USB-Trommel
Bei einer elektronischen Trommel, auch eDrum genannt, geht es darum, den mechanischen Impuls (das Auftreffen eines Klöppels) in einen elektrischen umzuwandeln, welcher dann zur Steuerung eines Synthesizers genutzt werden kann. In unserer Anleitung verwenden wir ein landläufiges Übungspad für Schlagzeuger und einen AVR-Mikrocontroller mit der V-USB-Bibliothek. Dadurch wird der Nachbau einfach und im Vergleich zu handelsüblichen Lösungen preisgünstig. Die Anwendung lässt viel Raum für Kreativität: Statt einer Trommel kann jede beliebige Fläche benutzt werden, zum Beispiel eine Tischplatte. Auch bei der Klangwiedergabe sind kaum Grenzen gesetzt, denn dank USB-MIDI werden gängige Programme zur Musikproduktion unterstützt.
Das Bauteil, welches den Aufprall eines Klöppels auf dem Pad in ein elektrisches Signal wandelt, ist ein Piezo-Element. Hierbei handelt es sich um das gleiche Teil, das man aus alten PCs oder Elektronikspielzeugen als Erzeuger für einen Summton kennt. Ähnlich einem Lautsprecher, den man – zumindest prinzipiell – auch als Mikrofon verwenden kann, lässt sich das Wirkungsprinzip auch beim Piezoelement in beide Richtungen verwenden: Eine angelegte Wechselspannung erzeugt eine mechanische Schwingung (einen Ton) und eine Kraft, die auf die Oberfläche ausgeübt wird, erzeugt umgekehrt eine Spannung.
Das Piezo-Element wird als Kontakt-Mikrofon verwendet, das den Körperschall des Übungspads aufnimmt. Für die Steuerung eines digitalen Klangerzeugers ist das analoge Signal des Piezo-Elements ungeeignet. Es muss so aufbereitet werden, dass man daraus die Information erhält, ob ein Aufprall eines Klöppels stattgefunden hat und mit welcher Stärke geschlagen wurde. Dazu misst man im einfachsten Fall den Lautstärkeverlauf des Signals, das mit dem Piezo gemessen wurde. Dann sucht man die Stellen, wo ein rapider und drastischer Anstieg der Lautstärke stattgefunden hat. Das ist nämlich genau dann der Fall, wenn der Klöppel auf dem Pad gelandet ist. Um die Anschlagstärke zu ermitteln, braucht man dann nur noch die Lautstärke zu messen, die direkt nach dem Anschlag erreicht wurde.