrum mit ARM ist, weiß ich nicht. Aber die Ergebnisse von buff lassen das auf jeden Fall mutmaßen.


    Wenn ja, würde ich Dich einmal ganz frech fragen wollen, ob Du diesbezüglich im offiziellen MegaDrum Forum den @dmitri einen Verbesserungsvorschlag unterbreiten könntest.


    Naja um ehrlich zu sein, sind meine E-technik Kenntnisse doch vergleichsweise relativ beschränkt. Ich wüsste jetzt z.B. nicht aus dem Stehgreif, wie ich obige Spannungsverschiebung bzw. Spannungslogarithmierung mit elektronischen Komponenten realisieren könnte(irgendwie OPAMPs verdrahten, soweit komme ich noch ^^).
    Ich bin da eher auf der informationstechnischen Ebene aktiv.


    Ich werd vielleicht mal demnächst den Vorschlag machen, wobei dass ja einen relativ großen Eingriff in die Hardware bedeuten würde. Dementsprechend, würde sich dann m.E. nur eine komplett neue Version des Megadrums lohnen(aka Megadrum v2). Der ARM MCU bietet noch ein paar andere nette features, die dann auch entsprechend genutzt werden sollten(z.B. LCD-Interface etc.). Wie gesagt das Ganze hätte dann einen komplett-Refresh nötig. Damit wäre dann auch z.B. ein Touchscreenbedienbares Gerät möglich.



    Da mich die Sache selber ungemein interessiert, steht bei mir der Plan mitlerweile doch statt eines ODROID X2 erstmal auf ein Cortex M4 Eval-Board zurückzugreifen, das nimmt sich zwar preislich nicht viel, aber der Cortex-M3/4 ist einfach wesentlich besser für solche Arbeiten geeignet, schon alleine wenn man die Samplerates der ADCs vergleicht(M4: 6MSPS, ODROID X2: 1MSPS)
    Vorteil eines M4 gegenüber eines M3 ist die zusätzliche DSP und FPU Funktionalität, was gerade in Bezug auf Triggerverarbeitung vermutlich nicht schlecht ist. Außerdem fällt der Ganze "Overhead" im Sinne vom Linux-Kernel etc. weg. (bedeutet dann natürlich mehr Arbeit)
    Danke buff für den Tipp, Wird allerdings kein Arduino Due sondern dieses nette Baukastensystem
    Mal schauen ob meine eingerosteten ATMega Kentnisse noch helfen :).


    Gruß
    Philipp

    2 Mal editiert, zuletzt von phanaton ()

  • Ich hab mir mal erlaubt, das ganze noch etwas aufzubereiten.


    Eine der Aufgabenstellungen für den Analogteil des Moduls ist es ja, das Signal so umzuformen, dass es in den Spannungsbereich passt, den der A/D-Wandler im Modul digitalisieren kann. In den folgenden Bildern ist dieser Bereich bläulich hinterlegt.


    Das Megadrum macht es an den normalen Eingängen ganz einfach so: Alles was nicht in den Bereich passt wird abgeschnitten.
    Das was weggeschnitten wird, ist dann natürlich unwiederbringlich verloren. Es fehlen insbesondere die negativen Halbwellen und die Spitzen von zu starken Signalen (deswegen die Bastellösungen mit Spannungsteiler für Pads, die zu starke Signale liefern).
    Reale Welle in Beitrag 14 dieses Threads (wobei dort offenbar ein Pad mit umgekehrt gepoltem Piezo verwendet wird, und das Signal ist nicht so stark, dass es oben abgeschnitten werden muss)


    Weil die negativen Halbwellen wichtig für die Positionserkennung sind (siehe weiter oben im Thread), gibt es seit einiger Zeit dafür ein spezielles Board fürs Megadrum, auf dem dann die Signale der Beschreibung nach immerhin gleichgerichtet werden, also die negativen Halbwellen werden nach oben geklappt. Das sieht dann wahrscheinlich so aus wie auf dem folgenden Bild (ich hab nicht großartig nach Schaltplänen des PS-Boards geschaut. kann also sein, dass die Grafik nicht 100%ig stimmt).
    Edit: Wie es aussieht, wird das Signal vom Megadrum hier noch zusätzlich etwas gedämpft. Habe dafür mal eine neue Animation reingestellt, die ursprüngliche lasse ich in klein rechts daneben. Das Dämpfen des Signals sorgt dafür, dass starke Signale nicht mehr ganz so schnell außerhalb des Bereichs liegen, insofern ist das schon mal eine Verbesserung. Man wird aber nach oben hin immer noch weniger Reserve haben, als bei einem logarithmierten Signal, und schwache Signale könnten evtl. zu schwach werden.
    alte Animation:


    Das TD-12 macht es wie bereits gesagt wurde auch auf zwei verschiedene Arten:


    An Eingängen ohne Positionserkennung wird das Signal im wesentlichen logarithmiert und gleichgerichtet.
    Das Logarithmieren sorgt dafür, dass stärkere Signale prozentual mehr gedämpft werden, so kann man dann einen sehr großen Dynamikbereich abbilden. Selbst sehr starke Signale passen noch gut in den digitalisierbaren Bereich, ohne dass schwächere Signale dabei fürs Messen zu klein werden. Beim Gleichrichten werden dann noch die negativen Halbwellen nach oben geklappt.
    Es bleibt also wesentlich mehr vom Signal erhalten, man kann nur nicht mehr negative und positive Halbwellen unterscheiden, und die Genauigkeit beim Digitalisieren ist bei stärkeren Signalen geringer (was bei unserem Gehör aber soweit ich weiß genauso ist, insofern ist das kein Problem)
    Anmerkung: Der letzte Schritt, also das Glätten des Signals mit einem Kondensator, ist nicht zwingend notwendig. Durch das Glätten kann das Signal aber auch mit einer geringeren Abtastrate noch relativ gut ausgewertet werden. Damit man die Wellen leichter mit den realen vergleichen kann, hab ich die Glättung noch mit reingenommen.
    Real:


    An Eingängen mit Positionserkennung wird ebenfalls logarithmiert, danach wird das Signal dann aber einfach komplett in den positiven Bereich verschoben.
    Da man weiß, wie weit man das Signal nach oben verschoben hat, kann man jetzt auch positive und negative Halbwellen unterscheiden, die Messung der negativen Halbwellen ist ja ausschlaggebend für die Positionserkennung (s.o.).
    Anmerkung: Der zweite Schritt, also das Invertieren des Signals, ist fürs Funktionsprinzip unwichtig. Hab es hier aber mit rein genommen, damit man die Welle mit den realen Wellen leichter vergleichen kann.
    Real:



    Beim TD-12 wird also etwas mehr Aufwand getrieben, um mehr vom Signal zu erhalten. Das Megadrum benutzt im Analogteil eben einfach eine sehr simple Schaltung, wobei sie dadurch natürlich auch mit viel weniger Komponenten zu bauen ist.


    Edit: Habe in die TD-12-Wellen mal noch die Invertierung und die Glättung reingenommen, damit man die Wellen besser mit den realen Signalen vergleichen kann, von denen ich ebenfalls noch die Bilder daneben gestellt habe.

    4 Mal editiert, zuletzt von buff ()

  • Du bist genial buff :thumbup: .


    Ich hätte es nicht besser machen können! Damit ist hoffentlich auch alles geklärt von der Vorverarbeitung des Analogsignals.
    Der (digitale) Rest bleibt leider Mysterium auf Seiten von Roland, und den anderen Herstellern(Megadrum muss man leider dazu zählen, da der Code ja nicht öffentlich ist)


    Aber ich glaube, dass auch dort nicht allzu viel passiert, und das Megadrum bei der Dynamikerkennung vor allem wegen dem Analogteil nicht so funktioniert, wie man es sich gerne vorstellt.


    Danke für die schöne Aufbereitung.


    Gruß
    Philipp

  • Höchst Interessant , sich hier mal einzulesen ,
    obwohl das alles weit über meinem Level ist.


    Eigentlich wollte ich Eure Aufmerksamkeit nur mal
    auf den nachfolgenden Link lenken (darf man das ?)


    Verarbeitung und Trennung von Piezosignalen
    und Umsetzung mit MIDI prozessorboard .


    allerdings nicht auf Rol/Yam sondern


    "OffTopic" der Korg Wavedrum


    sicherlich interessant es kurz durchzulesen


    http://www.korgforums.com/foru…d4079e963aae35a41e47c17a9


    der Autor "Midisaron"kommt auch aus Deutschland .

  • Es gibt eigentlich sogar erstaunlich viele Bastelprojekte für Triggermodule, alleine hier im Forum wurden ja schon mehrere solche Projekte mit Mikrocontrollern gezeigt, und über Google findet man auf Anhieb ebenfalls etliche. Das sind also durchaus machbare Projekte für den Hobbybereich, und immer wieder schön zu sehen.
    Im Vergleich dazu ist das Megadrum übrigens (aus elektrotechnischer Sicht) auch gar nichts so besonderes. Das Megadrum tut sich eher dadurch hervor, dass es nicht nur ein einzelnes Hobbyprojekt ist, sondern dass man es auch kaufen kann und sich eine kleine Gemeinschaft darum gebildet hat.


    Da der Thread ja leider ein bisschen eingeschlafen ist, vielleicht einfach mal ein paar unterhaltsame Nebensächlichkeiten zum Mainboard des TD-12:
    Als erstes fällt auf, dass TD-12 und TD-20 dasselbe Boardlayout zu benutzen scheinen, auf dem TD-12-Board findet man z.B. Bestückungsaufdrucke für den CF-Slot, den TDW-Erweiterungsstecker usw., also alles Sachen vom TD-20. Natürlich sind die beim TD-12 nicht bestückt, etliche weitere Chips fehlen auch.
    Wenn man dem Flachkabel vom Triggerboard zum Mainboard folgt, landet man bei einem größeren 144pin (L)QFP-Chip mit dem aufschlussreichen Aufkeber "TD-12TRIGCPU". Unter dem Aufkleber kann man noch jeweils die ersten Buchstaben der Chipbeschriftung lesen, nämlich "NEC" "D70" und "MA1". Damit kommt man darauf, dass das ein Mikrocontroller aus der V850E/MA1-Serie von NEC (heute Renesas) sein könnte. Die genaue Bezeichnung versteckt sich leider unter dem Aufkleber, die Chips scheinen aber laut Datenblatt hauptsächlich 10bit A/D-Wandler zu haben. (Wäre mal interessant herauszufinden, ob und mit welcher Latenz man die digitalen Signale am Ausgang des Chips abfangen, und so evtl. ein USB-Interface mit niedriger Latenz nachrüsten kann.)
    Auf dem Mainboard sitzt noch ein weiterer 144pin-Chip, diesmal mit Roland-Aufdruck. Interessanterweise steht in der dritten Zeile aber die Bezeichnung "D703106A-099", die mir irgendwie bekannt vorkam: Das ist die Typenbezeichnung für einen weiteren Mikrocontroller aus der o.g. V850E/MA1-Serie. Da hat NEC wohl ein paar Chips extra mit Roland-Aufdruck hergestellt. Dieser zweite Chip liegt in der Nähe des Flachkabels zu dem Board mit den Bedienelementen, hab das aber nicht weiter verfolgt.
    Der größte Chip auf dem Board ist ein 240pin QFP-Monster mit Roland-Aufdruck, offensichtlich das Herzstück des ganzen. Darum herum gibt es einen ganzen Haufen 5V-zu-3,3V-Transceiver: Der große Chip läuft anscheinend mit 5V, die mit den Transceivern auf 3,3V übersetzt werden müssen, mit denen fast alles andere auf dem Board läuft. Irgendwie wirkt der große Chip dadurch wie ein Fremdkörper, und nicht wie speziell für diesen Einsatzzweck entwickelt. Ob da vielleicht sogar ein älteres/bestehendes Chipdesign weiterverwendet wurde? Wer weiß.
    Ansonsten gibt es erwartungsgemäß noch Flash-, DRAM- und SRAM-Chips, als Audio-Chip gibt es einen AK4626VQ (2Ein-/6Ausgänge, 24bit, max.192KHz, hängt direkt am "großen" Chip), und der Rest scheinen weitestgehend Logik-Chips und OpAmps zu sein.




    Wenn ich das richtig verstanden habe, dann hat das MegaDrum Modul neuerdings auf Grund des ARM-Cores eine bessere AD/DA Einheit und kann damit einen schnelleren Datenstrom via USB-Midi ermöglichen.


    Der schnellere Datenstrom beim neuen Megadrum hat erstmal nicht so viel mit dem A/D-Wandler zu tun, sondern offenbar hauptsächlich damit, dass der neue Chip direkt per USB2 kommunizieren kann, und nicht wie vorher der Umweg über die serielle Übertragung zu einem separaten Chip gegangen werden muss, der die Daten dann mit USB1.1 verschickt.
    Natürlich hat das neue Megadrum auch einen besseren A/D-Wandler und kann höhere Samplingraten erreichen, aber dadurch erreicht man ab einem gewissen Niveau keine wirklich nennenswerten Verbesserungen der Latenz mehr.


    Zitat von trommeltotti

    Die verbaute Trigger-Einheit im ROLAND TD-30 Modul hat dagegen bessere analoge Bauteile anzubieten, welche ein präziseres abtasten der Piezo-Elemente erlauben.


    Das würde ich so schon bestätigen (allerdings nicht "bessere Bauteile" sondern "bessere Schaltungen" schreiben). Die Signalaufbereitung ist beim TD-12 ziemlich sorgfältig, und das dürfte beim TD-30 nicht anders sein.

  • Hallo buff, vielen Dank für Deine ausführlichen Berichte.


    Irgendwie wirkt der große Chip dadurch wie ein Fremdkörper, und nicht wie speziell für diesen Einsatzzweck entwickelt. Ob da vielleicht sogar ein älteres/bestehendes Chipdesign weiterverwendet wurde? Wer weiß. Ansonsten gibt es erwartungsgemäß noch Flash-, DRAM- und SRAM-Chips, .....


    Mich würden jetzt einmal sehr die technischen Werte des Haupt Chips interessieren. (Taktung Mhz Bereich und so weiter) Auch die Größen der DRAM- und SRAM Bausteine wären mal interessant in Erfahrung zu bringen. Sprechen Wir da noch von mittelalterlichen Kilobyte Bereichen? Danke


    Gruß


    Trommeltotti

  • Also, ich habe nochmal etwas nachgeforscht, und der große 240pin Roland-Chip scheint ein relativ universeller Synthesizer-Chip von Roland zu sein (RA08-503), der wie vermutet nicht speziell fürs TD-12/20 entwickelt wurde, sondern auch in anderen Roland-Produkten steckt, z.B. im XV-5050, XV-5080 (2mal) und MC-909, und wahrscheinlich noch in anderen. Er kann auch nicht nur Drums, wie man z.B. aus XV-5050/5080-Demos hören kann. Das XV-5080 ist von 2000, also ist der Chip auch tatsächlich ein paar Jahre älter als TD-12/20. Zur Taktfrequenz kann ich nichts definitives sagen, in der Nähe des Chips sitzt ein 67,7376MHz-Oszilator, aber dessen Takt wird wahrscheinlich noch irgendwo geteilt (evtl. durch 4?). Ich würde mich da aber eh nicht so sehr an der Taktfrequenz aufhängen, denn es ist ja wie gesagt ein Synthesizer-Chip und keine Allzweck-CPU.


    Die beiden NEC-Mikrocontroller (die 144pin-Chips) sind da schon eher Allzweck-CPUs, nämlich laut Datenblättern 32bit-Prozessoren mit einer Taktfrequenz von bis zu 50MHz. Die genaue Taktfrequenz kann per Software über einen Multiplikator eingestellt werden (externer Oszillator mit 5MHz, Multiplikator zwischen 1 und 10). Der eine Mikrocontroller ist wie im vorherigen Beitrag beschrieben relativ eindeutig für die Auswertung der Triggersignale zuständig (Aufschrift "TD12TRIGCPU"), der andere wahrscheinlich für UI, Konfiguration, evtl. diverse Steueraufgaben usw. Die Klangerzeugung übernimmt ja der Synthesizer-Chip.


    Der Flash-Speicher (für die Firmware) ist 4MB groß und der DRAM-Chip 8MB. Mit der Typenbezeichnung des SRAM-Chips hab ich nichts genaues zur Größe gefunden, dürfte aber auch nicht so groß sein und ist ja auch nur für das Abspeichern der Einstellungen gedacht (das ist der Chip, der seinen Inhalt verliert, wenn die Pufferbatterie leer ist). Aufgrund der Anordnung auf dem Board würde ich mal vermuten, dass Flash- und RAM-Chips an dem zweiten Mikrocontroller hängen. Um das genau zu sagen müsste man aber den Verlauf der Leitungen auf der Boardrückseite verfolgen, wofür man das Mainboard ausbauen müsste, aber ich wollte da bis jetzt nicht allzu viel auseinander nehmen.


    Insgesamt würde ich die Hardware schon als ganz ordentlich beschreiben (zwei 50MHz-32bit-Mikrocontroller, mehrere MB Flash & RAM). Man darf bei Mikrocontrollern auch nicht den Fehler machen, sie mit PC-Hardware zu vergleichen. Für die Aufgaben, die Mikrocontroller erfüllen müssen, sind wenige MHz und wenige KByte Flash und RAM mehr als ausreichend und alles andere als mittelalterlich. Das alte Megadrum hatte übrigens einen 20MHz-8bit-Mikrocontroller mit 128KB/256KB Flash und 16KB RAM, das neue hat einen 72MHz-32bit-Mikrocontroller mit 256KB Flash und 48KB RAM (nur so zum Vergleich).

  • Hey buff, Deine Ausführungen sind wirklich sehr interessant!



    Das alte Megadrum hatte übrigens einen 20MHz-8bit-Mikrocontroller mit 128KB/256KB Flash und 16KB RAM, das neue hat einen 72MHz-32bit-Mikrocontroller mit 256KB Flash und 48KB RAM (nur so zum Vergleich).


    Nun ja, ein MegaDrum Modul ist ein reiner Drum To Midi Konverter und benötigt damit keine elektronischen Bausteine für eine Klanggenerierung im Gerät.


    Das XV-5080 ist von 2000, also ist der Chip auch tatsächlich ein paar Jahre älter als TD-12/20.


    Also wenn dieser universale (RA08-503) Synthesizer-Chip jetzt auch noch im aktuellen TD-30 Modell verbaut werden sollte, (Möglicherweise als modifizierte Form) dann wäre das echt der Gipfel der Frechheit seitens des Herstellers. Ich will hier gar nicht so sehr auf die niedrigen Taktfrequenzen hinweisen wollen, aber wenn ich mir vorstelle Heute noch vergleichbar für eine Pentium II Core aus dem Jahre 1998 bis zu 400.00 € bezahlen zu müssen dann wäre das eine echte Katastrophe! CPU's mit diesen Leistungswerten nimmt man Heutzutage - wenn überhaupt - eigentlich nur noch als Geschenk an. Oder geht damit gleich zum nächstbesten Schrotthändler. Es ist für mich ein Rätsel, wie ein Unternehmen mit so Kunden feindlichen Strategien überhaupt solange überleben kann. Dieses Segment braucht dringend viel mehr ernstzunehmende Mitbewerber damit dieser unsägliche Technologie Stillstand endlich durchbrochen werden kann. Deine Ausführungen sind daher wirklich eine Offenbarung. Danke noch einmal dafür.


    Gruß


    Trommeltotti

  • In einem anderen Thread stellte sich kürzlich die Frage nach der Funktionsweise der 2box-Hi-Hat, und da gleich ein Foto des PCB dabei war, ist das eigentlich ein gutes Thema für den Technik-Thread.


    Zur grundsätzlichen Funktionsweise muss aber eigentlich gar nicht mehr viel geschrieben werden, denn die wurde schon im 2box-Forum erklärt:
    http://www.2box-forum.com/inde…pic=973.msg10186#msg10186


    Die Hi-Hat-Stellung wird demnach also aus dem durch die Schaltung fließenden Strom bestimmt, wobei die Stromstärke je nach Pedalstellung bei Schlägen auf die Spielfläche zwischen ca. 4,6 und 4,0mA liegt und bei Schlägen auf den Rand zwischen ca. 6,0 und 5,4mA (kleinere Abweichungen sind aber nicht schlimm, da die Hi-Hat ja kalibriert wird).


    Wenn man sich die im anderen Thread geposteten Bilder anschaut, wird auch klar, wie die Stromstärken zustande kommen. Dazu ein schnell zusammengetippter Schaltplan (hoffentlich einigermaßen erkennbar):


    Wirklich relevant für das Verständnis der Schaltung sind nur der 1kOhm-Widerstand, die Ausgangsspannung Vout, der 2,2kOhm-Widerstand am Rimschalter und der vom Hallsensor-Chip verbrauchte Strom. Vout liegt laut Datenblatt des Chips ohne Magnetfeld bei der Hälfte von Vref, und je nach Polarität eines Magnetfelds steigt oder sinkt sie mit der Stärke des Feldes. Stark vereinfacht könnte man die Schaltung auch so zeichnen:


    Der Hallsensor-Chip wurde hier einfach durch einen Widerstand ersetzt, durch den immer der vom Chip verbrauchte Strom von (laut Datenblatt) ca. 3,2mA fließt. Der durch den 1kOhm-Widerstand fließende Strom hängt von der Spannungsdifferenz zwischen Vin und Vout ab, und damit von der Stärke des Magnetfelds. Dabei ist der Magnet so gepolt, dass Vout mit stärkerem Magnetfeld steigt. Wenn der Rimschalter geschlossen ist, fließt zusätzlich ein Strom durch den 2,2kOhm-Widerstand.
    Weitere Anmerkungen zur Vereinfachung: Die Doppeldiode soll wohl nur verhindern, dass Strom von Vin nach S1 (Testpin?) fließt und umgekehrt, der Kondensator stützt nur die Versorgung des Hallsensor-Chips und der 8,2kOhm-Widerstand ist nur ein Pullup für den Sleep-Eingang. Die Ströme in die Sleep- und Vref-Eingänge sind vernachlässigbar klein. Der Piezo hat seinen eigenen Anschluss und beeinflusst die Schaltung gar nicht.


    Alles weitere ist nur noch Anwendung des Ohmschen Gesetzes (I=U/R).


    Angenommen, die Eingangsspannung beträgt (der Einfachheit halber) ca. 3V, dann beträgt Vout ohne Magnetfeld die Hälfte davon, also 1,5V. Gehen wir weiterhin davon aus, dass dieser Wert bei geschlossener Hi-Hat bis auf ca. 2,1V ansteigt (er könnte natürlich noch weiter steigen, aber ein Wert in dieser Größenordnung passt zu den real gemessenen Werten, siehe unten).


    Mit diesen Werten fließen durch den 1000Ohm-Widerstand bei offener Hi-Hat (3V-1,5V)/1000Ohm=1,5mA und bei geschlossener Hi-Hat (3V-2,1V)/1000Ohm=0,9mA.
    Durch den 2200Ohm-Widerstand fließen bei geschlossenem Rimschalter 3V/2200Ohm=ca. 1,4mA und bei offenem Schalter kein Strom.
    Der Sensorchip verbraucht immer seine 3,2mA.


    Damit ergeben sich für alle möglichen Kombinationen folgende Gesamtstromstärken:
    Rimschalter offen, Hi-Hat offen: 3,2mA+1,5mA = 4,7mA
    Rimschalter offen, Hi-Hat geschlossen: 3,2mA+0,9mA = 4,1mA
    Rimschalter geschlossen, Hi-Hat offen 3,2mA+1,5mA+1,4mA = 6,1mA
    Rimschalter geschlossen, Hi-Hat geschlossen 3,2mA+0,9mA+1,4mA = 5,5mA


    Das deckt sich relativ gut mit den gemessenen Werten aus dem 2box-Forum.

    2 Mal editiert, zuletzt von buff ()

  • Hier hab ich nochmal ein Bild von der Konstruktion gefunden:
    http://www.2box-forum.com/inde…topic=478.msg5348#msg5348


    Der Metallring mit dem grünen Schaumstoff, der auf dem Hi-Hat-Ständer steht, ist der Magnet, und die Leiterplatte mit dem Magnetfeldsensor steckt unter der Abdeckung an der Beckenunterseite. Ein anderes Forenmitglied hatte den Controller mal für das Zusammenspiel mit beliebigen anderen Beckenpads nachgebaut und dann Magnet und Elektronik unter dem Pedal befestigt, so geht es also auch (hier ist der Beitrag dazu).


    Überhaupt finde ich die Lösung mit Magnet und Halleffekt-Sensor recht elegant, weil man im Prinzip keine zusätzlichen mechanischen Teile braucht.


    Den Strom dann "high side" im Modul zu messen ist auch nicht allzu kompliziert.


    Interessant finde ich die Entscheidung, Hi-Hat-Stellung und Rimschalterzustand so wie hier über eine gemeinsame Leitung zu realisieren. Einerseits spart man sich so ein zusätzliches Kabel für den Controller, andererseits ist man so natürlich auch irgendwie unflexibler und auf das 2box-Pad festgelegt.

  • Hi,


    vor einiger Zeit hat ein User aus Deutschland, der im 2box Forum aktiv ist (und auch hier im Forum aktiv ist) die Platinen nachgebaut und sie dann für günstiges Geld verkauft. Dies macht er aber wohl aus zeitlichen Gründen nicht mehr, so Stand April 2013. Aber wenn ich das noch recht mitbekommen habe gibt es im 2box Forum einen Beitrag, bei dem ihn die User anflehen noch Platinen zu löten. Anfragen kommen da aus der ganzen Welt. Wenn also jemand Zeit und Lust hat, die Teile nachzubauen - einige 2box-Drummer würden sich sicher freuen.


    Grüße
    Tobi

  • Hi,


    die Hihat-Platinen hatte ich damals gemacht um selbst ein anderes Becken verwenden zu können da ich das Spielgefühl von der originalen Hihat bicht so toll fand. Und die Platinen waren auch nur notwendig weil der Sensor-Chip per Fädeldraht kaum zu löten ist. Es stimmt auch, dass ich eine Anfrage gestartet habe wieviel Interesse an einer 2. Charge besteht. Da kam aber weniger zusammen als man vermutet.


    buff


    Dein Schaltplan hat den gleichen Fehler wie meiner zuerst. Die beiden Dioden sind parallel geschaltet ;)


    Gruß, Freidag (aka Manfred im 2Box-Forum)

  • Danke Freidag, ist korrigiert... recht ungewöhnlich, das so zu verschalten.


    Hier hab ich übrigens noch ein Video gefunden, in dem man das Mainboard vom TD-20 einigermaßen sieht:
    http://www.youtube.com/watch?v=4RyrWPKH2Pc (ab ca. 2:30, mit einem guten Überblick bei 3:00)
    Oben rechts sieht man die Trigger-CPU (der quadratische Chip), der längliche Speicherchip links daneben ist beim TD-12 nicht bestückt (schwer zu sagen ob das RAM oder Flash ist). Ein Stück weiter unten, direkt über dem Batteriesockel, sieht man den zweiten Mikrocontroller-Chip (wieder quadratisch) und links daneben die länglichen Chips für Flash, DRAM und SRAM. Der Riesenchip unten links ist der Synthesizer-Chip, links und oberhalb davon aufgereiht die ganzen Transceiver zur Spannungsanpassung. Etwa in der Mitte des Boards, über dem TDW-Erweiterungsslot, sieht man einen weiteren größeren, quadratischen Chip, der beim TD-12 aber auch nicht bestückt ist. Der Audiochip ist dann irgendwo oben links auf dem Board bei dem ganzen Kleinkram. Am oberen Rand sieht man noch die Rückseite des Input-Boards.

  • Oben rechts sieht man die Trigger-CPU (der quadratische Chip), der längliche Speicherchip links daneben ist beim TD-12 nicht bestückt (schwer zu sagen ob das RAM oder Flash ist). Ein Stück weiter unten, direkt über dem Batteriesockel, sieht man den zweiten Mikrocontroller-Chip (wieder quadratisch) und links daneben die länglichen Chips für Flash, DRAM und SRAM

    Die länglichen Speicherchips mit den Beinchen an den Längsseiten sollten RAMs sein, der in der Mitte, eine Seite etwas kürzer als die andere und die Beinchen and der kürzeren Seite ein Parallel-NOR-Flash. Das sind die typischen Gehäuse. Flash kann natürlich auch als SPI-Flash in einem SO8 oder SO16 (Wide) vorhanden sein, auch EEPROMs kann ich mir vorstellen.

    Ich hätte auch so gern ein Hobby...

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