В промежутке между поездками на лыжах смотрел сериал Westworld, и мне там очень уж приглянулось механическое пианино с перфолентой (piano roll) посередине. Как-то оно очень в тему и в заставке, и в самом сериале, увязывая между собой дикий запад и роботов, задавая "механический" темп происходящему. Не будь там этого пианино и музыки Рамина Джавади (он же композитор к "Игре престолов") - сериал сразу потерял бы больше половины своего очарования.
И конечно, мне захотелось узнать подробнее, а как же работали эти механические пианино, чем они приводились в движение, как отверстие на бумаге превращалось в нажатие клавиши? Оказалось, эти пианино были целиком ПНЕВМАТИЧЕСКИМИ, причём и ножной насос, и аккумулятор давления, и приводы для каждой клавиши, и мотор, крутящий перфоленту (piano roll) с постоянной скоростью сделаны на МЕХАХ (bellows), наподобие кузнечных. И во всей этой машинерии использовалось не избыточное давление, а наоборот, разрежение. Собственно, отверстие в бумаге в нужный момент впускает воздух в полость под мембраной, она поднимается и открывает клапан, "впуская вакуум" в меха, поднимающие шток, приводящий в движение клавишу.
Так выглядят все 88 одинаковых модулей, по одному на каждую клавишу:
Здесь мы видим "бруски" - это окончания клавиш - и штоки, которые могут давить на эти клавиши снизу, заменяя собой пианиста. Ряды трубок все сходятся в центре композиции - на латунной планке с 88 отверстиями, по которой и прокатывается перфолента.
Эти модули могут работать в широком диапазоне давлений (разрежения), чем сильнее разрежение - тем громче пианино будет играть. В простых механических пианино громкостью управляет оператор - когда надо, он начинает усиленно орудовать педалями, создавая большее разрежение, а в нужных местах практически останавливается, чтобы тихий участок действительно прозвучал тихо. Позже появились так называемые reproducing piano, в которых на перфоленте есть специальные участки, управляющие громкостью основной и басовой партии, причём там фактически реализовано двоичное кодирование, когда 4 ряда отверстий позволяют получить 16 градаций громкости.
А так выглядит "пятицилиндровый" меховой мотор, который вращает перфоленту. Сзади - меха, спереди - отверстия для впуска воздуха и заслонки, контролирующие этот процесс.
Воздух в этот мотор подаётся (точнее, выкачивается) через регулятор давления (тут его называют speed governor, но это ни разу не центробежный регулятор, больше похож на обычный редуктор давления), благодаря которому темп поддерживается постоянным независимо от разрежения в главном резервуаре, поскольку его хочется варьировать в процессе исполнения для управления громкостью.
В процессе игры этот мотор очень жестоко "зажимается", работая на каких-то считанных паскалях, зато при перемотке он подключается напрямую, минуя регулятор давления, и показывает чудеса скорости!
Вот как-то так оно работает:
В youtube можно найти довольно много интересного по ключевым словам Player Piano.
Community Info