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Steffen Knott - Square Dance Caller

Remote 2.0

Ein neuer Ansatz für die Lautstärkeregelung am Mikrofongriff

Hintergrund

Das “Remote Volume Control” ist eine in erster Linie für die Powermixer der Firma Hilton angebotene Möglichkeit, vom Mikrofon aus die Lautstärke der Musik zu regulieren. Dazu wird ein spezielles Mikrofonkabel mit einem Griffstück verwendet, auf das das eigentliche Mikrofon aufgesteckt wird. An diesem Griffstück befindet sich ein An-/Ausschalter, ein Drehregler (Poti) zur Lautstärkenanpassung und bei manchen Varianten noch ein Taster (ursprünglich zum Rücksetzen des Tonabnehmers an den Anfang der Schallplatte; heute teils zum Steuern der Play/Pause-Funktion der Audioquelle).

Diese Remote-Funktion ist ein mächtiges Werkzeug. In erster Linie dient sie dazu, die Lautstärke der Musik zugunsten einer besseren Verständlichkeit der Stimme abzusenken – und zwar nur für die Zeit, die das Ansagen der jeweiligen Figur benötigt.

Allerdings schränkt der Wunsch, die Remote-Funktion nutzen zu können, die Auswahl an verfügbaren Powermixern stark ein. Neben der Firma Hilton gibt es zwar noch weitere Anlagen mit entsprechender Anschlussmöglichkeit, diese bewegen sich allerdings in einem ähnlichen Preisniveau (ca. 1000 Euro). Es gibt mehrere verschiedene Ansätze, die Remote-Funktion durch zusätzliche Geräte, die zwischen Audioquelle und Verstärker geschaltet werden zu implementieren, mit unterschiedlichem erfolg. Teilweise gibt es stark hörbare Störgeräusche, teilweise ist der Effekt viel stärker oder viel schwächer als beim “Original”, teilweise sind die Schaltungen sehr groß und benötigen eine eigene Stromversorgung.

Neuer Ansatz

Viele Caller nutzen heutzutage ein Notebook als Audioquelle, so dass die Idee nahe liegt, die Remote-Funktion direkt im Computer zu realisieren. Hier gibt es ein Problem: Das Remote-Signal ist im Grunde ein Widerstand, also keinesfalls ein digitales Signal, welches ein Computer aber benötigt. Das Bedeutet, dass das analoge Signal zunächst digitalisiert und dann in den Computer übertragen werden muss, bevor es dort dann weiterverarbeitet werden kann. Es gibt also mehrere Teilprobleme, die zu Lösen sind.

Remote und Computer

Die erste Hürde ist das digitalisieren des Signals. Hierzu habe ich mich für einen programmierbaren Mikrocontroller entschieden, der einen 10bit-Analog-Digital-Wandler bietet.

Exkurs: 10 Bit bieten uns 1024 “Stufen” – für das Remote völlig ausreichend. Man könnte das so erklären: Das Remote-Poti am Mikrofongriff regelt zwischen 0% (linker Anschlag) und 100% (rechter Anschlag). Dieses Spektrum teilt der A/D-Wandler in 1024 Stufen auf. Steht der Regler also auf 50% eingestellt ist, befinden wir uns auf Stufe 512. Im Grunde stellen die 10 Bit eine Art “Auflösung” dar – Hätten wir nur 1 Bit und dadurch nur 2 Stufen gäbe es nur noch 0% und 100% – aber keine Zwischenwerte.

Hier kommt das erste Problem. Damit der A/D-Wandler den Wert des Potis richtig “deuten” kann, benötigt er eine Verbindung zu allen 3 Anschlüssen des Potis. Im Remote-Kabel sind aber nur 2 davon verkabelt. Daher musste ich eine Ader der Reset-Leitung zweckentfremden. Im Grunde ein einfach zu lösendes Problem, die Konsequenz ist aber sehr ärgerlich: Es ist ein Umbau des Remote-Kabels notwendig, damit sie mit meiner Schaltung funktioniert (natürlich funktioniert sie nach dem Umbau auch noch mit Hilton-Anlagen).

Nach dem Herstellen der physikalischen Verbindung folgt die Programmierung des Mikocontrollers. Ein paar Zeilen Programmcode reichen aus, um alle 10ms den aktuellen digitalisierten Wert des Remotes an den Computer zu senden.

Ein erster Test zeigt, dass das soweit auch funktioniert, die Schaltung also Daten liefert.

Damit war das erste Problem gelöst.

This is where the magic happens:

 

Man sieht unten den Anschluss von Remote (rechts) und zusätzlicher Masseleitung (links). Oben ist das USB-Kabel zu sehen. Dazwischen die Platine mit dem Mikrocontroller (welcher aber nicht zu sehen ist).

Software

Der vermeintlich einfache Teil steht noch bevor: Das über USB in den Rechner übertragene Signal muss dafür verwendet werden, die Lautstärke der Musik zu beeinflussen. Ich habe mich für Java als Programmiersprache entschieden, in der Hoffnung, dass die Lösung nicht nur unter Windows, sondern auch unter Mac OS und Linux läuft. Dazu später mehr.

Nach einigen Recherchen war klar, wie die Umrechnung der Remote-Stufen (s.o.) in Lautstärke-Einheiten (für den Computer ein Wert zwischen 0 (aus) und 1 (volle Lautstärke) funktionieren könnte. Ein Test auf meinem Mac schlägt leider fehl (Java kann da nicht die Lautstärke steuern). Unter Windows klappt es. Da ich für das Callen sowieso ein Windows-Netbook benutze, ist das erstmal kein Problem.

So, das Ziel ist erreicht. Das Drehen am Remote-Poti regelt die Systemlautstärke. Zeit für Euphorie. Aber ein paar Feinheiten hatte ich mir noch ausgedacht…

Mit einem Computer kann man ja soviel machen…

genau, zum Beispiel Einstellungen vornehmen. Während bei der klassischen Remote der Wirkungsgrad von Anlage zu Anlage, teilweise von Remote zu Remote variierte und bei mehreren “Teilnehmern” an einer Anlage immer geringer wird (wogegen man relativ machtlos ist), kann man im Computer hier Kontrolle ausüben.

Im ersten Schritt habe ich mich entschieden, zwei Betriebsmodi für die Remote anzubieten: Den “normal mode” und den “teaching mode”.
Im “normal mode” regelt die Remote nur bis auf einen einstellbaren Wert herunter. Stellt man für diesen Wert 60% ein bedeutet das, dass man mit dem Remote-Poti nur die letzten 40% regelt. Dreht man das Poti auf 50% (Mittelstellung) resultiert daraus eine Lautstärkeneinstellung von 80%.
Im “teaching mode” regelt das Remote-Poti 1:1 die Systemlautstärke. Dreht man das Poti komplett gegen den Uhrzeigersinn, so wird die Musik komplett verstummen. Dreht man das Poti im Uhrzeigersinn bis zum Anschlag liegt die Systemlautstärke bei 100%.
Dies ist besonders bei Classes und Workshops praktisch – daher die Bezeichnung des Modus.

Das Programm sieht so aus:

 

Damit war aus der Idee schon eine runde Sache geworden. Zeit, Vor- und Nachteile abzuwägen:

Vorteile:

• funktioniert mit jeder Anlage
• viele Einstellungsmöglichkeiten

Nachteile:

• es ist nur ein Computer steuerbar

 

So sieht der Prototyp aus. In dem kleinsten passenden Gehäuse, dass ich da hatte. Die Schaltung kann noch platzsparender verpackt werden.

Fortschritt / Changelog

• Umbau des Remote-Kabels nicht mehr notwendig durch Modifikation der Schaltung.
• Design einer neuen Hardwareversion auf Basis eines ATtiny2313 und eines FTDI-Chips zur USB-Serial-Wandlung. Dadurch erhebliche Reduzierung der Bauform

Wie geht es weiter?

Toll wäre es, wenn man es doch noch schaffen würde, ohne Umbau des Remote-Kabels auszukommen. Wenn jemand Ahnung bzw. Zeit von entsprechenden Schaltungen hat, kann er sich gerne bei mir melden.

Ein weitere Idee ist es, die Lautstärkensteuerung nicht linear sondern logarithmisch vorzunehmen, damit könnte die Lautstärke im oberen Bereich schneller abgesenkt werden als im unteren Bereich.

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