Basteln mit Elektronik
Billig USB-Midi-Adapter aus Fernost
Ich wollte schon immer einmal ein Keyboard mit dem PC bzw. Computer verbinden und über die Soundkarte des Computers mit dem Keyboard eingespielte Töne ausgeben. Es gibt viele interessante Synthesizerprogramme für den PC, und erst mit einem angeschlossenen Keyboard kann dann so richtig schön musiziert werden. Ein Keyboard (wenn auch ein ganz einfaches mit der Typenbezeichnung Clifton MC-37) ist bereits vorhanden, und dieses Keyboard besitzt sogar einen MIDI-Anschluss. Doch was ist eigentlich MIDI?
Die Abkürzung MIDI steht für „Musical Instrument Digital Interface“, was soviel heißt wie digitale Schnittstelle für Instrumente bzw. Musikinstrumente. Es handelt sich hier um einen Industriestandard, der dazu dient, Steuerinformationen zwischen musikalischen Instrumenten auf elektronischem Wege auszutauschen. Wird beispielsweise ein elektronisches Keyboard über die MIDI-Schnittstelle mit dem Computer verbunden, so kann dem Computer auf diesem Wege mitgeteilt werden, wann auf dem Keyboard welche Taste und damit welche Note wie lange (und gegebenenfalls wie fest) gedrückt wurde. Tatsächlich gibt es sogar zwei MIDI-Schnittstellen. Es gibt einen MIDI-out-Anschluss sowie einen MIDI-in-Anschluss. Mein Keyboard besaß lediglich einen MIDI-out-Anschluss und war somit in der Lage, digitale Steuersignale über die gedrückten Keyboardtasten an den Computer weiterzugeben.
Es gibt auch Keyboards sowie weitere Instrumente mit einem MIDI-in-Anschluss. Ein solcher Anschluss kann beispielsweise verwendet werden, um den Synthesizer in einem externen Keyboard mithilfe des Computers anzusteuern und praktisch über das Keyboard MIDI-Musikstücke (bzw. MIDI-Dateien) auf dem Computer abzuspielen. Die meisten Musikinstrumente mit einer MIDI-Schnittstelle besitzen sowohl MIDI-Eingänge als auch MIDI-Ausgänge.
Den MIDI-Standard gibt es schon seit Anfang der achtziger Jahre. Die Signalübertragung erfolgt über fünfpolige DIN-Stecker und DIN-Buchsen, wie man diese auch bei älteren Audiogeräten oder HiFi-Geräten findet. Die eigentliche Signalübertragung erfolgt jedoch nur über zwei Datenleitungen. Die Steuerung des Klangerzeugers (beispielsweise die Soundkarte im Computer) funktioniert im Prinzip recht einfach. Wird eine Taste am Keyboard gedrückt, so erhält der Computer Informationen darüber, welche Taste es ist (beispielsweise das mittlere C), wann die Taste wieder losgelassen wurde und mit welcher Anschlagstärke die Taste gedrückt wurde, sofern das Keyboard diese Funktion unterstützt. Der Klangerzeuger in Form des Computers weiß nun, welche Noten wann, wie lange und mit welcher Anschlagstärke gespielt werden müssen und erzeugt über eine Synthesizersoftware und die eingebaute Soundkarte die entsprechenden Töne.
Bei älteren Computern erfolgte die Verbindung zu einem MIDI-fähigen Musikinstrument über die schon erwähnten DIN-Anschlüsse und den Gameport an der Soundkarte des Computers. Heute besitzen nur noch die wenigsten Computer diesen speziellen Gameport in Form eines 15-poligen SUB-D-Steckers. Werden heute Gamecontroller mit dem Computer verbunden, so erfolgt deren Verbindung zum PC in der Regel über einen USB-Anschluss. Es gibt im Handel zum Teil sehr preisgünstige USB-MIDI-Adapter, welche dieses Anschlussproblem beseitigen sollen. Auf der einen Seite wird der Adapter einfach mit einem USB-Anschluss mit dem Computer oder Laptop verbunden. Die andere Seite des Adapters enthält zwei MIDI-Stecker, welche mit den gewünschten Musikinstrumenten verbunden werden können. Es muss noch nicht einmal ein Treiber für den USB-MIDI-Adapter installiert werden. Die Treiberinstallation erfolgt vollautomatisch mithilfe Windows-eigener Treibersoftware. Klingt alles recht einfach und praktisch. Oben im Bild zu sehen ist übrigens einer dieser Adapter, der für knapp sechs Euro im Internet zu haben war.
Der USB-MIDI-Adapter enthält eine kleine Platine mit einer integrierten Schaltung, welche für die Signalumwandlung zwischen dem USB-Anschluss und den MIDI-Schnittstellen zuständig ist. Die Installation am Computer war recht einfach. Nach einigen Sekunden wurde das Gerät erkannt, und die Treiber wurden vollautomatisch installiert. Der Anschluss an das Keyboard war ebenfalls schnell erledigt. Ich musste nur das Kabel mit dem MIDI-in-Anschluss in den MIDI-out-Anschluss des Keyboards einstecken. So weit, so gut. Ich startete anschließend auf den PC eine einfache Software, die ein virtuelles Klavier darstellen sollte und über den MIDI-Anschluss und damit das Keyboard angesteuert werden sollte.
Allerdings gelang es mir nicht, der Software mithilfe des Keyboards auch nur einen einzigen Ton zu entlocken. Der USB-MIDI-Adapter besitzt übrigens drei LEDs, die dazu dienen, die Betriebsbereitschaft des Adapters anzuzeigen und eine Datenübertragung zwischen den Computer und dem Musikinstrument. Die LED für die Datenübertragung vom Keyboard zum Computer blinkte allerdings nur hin und wieder einmal kurz auf. Eine permanente Datenübertragung beim Spielen auf dem Keyboard fand also nicht statt. Natürlich hat mich interessiert, warum dies so war.
Nach einer Weile der Recherche im Internet fand ich heraus, dass diese Billig-USB-MIDI-Adapter wohl nicht ganz den Vorgaben des MIDI-Standards entsprechen. Laut MIDI-Spezifikation sollte die Datenübertragung zwischen dem Instrument und dem Computer über die MIDI-Schnittstelle über einen sogenannten Optokoppler stattfinden. Es handelt sich hierbei um ein Bauteil, das eine Datenübertragung ohne direkte elektrische Verbindung mithilfe von Lichtsignalen ermöglicht. Dieses Bauteil fehlte allerdings auf der kleinen Platine. Lediglich die vier Anschlüsse für den Optokoppler waren auf der Platine vorgesehen.
Ich fand auf einer Internetseite Hinweise, wie man den USB-MIDI-Adapter MIDI-konform umbauen konnte. Ich musste nur den besagten Optokoppler einbauen, einen Widerstand entfernen sowie einen neuen Widerstand mit 220 Ohm in die Schaltung einlöten. Anschließend mussten noch die zwei Datenleitungen für den MIDI-in-Anschluss auf der kleinen Platine umgelötet werden. Einen Optokoppler fand ich noch in einem alten Schaltnetzteil, und der Widerstand mit 220 Ohm sollte auch kein Problem sein. Nachdem die Schaltung entsprechend umgeändert war, funktioniere auch die Datenübertragung zwischen Instrument und Computer einwandfrei.
Hier ist der umgebaute USB-MIDI-Adapter zu sehen. Man kann deutlich den eingelöteten Widerstand sowie den Optokoppler erkennen. Es war eine Fummelei, bis beide Bauteile auf der Platine korrekt eingesetzt waren. Außerdem musste noch der Widerstand mit der Bezeichnung R11, ein kleines SMD-Bauteil, ausgelötet werden. Die kleine Platine passt übrigens gerade noch so in das Gehäuse.
Der USB-MIDI-Adapter in Betrieb. Der MIDI-out-Anschluss funktionierte bei diesem Exemplar hier übrigens auch ohne Modifikation der Schaltung. Ich kann allerdings nicht ganz nachvollziehen, warum solche USB-MIDI-Adapter verkauft werden, welche nicht die Spezifikationen dieser Schnittstellen erfüllen und dadurch gegebenenfalls nicht funktionieren können. Da nützt auch der günstige Anschaffungspreis nichts, wenn ein solcher Adapter nicht einsatzfähig ist. Nicht Jeder ist in der Lage, die notwendigen Modifikationen selbst vorzunehmen, um den Adapter überhaupt nutzen zu können.
