<Belly>

Godfried-Willem RAES

2002 / 2006
[Nederlandstalige versie]

 

Robot: 'Belly'

This musical robot consists of a assembly of 34 (4 rows) brass bells. Although arranged in order of pitch they are not a tuned carillon. The bells are signal bells and not bronze carillon bells. The largest bell is about 30cm in diameter and weights 17kg. Although determining fundamental pitch of this type of bells is not a trivial undertaking, the auraly percepted pitch range of belly is between 455Hz for the lowest bell and 3200Hz for the highest. The complex spectrum is very different for each individual bell.

The bells have individual beaters driven by heavy duty solenoids. Musical dynamics are implemented by applying pulse width modulation techniques in the driver circuits. Two PIC-type microprocessors are used to this end. However, the dynamic range is different from bell to bell, being mainly dependent on the mass / pitch proportion of the bell. (Heavier bells can be made to sound much louder than light ones). Hence we designed the velocity scaling different for each individual bell. The scaling tables have a resolution of 27.2µs and can be programmed via sysex commands. The circuitry used is very similar to that developed for our <Troms>. Only the power supply has a new design and now makes use of a classical hefty analog power supply using a 300VA toroidal transformer.. Although <Belly> was build and finished in 2002, it has undergone a major hardware revision in 2006 making the laptop computer required in the first design obsolete. A small CCD video camera mounted inside the tetrahedral structure was added. The overview over the circuitry now looks like:

Detailed schematics for the PIC boards can be seen by clicking this link. The instrument is mounted in a TIG-welded tetrahedral structure with three large and sturdy wheels that can rotate a full circle.

Mapping: midi notes 68- 102 corresponding to pitches as shown below.

Back to Logos-Projects page : projects.html Back to Main Logos page:index.html To Godfried-Willem Raes personal homepage... To Instrument catalogue sound sample for bell 0 (wav)

Nederlands:

Robot: <Belly>

Belly is een automatische komputergestuurde ongestemde beiaard. Hij bestaat uit 34 klokken uit messing, signaalklokken dus en geen beiaardklokken. Naar vorm zijn ze niet verschillend van beiaardklokken: ze hebben eveneens de welgekende 'gotische rib'. Dit is het soort klok dat gebruikt wordt als scheepsklok, handklok, alarmklok en soortgelijke signaleringsfunkties. Deze soort klokken hebben veel sterker uitgesproken non-harmonisch spektrum, waardoor ze als 'onstembaar' worden beschouwd. Dit neemt natuurlijk niet weg dat ze wel degelijk een goed onderscheidbare luidtoon hebben en dat we ze in ons projekt ook wel degelijk naar toonhoogte hebben opgehangen. Ze vormen een reeks binnen een interval van drie oktaven. De klokken zijn onderling heterogeen: ze zijn gegoten in heel wat verschillende gieterijen en ook hun leeftijd varieert van nieuw tot vroeg 19e eeuws. Daardoor is de grootste en zwaarste klok niet automatisch ook de laagste klok van de reeks. De toonhoogte van een klok hangt immers ook af van de dikte waarmee ze werden gegoten. Een uit dunner materiaal gegoten klok zal lager klinken dan een even grote klok met een grotere massa. Daartegenover staat dan weer, dat naarmate de klok dikker wordt gemaakt ze ook luider zal kunnen klinken.

De klepels werden zorgvuldig individueel gekalibreerd en hebben een massa varierend tussen 10% en 20% van de massa van de klok waarvoor ze zijn bedoeld. De klepels worden aangedreven door overeenkomstig hun massa aangepaste elektromagneten die een pulsbreedte gemoduleerd signaal toegevoerd krijgen. Hoe langer de bekrachtiginspuls duurt, hoe groter de energie waarmee de klok wordt aangeslagen.Daardoor wordt het mogelijk het instrument met dynamische schakeringen aan te sturen en te bespelen.

<Belly> werd in de eerste versie uit 2002 bespeeld via een eigen laptop komputer, maar deze kwam te vervallen bij de grondige vernieuwing van de hardware zoals die werd doorgevoerd in 2006. Vanaf nu kan <Belly> dus rechtstreeks met midi kommandos worden aangestuurd en bespeeld. Bij deze ombouw voorzagen we meteen ook in een ingebouwde video-kamera waarvan het sinjaal op een BNC uitgang ter beschikking staat. Deze kamera kan worden geschakeld via midi kontroller 67.

Midi mapping:

Midi note byte Sounding pitch in fractional midi

Hardware mapping

(Weidmuller)

 Bell number

Old Hardware mapping

(Belly 2002)

Coil voltage

48V=Pic 1

24V=Pic 2

 Bell type or description way of striking
68 69.54 5 0 28 48V ship 1841

clapper - blue coil

wav-sample
69 70.68 7 1 30 48V ship 1939 clapper - blue coil
70 71.28 9 2 32 48V ship 1839 clapper -blue coil
71 73.78 8 3 31 48V ship - silver

hammer - blue coil
72 77.03 1 & 2 4 24 & 25 48V Brocksheid 30cm clapper - black coil
73 77.74 11 5 34 48V ship xxx4 clapper - blue coil
74 78.39 12 6 35 48V ship 1916 SkGoben clapper - blue coil
75 79.56 10 7 33 48V ship 1827 clapper - blue coil
76 80.17 10 8 57 24V round shape , rough hammer - red coil
77 80.30 3 & 4 9 26 & 27 48V Brockscheid 27 cm clapper - black coil
78 80.66 5 10 52 24V ship 1911 SkBremen hammer - red coil
79 81.58 7 11 54 24V   hammer - red coil
80 82.06 6 12 29 48V Brockscheid 25cm clapper - blue coil
81 82.10 8 13 55 24V Number 17 clapper - Red coil
82 82.27 6 14 53 24V Dark bell hammer - red coil
83 83.57 12 15 59 24V    
84 84.27 13 16 60 24V    
85 85.49 4 17 51 24V Schweiz hammer
86 86.37 11 18 58 24V ship 1824  
87 87.28 23 19 70 24V indian decorated hammer
88 88.81 3 20 50 24V oval bell clapper
89 89.72 16 21 63 24V    
90 90.92 14 22 61 24V gothic rib hammer
91 90.76 17 23 64 24V    
92 91.64 13 24 36 48V Brockscheid clapper
93 92.61 15 25 62 24V green bell clapper
94 93.29 18 26 65 24V    
95 93.39 9 27 56 24V    
96 93.67 19 28 66 24V    
97 94.23 2 29 49 24V   clapper
98 95.55 20 30 67 24V    
99 96.05 21 31 68 24V Brockscheid decorated hammer
100

97.00

 24 32 71 24V

heavy cast bell

 hammer
101 103.35 22 33 69 24V Highest G hammer
102 n.c.   n.c. 48 n.c.    
120-123 yellow LED spots - - - - - -
124-125 white E10 tungsten lites - - - - - -
               

Geimplementeerde midi-controllers:

123 of &H7B: all notes off (also switches off the lights)

66 of &H42: power ON/OFF

67 of &H43: Video camera ON/OFF

Program Change: values 0, 122-127 select different velocity scalings (programmable via sysex). default is 122. 123-127 zijn momenteel niet ingevuld maar gereserveerd voor uitbreiding.

Alleen geimplementeerd binnen de <GMT> midi file-player:

68 (=&H44): schakelt de listen-task om van absolute midi/klok mapping, naar 'intelligente' mapping waarbij voor de gevraagde noot een geschikte klok wordt gezocht. De controller moet worden gevolgd door een nul of een 1, al naargelang de mapping absoluut dan wel intelligent moet zijn. De mate waarin bij intelligente mapping toonhoogteafwijkingen mogen worden getollereerd, kan worden ingesteld met controller 4.

4 (=&H04): pitch deviation tollerance. Deze kontroller moet worden gevolgd door een waarde van 0 tot 100. Waarden groter dan 100 worden als gelijk aan 100 geinterpreteerd. Een setting van 100, komt overeen met een halve toon. 50 komt overeen met een kwarttoon. De default instelling is 20.

De mapping van de midi noten op de klokken en hun toonhoogtes ziet eruit alsvolgt:

Afmetingen & andere technische specifikaties:

Design en konstruktie: dr.Godfried-Willem Raes

Atelier medewerkers:

(Terug) naar logos-projekten:

projects.html

 Terug naar Logos' index-pagina:

index.html

 Naar Godfried-Willem Raes personal homepage... Naar katalogus instrumenten

gebouwd door

Godfried-Willem Raes

 2002: version1 archive Go to Godfried-Willem Raes' homepage

Bouwdagboek:

Omdat ons vaak wordt gevraagd hoeveel werk en tijd kruipt in, en nodig is voor, het bouwen van een muzikale robot, hebben we voor <Belly> een beknopt bouwdagboek bijgehouden:

Last update: 2023-10-26 by Godfried-Willem Raes

Elektromagneten: