De Nederlandse kunstenaar Maarten Heijnens werkte, samen met geluidsontwerper Wouter Snoei aan "Parallel Realities": een installatie die telkens één persoon de mogelijkheid geeft om, middels verschillende geluidsportretten, in werelden in te stappen waarin zijn of haar aanwezigheid niet zo vanzelfsprekend is. Met een controlebord kan het geluidslandschap van in een geluidsdichte cabine met surround-geluid worden gekozen. De installatie beleefde in mei 2025 zijn première op het festival "Moet je horen", een festival waarin luisteren centraal staat in het Theater aan het Spui in Den Haag. Later zal de installatie gaan rondreizen lang musea en festivals.
Mijn opdracht was het 'deurbellen'-bord te ontwerpen waarmee de geluidsportretten gekozen kunnen worden. Dit modulair te gebruiken bord zou via een seriële interface moeten kunnen communiceren met de reeds gerealiseerde techniek van dit kunstobject.
Technisch bestaat de installatie uit een geluidsdichte cabine voor één persoon. In deze ruimte zijn 6 speakers en een subwoofer aangebracht. De luisteraar wordt met de verschillende geluidsportretten auditief naar een andere plek getransporteerd. Deze geluidsportretten kunnen, afhankelijk van de keuze, reëel of fictief zijn en lopen synchroon met het huidige tijdstip. Daarnaast is er een livestream van zeer hoge kwaliteit actief. Alle audio werd opgenomen met z.g. 'ruimelijke' Ambisonics microfoons. De keuze dient te worden gemaakt met een keuzepaneel aan de buitenkant van de luisterruimte. Verlichting in de verschillende keuzeknoppen van dit paneel geven feedback over de verschillende streams en maken duidelijk in welke 'audio-wereld' de luisteraar zich bevindt.
Toen Maarten en Wouter contact met mij zochten, waren de 'audio-landschappen' en de techniek reeds in een ver gevorderd stadium. Het audio-gedeelte was reeds opgezet op een Mac Mini in het programma SuperCollider. De live-stream draaide reeds met een Zoom H3VR recorder op locatie gekoppeld aan een Raspberry Pi communicerend via SonoBus.
Aan de cabine werd gebouwd, maar er was nog geen, liefst spatwaterdicht, 'deurbellen'-bord in stijl voor de keuze van de geluidsportretten. Voor de ontwikkeling en realisatie hiervan was nog slechts ruim één maand tijd beschikbaar omdat de première reeds gepland was.
Om het bord met de achterliggende programmatuur te laten communiceren waren er verschillende mogelijkheden met elk hun eigen voor- en nadelen. Deels hingen die samen met de keuze voor de te gebruiken microcontroller. Een Raspberry Pi leek voor de functionaliteit bijvoorbeeld een overkill, maar de seriële communicatie over de USB-bus zou juist weer relatief eenvoudiger zijn. Maar bij de keuze voor een eenvoudiger microcontroller (zoals een Arduino) in plaats van een complete single board computer, zou dit juist weer een grotere uitdaging zijn.
Om zo goed mogelijk aan te sluiten bij de reeds voor het prototype van de geluidscabine gebruikte hardware, werd uiteindelijk gekozen voor het universele MIDI voor de seriële communicatie. MIDI (v1) is weliswaar geen enorm snelle bus (31,25 KHz), maar blijkt in de praktijk toch te snel om betrouwbaar softwarematig te emuleren op een 16 MHz microcontroller. Om deze reden viel de keuze op een Arduino Mega vanwege de uitgebreide (hardwarematige) bus- en interfacemogelijkheden. Deze microcontroller beschikt bovendien over voldoende digitale ingangen voor de knoppen en met pulsbreedte (PWM) te moduleren uitgangspoorten voor het regelen van de individuele lichtintensiteiten van de verlichting in de elf drukknoppen.
De ontwikkeltijd voor het 'bellenbord' was beperkt. Gelukkig waren de noodzakelijke onderdelen voor het opbouwen van een prototype voorhanden in mijn electronica-werkplaats en kon ik direct aan de ontwikkeling beginnen. Om de noodzaak van een hardwarematige MIDI-bus te onderzoeken, testte ik de betrouwbaarheid van een in software geëmuleerde MIDI-interface. Daarna richtte ik me op het 'elektronisch robuust' maken van de MIDI in- en uitgangen.
De relatief 'trage' optocoupler (4N25) in voorraad kon gelukkig met een elektronische truc tijdens de besteltijd van het uiteindelijke onderdeel (6N138) in het prototype volstaan, waardoor de verdere ontwikkelingen geen vertraging opliepen.
In zijn meest eenvoudige vorm zou het knoppenbord alleen hoeven te melden wélke knop werd ingedrukt. Het bord zou dan wel zélf het oplichten (en het bij nogmaals drukken weer doven) van de overeenkomstige knop moeten verzorgen. Mooier en flexibeler zou natuurlijk zijn als de lampen compleet extern aangestuurd zouden kunnen worden. En nog mooier en bruikbaarder zou het worden als de lichtintensiteit ook traploos zou kunnen worden aangestuurd via de MIDI-ingang.
Ondanks de naderende deadline werd besloten dat we geen concessies zouden doen aan de technische mogelijkheden: de elf ring-LEDs in de knoppen van het 'bellenbord' zouden volledig bestuurbaar moeten worden. Om de noodzaak van elf PWM-uitgangen te onderzoeken leidde dit tot een experiment met een PCA9685-board (16-channel, 12-bit PWM Fm+ I2C-bus LED controller). Met deze module is het mogelijk ook een eenvoudiger microcontroller (zoals bijvoorbeeld een Arduino Nano) van voldoende regelbare (PWM) uitgangen te voorzien.
Tijdens het experiment met de PCA9685 werd het niet afdoende duidelijk of de hiervoor noodzakelijke I2C-bus de gelijktijdige stroom commando's voor elf tegelijk oplichtende LEDs zou kunnen verwerken. Om deze reden, maar ook omdat het 'bellenbord' uiteindelijk met snelle MIDI-in en -uitgangen moet worden uitgerust én voldoende stuuruitgangen voor de verlichting in de knoppen moet hebben, werd de keuze voor een Arduino Mega steeds duidelijker.
De volgende stap was het opbouwen van de uiteindelijke printplaat. Omdat inmiddels de noodzakelijke aanvullende onderdelen binnen waren gekomen, kon ook de MIDI-interface hierop direct in zijn uiteindelijke vorm worden opgebouwd. Ik ontwierp een printte een modulaire behuizing voor het geheel waarop de verschillende connectoren (MIDI, DC 9 volt) en een aan/uit schakelaar konden worden ondergebracht.
Inmiddels waren ook de drukknoppen gearriveerd en werd duidelijk dat deze in elk geval nog allemaal individueel van een stuurtrap moesten worden voorzien, aangezien ze meer stroom (>20mA) vereisten dan direct vanuit de microcontroller-uitgangen kan worden gevoed. Omdat ik de LEDs een gemeenschappelijk min wilde geven (net als de drukknoppen aan de ingangen), bouwde ik elf simpele PNP-transistor-drivers (met een BC557) voor elke LED-uitgang.
De elf (op de foto stoffige, waarvoor excuus) LEDs waren gemakkelijk om, met name voordat de uiteindelijke knoppen werden geïnstalleerd, tijdens de experimenten vanaf de achterzijde van het paneel zicht te houden op de werking. Bij het in bedrijf nemen van het paneel kan deze uitlezing worden gedeactiveerd door het verplaatsen van de gele jumper.
Ondertussen kon voor de verdere ontwikkeling van de firmware dus zo langzamerhand worden overgeschakeld van de op een breadboard opgebouwde schakeling naar deze, meer definitieve, schakeling.
Na de elektronica-, microcontroller- en programmeerfase, kon eindelijk met de werkelijke opbouw worden begonnen. De houten behuizing kon worden ontworpen en gerealiseerd. Voor de tekstplaatjes ontwierp en printte ik kaarthouders die op het front van de het bedieningspaneel konden worden gemonteerd. Nadat het inbouwen van de keuzeknoppen was geslaagd, kon het geheel worden afgelakt en worden voorzien van aluminium lijstprofielen zodat het zo meteen optimaal visueel zou aanlijnen met de 'industriële look' van de geluidscabine die inmiddels vorm kreeg in het atelier van Maarten.
Nadat het 'Bellenbord' was verenigd met de techniek en cabine, werd deze door Wouter uitvoerig doorgetest. Inmiddels was het idee ontstaan de LEDs als VU-meters van de op dat moment niet actieve geluidsportretten te laten werken. De keuze vast te houden aan de eis de helderheid van de individuele LEDs aan te kunnen sturen, betaalde zich hier dubbel en dwars terug.
Gelukkig kwamen er bij het testen geen noodzakelijke aanpassingen aan de software aan het licht en kon de knoppen-module vlot door Maarten aan de cabine worden bevestigd.
Inmiddels is de première van 'Parallel Realities' succesvol verlopen en heeft de installatie de praktijktest goed doorstaan. Tijdens de zomermaanden van 2025 gaat de cabine op reis met De Parade en komt misschien ook wel bij u in de buurt. Het beleven van deze bijzondere geluidscabine is zeker het aanraden waard!