Die Gitarre, die sich selbst stimmt
Von Dirk Asendorpf · 02.07.2008
Der Applaus ebbt ab, Keyboarder und Schlagzeuger wollen wieder loslegen – doch der Gitarrist muss erst einmal Saite für Saite neu stimmen. Profis umgehen die Unterbrechung, indem sie sich vor jedem Stück ein frisches Instrument auf die Bühne reichen lassen. Für alle anderen gibt es jetzt die ersten Gitarren, die sich selber stimmen können.
Die Akkorde hat Jan Hillebrand richtig gegriffen, trotzdem klingt das Lied schief. Seine Gitarre ist verstimmt. Saite für Saite muss er jetzt von Hand einstellen – oder aber auf den Knopf an einem schwarzen Kasten drücken, der vor ihm steht. Wenn er dann die leeren Saiten anschlägt, setzen sich sechs kleine Motoren am Gitarrenhals in Bewegung.
"Ein Gerät, mit dem die Gitarre sich mehr oder weniger selber stimmen kann. In zwei verschiedenen Varianten: einerseits jede Saiten einzeln oder auch alle Saiten zusammen, was der komplexere Vorgang ist. Ich brauch also nicht mehr das mit Gehör zu machen und das hat verschiedene Vorteile. Einerseits: Es geht viel schneller, zweitens: Leute, die sich noch nicht so gut mit Gitarren auskennen, würden damit auch problemlos jede Gitarre stimmen können und wir haben zusätzlich noch weitere Funktionen in das Gerät eingebaut."
Wir, das ist neben Jan Hillebrand der ebenfalls 18-jährige Bremer Schüler Rasmus Rothe. Gerade haben die beiden mit ihrem Gitarrenstimmautomat einen zweiten Platz im Bundeswettbewerb Jugend forscht gewonnen. Die Kombination aus Feinmechanik und intelligenter Elektronik auf kleinstem Raum hat die Jury überzeugt.
"Hier in dieser Box haben wir einen kleinen Mikroprozessor und der macht die ganze Analyse. Das heißt, wir haben keinen riesigen Computer, denn das ganze System soll ja mobil bleiben. Die Hauptschwierigkeit in dem ganzen Projekt: Man möchte nicht zehn Sekunden den Akkord anschlagen und muss dann zehn Sekunden messen und sagt einem dann, ob man den Akkord gespielt hat, sondern der soll drei bis vier Messungen die Sekunde machen. Das heißt, es ist ein Multi-Threading, es laufen mehrere Prozesse gleichzeitig. Und das ganze muss eben noch so sparsam wie möglich sein. Das Ding hat 16 Megahertz und wenn man das vergleicht mit unseren 3-Gigahertz-Rechnern, dann sieht man den Unterschied und auch die Möglichkeiten, die man hat."
Jan hat das Interesse an Mathematik und Musik mitgebracht, Rasmus ein ausgeprägtes Faible für Signalverarbeitung und Robotik. Schnell hat er gemerkt, wo das Hauptproblem beim automatischen Stimmen liegt: Das Mikrofon am Schallloch der Gitarre nimmt nicht nur den Klang der sechs Saiten auf, sondern auch alles, was rundherum Geräusche macht. Vor allem auf einer Bühne kommt da schnell sehr viel zusammen: andere Instrumente, menschliche Stimmen, das Schlagen von Türen.
"Das ist eine Mischung sozusagen. Und nun müssen wir die Information daraus gewinnen, die wir haben möchten. Dafür gibt es Algorithmen und dafür gibt es wahnsinnig viele Filter, die irgendwelche Umgebungsgeräusche rausfiltern können, die einem am Ende die Informationen liefern, die man haben möchte. Diese abstrakt definierten Algorithmen – erstmal muss man sie verstehen, das ist für einen Schüler der zwölften Klasse nicht ohne weiteres möglich, dann muss man versuchen, das das Ganze geschickt umzusetzen und es muss eben diese komplexen Algorithmen runterbrechen auf einfache Zahlen und einfache Operationen."
Chris Adams weiß, wie schwer das ist. Der Hamburger Musiker hat die Gibson Les Paul, den Ferrari unter allen E-Gitarren, zum Selbststimmer aufgerüstet. Statt mit einem Mikrofon stellt es die Tonhöhe jeder einzelnen Saite mit einem winzigen piezoelektrischen Schwingungsmesser fest. Das ist schneller und exakter als beim System der Bremer Jungforscher.
"Insgesamt hat es acht Jahre gedauert, um bis zur Serienreife zu gelangen. Natürlich haben wir zuerst versucht, Komponenten zu finden welche wir so einsetzen können. Dann musste ich aber leider feststellen, dass es keine Komponenten gab, die man so einsetzen konnte. Und ganz interessant ist, dass es in diesem Fall so ist: Aus der Kunst ja eigentlich, ich bin in erster Linie Gitarrist und wollte etwas für Gitarristen machen, ein Produkt entstanden ist und in diesem Produkt Technologien drinstecken, die jetzt in andere Industriebereiche vordringen."
800 Euro Aufpreis kostet die Gibson mit Stimmautomatik. Als nächstes will Adams einen Nachrüstsatz für andere E-Gitarrenmodelle auf den Markt bringen – und sich dann das Klavier vornehmen. Das hat nicht nur sechs, sondern über 200 Saiten. Die Idee, sie einzeln durch das Anlegen einer kleinen Spannung zu erwärmen und so zu stimmen, hat sich in der Praxis nicht bewährt. Chris Adams setzt auf die robusten kleinen Motoren in seiner E-Gitarre, das sogenannte Power Head.
"So ein Power Head wiegt 46 Gramm, kann aber mehr als 50 Kilogramm Saitenzug bewegen. Das bedeutet: mehr als das Tausendfache des Eigengewichtes."
Auch die Bremer Schüler würden ihren Stimmautomaten für die klassische Gitarre gerne zu Geld machen.
"Wir haben einen Gebrauchsmusterschutz eingereicht. Und wir wollen an verschiedene Firmen herantreten, die Interesse daran haben könnten so was zu produzieren und würden dann uns davon vielleicht auch ne Scheibe abschneiden mögen."
Und falls daraus nichts wird, kann Jan Hillebrand zumindest sein Lieblingsstück von den Red Hot Chili Peppers mit stets sauber gestimmter Gitarre spielen.
"Ein Gerät, mit dem die Gitarre sich mehr oder weniger selber stimmen kann. In zwei verschiedenen Varianten: einerseits jede Saiten einzeln oder auch alle Saiten zusammen, was der komplexere Vorgang ist. Ich brauch also nicht mehr das mit Gehör zu machen und das hat verschiedene Vorteile. Einerseits: Es geht viel schneller, zweitens: Leute, die sich noch nicht so gut mit Gitarren auskennen, würden damit auch problemlos jede Gitarre stimmen können und wir haben zusätzlich noch weitere Funktionen in das Gerät eingebaut."
Wir, das ist neben Jan Hillebrand der ebenfalls 18-jährige Bremer Schüler Rasmus Rothe. Gerade haben die beiden mit ihrem Gitarrenstimmautomat einen zweiten Platz im Bundeswettbewerb Jugend forscht gewonnen. Die Kombination aus Feinmechanik und intelligenter Elektronik auf kleinstem Raum hat die Jury überzeugt.
"Hier in dieser Box haben wir einen kleinen Mikroprozessor und der macht die ganze Analyse. Das heißt, wir haben keinen riesigen Computer, denn das ganze System soll ja mobil bleiben. Die Hauptschwierigkeit in dem ganzen Projekt: Man möchte nicht zehn Sekunden den Akkord anschlagen und muss dann zehn Sekunden messen und sagt einem dann, ob man den Akkord gespielt hat, sondern der soll drei bis vier Messungen die Sekunde machen. Das heißt, es ist ein Multi-Threading, es laufen mehrere Prozesse gleichzeitig. Und das ganze muss eben noch so sparsam wie möglich sein. Das Ding hat 16 Megahertz und wenn man das vergleicht mit unseren 3-Gigahertz-Rechnern, dann sieht man den Unterschied und auch die Möglichkeiten, die man hat."
Jan hat das Interesse an Mathematik und Musik mitgebracht, Rasmus ein ausgeprägtes Faible für Signalverarbeitung und Robotik. Schnell hat er gemerkt, wo das Hauptproblem beim automatischen Stimmen liegt: Das Mikrofon am Schallloch der Gitarre nimmt nicht nur den Klang der sechs Saiten auf, sondern auch alles, was rundherum Geräusche macht. Vor allem auf einer Bühne kommt da schnell sehr viel zusammen: andere Instrumente, menschliche Stimmen, das Schlagen von Türen.
"Das ist eine Mischung sozusagen. Und nun müssen wir die Information daraus gewinnen, die wir haben möchten. Dafür gibt es Algorithmen und dafür gibt es wahnsinnig viele Filter, die irgendwelche Umgebungsgeräusche rausfiltern können, die einem am Ende die Informationen liefern, die man haben möchte. Diese abstrakt definierten Algorithmen – erstmal muss man sie verstehen, das ist für einen Schüler der zwölften Klasse nicht ohne weiteres möglich, dann muss man versuchen, das das Ganze geschickt umzusetzen und es muss eben diese komplexen Algorithmen runterbrechen auf einfache Zahlen und einfache Operationen."
Chris Adams weiß, wie schwer das ist. Der Hamburger Musiker hat die Gibson Les Paul, den Ferrari unter allen E-Gitarren, zum Selbststimmer aufgerüstet. Statt mit einem Mikrofon stellt es die Tonhöhe jeder einzelnen Saite mit einem winzigen piezoelektrischen Schwingungsmesser fest. Das ist schneller und exakter als beim System der Bremer Jungforscher.
"Insgesamt hat es acht Jahre gedauert, um bis zur Serienreife zu gelangen. Natürlich haben wir zuerst versucht, Komponenten zu finden welche wir so einsetzen können. Dann musste ich aber leider feststellen, dass es keine Komponenten gab, die man so einsetzen konnte. Und ganz interessant ist, dass es in diesem Fall so ist: Aus der Kunst ja eigentlich, ich bin in erster Linie Gitarrist und wollte etwas für Gitarristen machen, ein Produkt entstanden ist und in diesem Produkt Technologien drinstecken, die jetzt in andere Industriebereiche vordringen."
800 Euro Aufpreis kostet die Gibson mit Stimmautomatik. Als nächstes will Adams einen Nachrüstsatz für andere E-Gitarrenmodelle auf den Markt bringen – und sich dann das Klavier vornehmen. Das hat nicht nur sechs, sondern über 200 Saiten. Die Idee, sie einzeln durch das Anlegen einer kleinen Spannung zu erwärmen und so zu stimmen, hat sich in der Praxis nicht bewährt. Chris Adams setzt auf die robusten kleinen Motoren in seiner E-Gitarre, das sogenannte Power Head.
"So ein Power Head wiegt 46 Gramm, kann aber mehr als 50 Kilogramm Saitenzug bewegen. Das bedeutet: mehr als das Tausendfache des Eigengewichtes."
Auch die Bremer Schüler würden ihren Stimmautomaten für die klassische Gitarre gerne zu Geld machen.
"Wir haben einen Gebrauchsmusterschutz eingereicht. Und wir wollen an verschiedene Firmen herantreten, die Interesse daran haben könnten so was zu produzieren und würden dann uns davon vielleicht auch ne Scheibe abschneiden mögen."
Und falls daraus nichts wird, kann Jan Hillebrand zumindest sein Lieblingsstück von den Red Hot Chili Peppers mit stets sauber gestimmter Gitarre spielen.