Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung von Fitness-Trainin mittels Musik.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung

von Fitness-Training, bei dem die ausübende Person Bewe-

gungssy len periodisch wiederholt, mittels Abspielens von

Musik, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses

Verf hrens.

Beim Fitness-Training werden rhythmische Bewegungen unter

anderem von den Armen und / oder Beinen durchgeführt zum

Beispiel unter Verwendung von Fahrrad-Ergometern oder

Trimmf hrrädern mit Arm- und / oder Seinbetätigungs¬

einrichtungen, beim Lauftraining und Trimmtrab sowie beim

Training mit Rudergeraten und dergleichen.

Die genannten Geräte sowie das Laufen sind zum Training

der Ausdauerfitness geeignet, die ein wichtiges Mittel

zur Erhaltung des psychophysisehen Wohlbefindens und zur

Gesunderhaltung des Herz- und Kreislau systems ist. Gute

Trainingswirkungen sind bei einer Belastung erreichbar,

die zu einer Herzfrequenz von circa 70 % der individuel¬

len maximalen Herzfrequenz über eine Zeit zwischen

circa 20 bis 40 Minuten führt. Mit solchen Trainings-

formen oft verbundene Empfindungen der Anstrengung und /

oder Langeweile führen jedoch dazu, daß ein derartiges

Training nicht besonders beliebt ist.

Die Wahrnehmung unangenehmer Empfindungen kann beim Trai

ning im.Takt von rhythmischer Musik vermindert werden.

Dabei paßt der Übende das Tempo jedes Bewegungssyklus'

dem Tempo der Musik so an, daß ein Bewegungs∑yk us

von einer bestimmten Zahl von Schiagzεiten der Musik

begleitet wird. Bei einem solchen Fitnesstraining nach

Musikbegleitung mit vorgegebenem Tempo muß der Trainie¬

rende einen -Teil seiner Auf erksamkeit auf die Einhaltun

des Taktes wenden und bei Abw ichungen seinen Bewegurigs-

rhythmus immer wieder anpassen, damit der trainingser¬

leichternde Sehritt achereffekt der Musik und die ver¬

minderte Wahrnehmung unangenehmer Empfindungen voll zur

Wirkung kommen.

Das Training nach rhythmischer Musik wurde in den letzte

Jahren bei der unter dem Namen "Aerobies" bekannten Gym¬

nastik mit Musik mit Erfolg zur Trainingsmotivierung

benutzt. Dabei hat der Übende die Gelegenheit, trotz

des vorgegebenen Musiktempos durch Variation der

Intensität der einzelnen Bewegungen den Energieeinsatz

seinem momentanen Befinden und Leistungsvermögen fort¬

laufend anzupassen. Eine individuelle Variation des

Energieeinsatzes bei Trimmf hrrädern ist bei unver¬

änderter Belastung durch Änderung der Zahl der Pe¬

dalUmdrehungen pro Zeiteinheit möglich. Bei Geräten

mit der Möglichkeit einer von der Umdrehungszahl unab¬

hängigen Belastungseinstellung führen Änderungen der

Umdrehungszahl zwar nicht zu Änderungen des erforder¬

lichen Krafteinsatzes, können aber als Abwechslung

empfunden werden. In jedem Falle führen Änderungen des

Tempos der Bewegungszyklen bei trainingsbeglεitεnder

Musik mit konstantem Tempo dazu, daß man aus dem

Takt kommt .

Aus DE-OS 2949 630 ist bekannt, daß die Geschwindigkei

des Tonbildabl ufs zum Beispiel beim Fahrradhometrainer

über einen Rollenfühler am Schwungrad mit dem Tempo des

.Übungsrhythmus verändert werden kann. Mit diesem Verfah¬

ren ist jedoch eine Zuordnung des Einsetzens der betonte

Rhythmuselemente oder Schlagzeiten von Musik zu bestimm¬

ten Phasen des Bewegungszyklus ' des Übenden völlig

unmöglich.

Die Erfindung soll bei einem Verfahren und einer Vor¬

richtung der eingangs genannten Art die Aufgabe lösen,

die motivationsfördernde Wirkung der Musik dadurch zu

verbessern, daß eine besondere Konzentra ion zur An-

passung des Eewegungsrhyth us' an die Taktschläge und

Schlagzeiten der Musik nicht mehr erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich eines Verfahrens er¬

findungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) die Musik von und mit den Bewegungszyklεn syn¬

chronisiert wird und

b) eine Schlagzeit und ein Taktschlag der Musik

jeweils an einer vorhas im ten Stelle innerhalb

jedes Bewegungszyklus ' zumindest eines Körperteils

der ausübenden Person einsetzen.

Eine gleichzeitige Synchronisation des Abspiel empos von

bildgebenden Geräten von und mit dem Tempo des Eewegungs

zyklus ^r könnte die motivierende Wirkung noch unter¬

stützen.

Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung lieg

die abzuspielende Musik in digitaler Form vor, weil

hierbei die Synchronisation - mit bevorzugter Tonhöhen¬

unabhängigkeit von den Änderungen des Bewegungstempos de

ausübenden Person - besonders einfach ist.

Hinsichtlich einer Vorrichtung zum Durchführen dieses

Verfahrens wird die Aufgabe durch die Merkmale des

Anspruchs 3 gelöst.

Musik kann in Form digitaler Codes vor allem für Tonhöh

Anschlagsdynamik, Tonl ngε von Notanwerten und wei ere

Merkmale wie Af er-Touch, Modulation und Sound vorliege

das heißt, daß die Kennwerte aller Noten der abzuspiele

den Musik in dem erforderlichen Umfang digital gespei¬

chert werden können. Eine Temposteuerung durch

taktbezogene Timing-Clock-Codes und Ausgabe von Codes f

Notenkennwerte zu einem Synthezisεr mit Rhythmusmaschin

ist hier ohne Tonhöhenveränderung möglich.

Im Unterschied hierzu werden auf Compact-Disk (CD) und

dem Digital-Audio-Tape (DAT) keine Notenkennwerte,

sondern ein Abbild des analogen Mischsignals von Musik i

digitaler Form durch Digitalisierung mit einer hohen

Abtastfrequenz festgehalten. Eine Veränderung des

Abspieltempos verändert dabei auch die Tonhöhe.

Bei konstantem Musiktempo während der Digi alisierung mi

gleichbleibender Zahl der Sample-Punk e je Schlagzeit

kann auch bei gesampelter Musik das Musiktempo bei

Änderung der Abspielgeschwindigkeit über Digital-

Analog-Wandler taktbεzogen geändert werden.

Compact-Disks oder Digital-Audio-Tapes sind auch ohne

gleichbleibεndes Musiktempo bei der Aufnahme für die

uπ<>βn u€s π Isπsπs _.emρosv_eue ung vεrwen _* __.__.ar, wenn ta _—

bezogene Clock-Signale mitgespeichert werden.

Im Sinne der Erfindung wird unter "Fitnεsstraining"

jede Art von sportlicher und / oder gymnastischer

Übung verstanden, die geeignet ist, das körperliche

Wohlbefinden, die Leistungsfähigkeit und / oder die

Gesundheit der übenden Person zu erhalten oder zu ver—

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vers Sii, in C6 Lau. Omwinadiene a_- _* ge—

geben werden. Dies ist unter anderem bei reinen

R_._.yt-hmusger _* .e , aJDer auch

der Fall. Die "Zählzeit" oder "Schlagzεit" ist die

metrische Untereinheit eines Taktes. Ihre Zεitdauer wird

als Bruchteil einer ganzen Note angegeben. Das Tempo der

Musik ist die Geschwindigkeit der Schlagzeiten. Es wird

durch die Zahl der Metronomschl gε pro Minute angegeben.

Dabei hat die Zeit vo Beginn eines bis zum Beginn des

nächsten Metronomschlages üblicherweise die Länge einer

Viertelnote. Als "Taktschlag" wird im Sinne der Erfindun

ein betont hörbares Ereignis verstanden, das innnerhalb

aufeinanderfolgender Schlagzεiten εhr oder minder regel

mäßig wiederkehrt und vorzugsweise am Beginn einer Zähl-

zeit ( =Schlagzeit) und vorzugsweise als Teil der Rhyth-

musbegleitung einsetzt; dieses Ereignis kann aber auch,

bezogen auf den Beginn einer Zählzeit, regelmäßig cder

unregelmäßig zeitverzögert eintreten. Taktschläge könne

auch aus als Einheit empfundenen Tonsequenzεn bestehen

und sind akustische Verlaufsgestalten, die aus der

Gesamtheit der Tonsequεnzen von Musik deutlich her¬

vortreten. Sie kehren typischerweise in au einanderfol¬

genden Schlagzeiten periodisch wiedεr und vermitteln

bei Bewegung im Rhythmus von Musik eine akus ische

Orientierung dafür, daß man sich "im Takt" bewegt. Sie

können Phasen verstärkter 'Anspannung und / odεr akzen¬

tuierter Bewegung beim Fitnesstraining, die sich in

aufeinanderfolgenden Bewegungszyklen rhythmisch wieder¬

holen, psychisch unterstützen.

Durch die Erfindung sind Änderungen der Frequenz, mit de

die Bewegungszyklen periodisch wiederholt werden - also

Änderungen des Bewegungstempos - möglich, ohne aus dem

Takt zu kommen, da sich das Tempo der Musik dem Bewe¬

gungstempo anpaßt. Einsatzpunkte oder -phasen und Zahl

der Taktschläge der Musik innerhalb eines Bεwegungs-

nicht mit dem Bewegungstempo, wenn sie nicht vom Übenden

geändert werden. Wenn ein Taktschlag z Beginn einer

Schlagzeit oder konstant seitversögert einsetzt, kann

sein Einsatzpunkt innerhalb des Bewegungszyklus ' durch

den Beginn der Schlagzeit vorbestimmt und verändert wer¬

den. Dabei hat sich gezeigt, daß die motivierende

Wirkung nur bei Einsatz der Taktschläge in bestimmten

individuell verschiedenen Phasen eines Bewegungszyklus ¹

ausgeprägt ist.

Auch vorkommender zeitlich variierender Einsatz der

Taktschläge ^' innerhalb der Schlagzeiten könnte ebenfalls

berücksichtigt werden. Dies ist im allgemeinen jedoch

nicht erforderlich, da er üblicherweise nicht als

unangenehm empfunden wird.

Bei den folgenden Ausführungsbeis ielen gehen wir davon

aus, daß Musik verwendet wird, bei der - wie bei

rhythmischer Musik üblich - die ^' Taktsehläge innerhalb de

Schlagzeiten als den metrischen Untereinheiten der Musik

takte auftreten und periodisch wiederkehren. Dadurch ist

es möglich, die periodische Wiederkehr einer gewünschten

Zahl von Taktschlägen innerhalb vorbestimmbarer Phasen

eines Bewegungsyzyklus' eines oder mehrεrεr Körperteile

des Übenden durch die Zuordnung einer entsprechenden Zah

von Schlagzeiten zu einem Eewegungszyklus zu erreichen.

Der Übende hat in den Aus ührungsbeispielen auch die i Möglichkeit, gewünschte Einsatzpunkte der Taktsehläge a

über den ganzen Bewegungszyklus verteilten wählbaren Ein

satzpunkten für Schlagzeiten nach seinem akustischen

Eindruck der Einsatzpunkte der zugehörigen Taktschläge

während des Übens auszuwählen und zu verändern. Damit is

die Zuordnung der Taktschläge zu bestimmten Bewegungs¬

phasen bestimmend für seine Wahl der Einsatzpunkte der

Schlagzeiten. Es spielt dabei keine Rolle, ob sie mit de

Beginn der Schlagzeiten oder in Bezug hierauf zεit-

verzoger. einsetzen. Bei ρeriθ-_ι Ci euwas zei . iich

v α_ 1 2 ci eil Cil __ UAIS. <. 1 ini i uα.1 JJ

verschiedener Schlagzeiten konnte der übendε einen zum

durchschnittlichen Einsatzpunkt der Taktschläge innerhal

des Bewegungszyklus ¹ passenden Einsatzpunkt der Schlag¬

zeiten wählen und zeitliche Variationen der betonten

Tonsequenzen in seinem Bewegungszyklus nachvollziehen.

In den Ausführungsbeispielen wird dem Bewegungszyklus de

bei einer Übung vorwiegend betεil igten Körperteile eine

ganzzahlige Zahl von Schlagzeiten zugeordnet, die bei

üblichen Frequenzen für diese Bewegungszyklen zu übliche

MusiktemDi führt.

Man kann davon ausgehen, daß die Schlagzeiten bei der

verwendeten rhythmischen Musik vorzugsweise die Länge

einer Viertelnote haben. Beim Trimmfahrrad und Joggen mi

üblichen Eewegungsfrequenzen der Beine zwischen 50 und 9

pro Minute kommen dann zur Erreichung von üblichen

Musiktempi und mit an gleicher Stelle des Bewegungs-

_* ___...._ιr._>. l ,.^~ t . H .1. _ €-_u,J 5 —, -ι _* _.i £j. _ιi__ . e_uw.u_ c_ .i_i. l » ιr»_4.. _ ..i(,-.•iii l ι α^ _* _•c__.«U « p «-j _^ . o-..ir._.. ; _.>t___. ^■ n_. — U..u, _^ x. j n_

v isr.Si_i2t.c_i jθ Be egungszy_ Ξ In Frage.

Um zu erreichen, daß dabei eine Information über das

Bewegungstempo, die bei einem Training nach vorgege-

usnsiπ ___.emρo von r'usl vorx_.anc_.en is., sruαi _^ .sn __, e!__,«.,

kann zum Beispiel die Möglichkeit von visuellen Anzeige

der BewegungsFrequens von Bewegungssyklεn,der Mo entan-

und Gesamtleistung und der Differenz zu einer

voreingestellten Solleistung genutzt werden, die die

ausübende Person regelmäßig nach Bedarf kontrollieren

kann.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes,

die insbesondere eine trainingsgerεchte Synchronisation

der Musik sowie ein angenehmes Musikempfinden gewährlei¬

sten, sind in weiteren Ansprüchen enthalten.

Die erfindungsge äß zu verwendenden Bauteile beziehungs-

weise Verf hrensschritte unterliegen in ihrer Größe,

Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzep¬

tion beziehungsweise Verfahrensbedingungen keinen beson

deren Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen

Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneinge¬

schränkt Anwendung finden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegen¬

standes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgende

Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen zwei

bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäß verwendbar

Geräte dargestellt sind.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Trimmfahrrad mit trainierender Person und

Impulsgeber ;

Fig. 2 eine laufende Person mit Impulsgebern, Sendern

und Empfängern;

Fig. 3 eine Synchronisations-/ Abspiel-Einheit als

Blockschaltbild 5.

Fig. 4 Vorrichtung zur Impulserzeugung und

Bewegungsrichtungserkennung - schematisch, S 0wi

Fig. 5 eine alternative Anordnung der Armbetätigungs¬

einrichtung in Fig. 1.

ERSATZBLATT

Das in Figur 1 dargestellte Trimmfahrrad hat eine Fußbe¬

tätigungseinrichtung 1 und mit deren Zahnrad (Antriebs¬

rad) 1A exzentisch verbundene vor- und zurückbewegbare

Griffstangen 10, die ein Schwungrad 7 als Energie¬

aufnahmeeinheit antreiben (DE-PS 517 774, DE-PΞ

2742 719). Dieses wird bei 8 mechanisch gebremst. Die

Verwendung eines solchen Gerätes ist wegen der Möglich¬

keit der koordinierten rhythmischen Bewegung von Armen

und Eeinen für ein durch den Rhythmus von Musik unter¬

stütztes Training besonders geeignet.

** _*

Im ersten Ausführungsbeispiel wird jedes Vorwärtsdrückεn

einer Griffstangε 10 und gleichzeitiges Kerabdrücken des

gleichseitigen Fußpedals 1B sowie das gleichzeitige

Heranziehen der Griffstange 10 und Keraufbewegen des Fuß

pedals 1B der anderen Seite während dieses Bewegungs-

Teilabschnittes eines Bewegungszyklus' bei Auswahl

entsprechender Musik vom Einsetzen eines Taktschlages de

Rhythmusbegleitung, der mit einer Schlagzeit von der

Länge einer Viertelnote beginnt, begleitet. Dadurch wird

die Kontraktion der für diese Bewegung benutzten Muskel-

gruppen - besonders der Beinstrecker eines Beines, der

Ärmstreckεr der gleichen Seite und der Armbeuger der

anderen Seite - durch das Einsetzen eines Taktschlagεs

der Rhythmusbegleitung der Musik psychisch unterstützt.

Die entgegengesetzte Koordination mit Heranziehen einer

Griffstange 10 bei gleichzeitigem Herabdrückεn des

gleichseitigen Fußpedals 1B wird auch als angenehm

empfunden.

uur uyncn oni a ^* cion der Mus __ Λ. IS« e ne T sι.1 eq εnz vo

circa _** v DIS v_»u Lm nu gs pro inute zu em .en ε .

Dieser Frequenzbereich ist für die meisten Personen

relativ angenehm und erlaubt es gleichzeitig, während dε

Beinstrεckuήg jedes Beines und den dazu gleichzeitigen

Arm__,ewegungen bei einer Pecia umdrexxung je εinε oC.n_.gzsi

mit der Länge einer Viertelnote einsetzen zu lassen.

Damit wird ein bei rhythmischer Musik übliches Tempo von

100 bis 160 Metronomschlägen (beziehungsweise Viertel¬

noten) pro Minute erreicht. Manche Trainierende bevor¬

zugen kurzzeitig auch U drehungsfrequεnzen im Bereich vo

100 Pedalumdrehungen pro Minute. Das entspricht bei zwei

Schlagzeiten von der Länge einer Viertelnote je

Pedalumdrehung Musiktempi von circa 200 (presto) .

Nach meinen Versuchsεrgεbnissen werden für das Einsetzen

des Taktschlages individuell unterschiedliche Stellungen

der Fußpedale 1B im Eereich zwischen circa 40 und 170

Grad Vorwärtsdrehung nach Passieren des oberen Extrem-

punktes mit der. entsprechenden Position der Griffstangen

10 gewählt. Manche Übende haben auch gerne die Wahl, beim

Heruntertreten welchen Pedals bei 4/4-Takt das häufig

betonte erste und dritte Viertel eines Taktes beziehungs¬

weise bei 2/4-Takt das erste Viertel einsetzt (bei 3/4-

Takt wechselt das betonte erste Viertel von einem Bein

zum anderen) • Es is _^ auch erwünscxxi», die ιns v. n_ ε

der Taktschläge innerhalb des Bewegungszyklus' jedes

Beines während des Trainings ändern zu können.

Es hat siCxx beim Training πti _ i-i si a_.s sinnvoll erwiesen

die Griffstangen 10 mit in der Höhe und Entfernung vom

Körper individuell einstellbaren Griffen 35 zu versehen.

Die ebenfalls einstellbare Sehrägstellung der Griffe 35

in Bezug auf die Horizontale - etwa 30 bis 40 Grad - soll

eine mittlere Position zwischen Pronation und Supination

des Unterarmes erlauben. Es ist eine Einstellung zu

empfehlen, die auch bei Streckung eines Armes während de

Vorwärtsdrückens einer Griffstange eine relativ aufrecht

Haltung des Oberkörpers (etwa 15 bis 20 Grad von der

Senkrechten nach vorne) erlaubt. Dadurch kann die relati

statische Muskelarbeit der Arme beim Abstützen des Ge-

wichtes des vorgeneigten Oberkörpers, die bei Griff-

stangenbetätigung überwiegend in Beugestellung der Arm

erfolgt, stark reduziert werden. Statische Muskelarbeit

führt wegen der damit, verbundenen kontinuierlichen

Muskelkontraktion schon bei geringen Belastungen zur

Muske1ermüdung.

Außerdem wird eine von der Waagerechten etwas abwärts

gerichtete Vorwärtsbewegung der Griffstangen 10 meist a

angenehmer empfunden. Sie kann leicht durch Wahl eines

näher zur Fußbetätigungseinrichtung gelegenen Anlenk-

punktes für die Befestigung des Endes des Griffstangen-

hebels an der Antriebsstange 37 (entsprechend DΞ-PS

2742 719) in Verbindung mit einer Verlängerung der

Griffstangen 10 über die Verstelleinrichtung 35A

erreicht werden.

Eine alternative Ausführungsform zu der in Fig. 1

dargestellten Vorrichtung zur koordinierten Betätigung

der Griffstangen 10 und Fußpedale 1B gemäß DΞ-PS 2742 71

ist in Fig. 5 dargestellt. Sie entspricht im Prinzip d

Beschreibung in DΞ-PS 517 774 mit dem Unterschied, daß

die von den Griffstangen 10 ausgehende Antriebskraf

nicht über das mit den Fußpedalen 1E verbundene Zahnrad

ERSATZBLATT

1A, sondern über ein davon getrenntes Sahnrad 41, das

sich vor den Griffstangen 10 befindet, auf das Schwungr

7 als Energieaufnahmeeinheit wirkt. Dadurch bewegen sic

die Antriebsstangen 37 nicht mehr wie in Fig.1 im Berei

der Fußpedale 1B. Dies hat den Vorteil, daß der

Bewegungsraum der Füße weniger eingeschränkt ist, wenige

Verletzungsschutzmaßnahmen erforderlich sind und die

ganze Anordnung bei vielen Trimmfahrrädern ohne konstruk

tive Änderung insbesondere der Antriebseinrichtung 1 als

Zusatzeinrichtung ^* angebracht werden kann. Im einzelnen

zeigt Fig. 5 folgende von Fig. 1 unterschiedliche

Aliordnung:

Die Griffstangen 10 sind mit vom Übenden weg gerichteten

Antriebsstangen 37 und diese mit Zapfen 38 beweglich

verbunden. Die Zapfen 38, Kurbelarme 39 und eine

Antriebswelle 40 sind untereinander und mit einem Sahnr

41 drehfest verbunden. Das Sahnrad 41 überträgt die

Eewegung der Griffstangen 10 über eine Kette in einem

wählbaren Übersetzungsverhältnis auf ein Sahnrad 42, das

mit dem Schwungrad 7 oder - wenn vorhanden - mit dem

Freilauf des Schwungrades 7 drehfest verbunden ist.

Es ist vorteilhaft, zwischen dem Sahnrad 41 und dem dami

über eine Kette verbundenen Zahnrad 42 des Schwungrades

ERSATZBLATT

das gleiche Übersetzungsverhältnis zu wählen wie zwisch

den Zahnrädern 1A und 7A, um die im allgemeinen bevorzu

te Gleichheit der Frequenz der Bewegungszyklen von Arme

und Beinen sicherzustellen. Auch die manchen Übenden

angenehme Halbierung der Frequenz der Ar bewegungεn

gegenüber den Beinbewegungen kann im Gegensatz zum Stand

der Technik durch entsprechende Halbierung der Überset¬

zung zwischen den Zahnrädern 41 und 42 leicht realisiert

werden. Die übrigen Bauteile entsprεchεn denen in Fig. 1

sinngemäß .

Die beschriebene Verstel Ibarkeit und Verlagerung des

Drehbereiches der Griffstangen 10 sowie die Übertragung

der Antriebskraft der Griffstangen 10 auf das Schwungrad

7 mittels einer vom Übenden weg gelegenen Vorrichtung

sind Verbesserungen, die auch bei Benutzung eines Trimm¬

fahrrades mit koordiniert zu den Fußpedalen bewegbaren

Griffstangen ohne Musik nützlich sind.

Für das erste Ausführungsbeispiel gehen wir zunächst

davon aus, daß bei der abgespielten Musik Taktschläge

jeweils etwa zu Beginn der Schlagzeiten einsetzen. Die

Synchronisation der Tak sehläge der Musik von und mit

wählbaren Phasen der Beinstreckung kann in einfacher

Ausführung mit in Serie hergestellten Geräten und einem

Sequenzerprogra m durch (sogenannte externe) Synchroni¬

sation des Abspieltempos digital gespeicherter Musik

realisiert werden. Zum Abspielen digital gespeicherter

Musik wird in Fig. 3 schematisch eine Synchronisations-

und Abspieleinheit dargestellt; sie besteht aus einem

Mikrocomputer 20 (zum Beispiel einem IEM-kcmpatiblen

Personalcomputer) mit Sequenzer-Software zur digitalen

Speicherung und Wiedergabe von Musik (z.B. Se uencεr Pl

mk III, Fa. Voyetra Technologies, Mamaroneck, USA), ein

intelligenten MIDI-Schnittstelle 21 (z.B. CP 4001, Fa.

Voyetra Technologies, Mamaroneck, USA) mit 5-Volt-Clock

Ξingang 21A zur externen Tempostεuεrung der Musikwiedεr

gabe, sowie einem MIDI-fähigen Abspielgεrät 25 zur

Tonerzεugung (zum Beispiel Synthesizer mit Rhythmus¬

maschine oder Keyboard) . MIDI ist die Abkürzung für

Musical Instruments Digital Interface, beschrieben in

S. Philipp, MIDI-Kompendium 2, Fränkisch-Crumbach 1 86.

Zur externen Temposteuerung sind auf der rechten Seite

des Schwungrades 7 zwölf als Impulsgebεr diεnεnde Magne

5 in gleichen Abständen voneinander auf einem Kreisumfa

7B eines Schwungrades 7 befestigt. Ein über dem Kreis-

umfang 7B am Rahmen des Trimmf hrrades befestigter Sens

5 gibt die von den vσrbeibewegten Magneten 5 erzeugten

Impulse 12 über eine Leitung 12A an die Synchronisation

und Abspieleinheit weiter. Zwischen einem mit den Griff

stangen 10 und Fußpedalen 1E einer Fußbetätigungs¬

einrichtung 1 verbundenen Zahnrad 1A und dem am Schwung

rad 7 befestigten Zahnrad 7A besteht eine genau vier¬

fache Übersetzung 4. Das bedeutet, daß der Sensor 6 bei

einer halben Umdrehung des Zahnradεs 1A und der Pedale 1

vierundzwanzig Magnetimpulse auf immt. Der Sensor 6

erzeugt - unter Verwendung» einer nicht näher angegebene

Schaltung und Spannungsversorgung - mit einer in der

Zeichnung nicht eigens dargestellten, da ansich bekannte

Batterie bei jedem Passieren eines Magneten einen elek¬

trischen 5-Volt-Rechtεckimpuls 12 und leitet ihn zu eine

5-Volt-Clock-Eingang 21A der MIDI-Schnittstelle 21 des

Mikrocomputers 20. Man kann entsprechende Impulse 12 auc

mit einem optischen Sensor 23 und Impulsfenstern 28 in

der Muffe 1D (siehe Fig. 4) der Fußbetätigungseinrichtun

1 erzeugen. Das Sequenzerprogra und die digital ge¬

speicherte Musik werden in den Arbeitsspeicher geladen

und das Programm wird auf "externe" Synchro isation mit

ERSATZBLATT

nn

24 Clockimpulsen je Viertelnote eingestellt, damit jede

halbe PedalUmdrehung von εinεr Schlagzεit mit der ge

einer Viertelnote begleitet werden kann. Dabei wird mit

jedem elektrischen Impuls 1/24 der Noten einer Schlagzei

- einschließlich der zugehörigen Pausen - abgespielt.

Enthält eine Schlagzeit von der Länge einer Viertelnote

zum Beispiel einen Ton und eine Pause von je einer

Ac i.e._.nc~ Lange, so u der _.on n c __>egιnn πii _ einem

ersten Clock-Impuls während der folgenden Impulse

fortgesetzt und endet mit dem dreizehnten Impuls.

x_-Sx iύ^e (cv. t.cC--lιi[yuι_ϊ 1 __. v S X an x α. i- €iucn n GxS l-i -_.__ x. —

u t_.u_.iι_u._i l;x(.-_ι.____»x._5ι ιc_ I ^• n_j.. _; c-s^„„ x x; c ₌ .r».x 1.. _C_1»1 v m».- xι..x _ u _ —u .. u__,.ιC_- ,>,<__v..ι,. _ 1.-_ ne,,u,_, « I-_τ.Lτ__.ιχ_L —

Start-Cσdε (= FA(H) ) und εinεn ersten MIDI-Timing-Clock-

Ccde (= F8(H)) zu generieren. Für jeden folgenden Impuls

wird nur ein Ti ing-Clock-Codε generiert. Zur Zeit sind

nach dem MIDI-Standard vierundzwanzig Timing-Clock-Codes

je Viertelnotε festgelegt.

Es ist noch ein Punkt in der Phase des Herabdrückens

eines Beines bzw. des Vorwärtsbewegens eines Armes mit

dem Einsetzen der Taktschläge zu koordinieren. Dazu wird

der erste von Sensor 6 weitergel i etε Impuls zum Start

des Abspielens der Noten der ersten Schlagzεit so

αUsge , d der erste u i usr gewünschte

Position während des Hεrabdrückens dεs Fußpedals 1E ein

setzt. Diese kann manuell eingestellt oder zum Beispiel

durch Verwendung eines Magneten 2 als Impulsgeber auf d

mit den Fußpedalen 1B verbundenen Zahnrad 1A und eines

zugehörigen am Rahmen befestigten Sensors 3 erreicht.

Sensor 3 und Magnet 2 können so positioniεrt werden, da

der Sensor 3 nach Drücken einer Start-/Stop-Taste 3 , di

über eine Leitung 13 ein Relais 22 schließt (Fig. 3),

einen ersten Impuls über eine Leitung 11 und 11A weiter

leitet, wenn das rechte Fußpedal den gewünschten

Einsatzpunkt der Schlagzeiten in seinem Bewegungszyklus

erreicht hat. Dieser Impuls schaltet ein Relais 23, das

einen Kontakt 23A einer Leitung 2A zur Tempostεuerung

schließt. Nach der Weiterleitung des ersten Impulses de

Magnete 5 über die Leitung 12A beginnt das Abspielen der

ersten Schlagzeit. Der Start des Abspielens kann durch

Verlagerung des Magneten 2 verschoben werden, damit der

T _. aktschlag einer Schlagzeit möglichst genau mit der

gewünschten Phase der Muskelkontraktionen zusammentrifft

um den günstigen Effekt zu verstärken, ist es vorteil¬

haft, eine Rhythmusbegleitung mit ausgeprägten Takt¬

schlägen zu wählen.

n n

Eei erneuter Betätigung der Start-/Stop-Taste 9 öffnet

der folgende Impuls des Sensors 3 die Kentakte der Heiai

22 und 23 gleichzeitig. Mit der Unterbrechung der

Rechteckimpulse 12 durch einen Impuls des Sensors 3 -

also an der Startposition - ist gewährleistet, daß das

Abspielen des Musikprogramms am Ende einer Viertelnote

angehalten wird. Die mit dem letzten Impuls abgespielten

Noten werden jedoch weiter generiert; sie sind also

weiterhin hörbar.

Eine Fortsetzung des Abspielens der Musik mit Beginn der

nächsten Schlagzeit ist durch erneute Betätigung der

Start/Stop-Tastε 9 möglich.

Während des Trainings ist ohne Freilauf bei Vorwärts-

drehung der Fußpedale wegen des Drehmomεntes des Schwung

rades zufälliges Rückwärtstretεn und damit eine Verschie

bung des Einsatzpunktes der Schlagzeiten und der Takt¬

schläge in der Regel ausgeschlossen, auch wenn das

Bewegungstempo verändert wird.

Da Verschiebungen durch Rückwärtsbewegungen der Pedale

jedoch zu Eeginns des Trainings oder während Tretpausen

leicht vorkommen können, ist zu empfehlen, die St rt-/

Stop-Taste 9 erst nach Beginn des Vorwärtstretens und

schon vor Tretpausen zu betätigen. Wenn eine Verschiebun

des Einsatzpunktes dennoch vorkommt oder wenn sie vom

Übenden gewünscht wird, kann sie durch eine einfache

Vorrichtung vom Übenden selbst eingestellt werden. Dur

Drücken einer Taste des Bedienungspultes 9A kann die

Weiterleitung von Impulsen 12 unterbrochen und die

Pedalstellung beim Einsatzpunkt der Schlagzeiten mit

jedem unterdrückten Impuls 12 jeweils um den achtund¬

vierzigsten Teil einer Pedalumdrehung rückverlagert

werden. Durch eine zweite Taste, die mit jedem Tasten¬

druck einen Zusatzimpuls aussendet, könnte der Ξinsatz-

punkt auf »eine spätere Feda.lstel lung vorverlagert werde

Wenn zeitweise ein bewegungsunabhängig konstantes Musik

tempo gewünscht wird, kann mit einem Umschalter auf dem

Bedienungspult 9A ümschaltung auf einen 5-Vαlt-Rechteck

generatαr erfolgen. Dieser kann mit durch einen Drehkno

variierbarer Frequenz Rechteckimpulse 12 in der für das

"gewünschte Musiktempo erforderlichen Frequenz (Tempo ma

24 ) zum 5-Volt-Clock-Eingang 21A senden .

Die soweit beschriebene Ausführungsform kann mit gering

Aufwand angeordnet werden. Sie hat aber den Nachteil, d

die Einstellung eines von der Position der FuSpedaie 1B

bei einem Impuls 12 des Sensors 3 abweichender Einsatz-

ERS _A TZBLATT

punkt der Schlagzeiten, ebenso wie Kontrollen dεr Beibe¬

haltung des vorgewählten Einsätzpunk es und bei verse¬

hentlichem Rückwärtstreten (ausnahmsweise auch bei

Impulsunregel äßigkeiten) erforderliche Korrekturen e ^' ine

audiovisuelle Beobachtung des Einsätzpunktes der Takt-

schläge durch den Übenden und die manuelle Verschiebung

des Ξinsatzpunktes über Tasten des Bedienungspultes 9A

erfordert.

Mit Unterstützung eines Mikrocomputers 24 oder 20 können

der Start der Abspielens der Musik am gewähltεn Einsatz¬

punkt, die Kontrollen seinεr Bεibehaltung bei den folgen

den Schlagzeiten und erforderliche Korrekturen automa¬

tisch ohne Beanspruchung des Übenden durchgeführt werden

Darüberhinaus können weitere unten beschriebene

Einstellungs- und Wahl öglichkeiten für den Übenden

bereitgestellt oder zumindest komfortabler gestaltet

werden. Der Mikrocomputer 24, der nur solche Kontroll-

und Korrekturau gaben durchführt, kann ein Einplatinen¬

rechner sein. Der Mikrocomputer 20 kann diese Aufgaben

zusätzlich zur Äbsendung von Ti ing-Clock- und Noten-

Codes zum Äbspielgerät 25 übεrnehmen. Hierzu ist ein

Personal- oder Ho ecomputer mit Massenspeicher für die

digitalen Codes zum Abspielen von Musikstücken geeignet.

Zur Korrektur einer Verschiebung der Einsatzpunkte dεr

Schlagzeiten und damit der Taktschläge, zum Beispiel

wegen Rückwärtstretens, könnte der Mikrocomputer 24

fortlaufend die Relation der von den Sensoren 3 und 6

ausgesandten Impulse berechnen und bei Abweichungen der

Relation vom Verhältnis 1:48 je PedalUmdrehung zur

Wiederherstellung des Verhältnisses entsprechend viele

Impulse zum 5-Volt-Clock-Eingang 21A unterdrücken. Man

kann auch entsprechend viele zusätzliche Impulse weiter

leiten oder beide Korrekturverf hren kombinieren.

Eine VcrriCxxι«ung zur E kennun vo

bei Rückwärtstreten abgegεbenen Impulsen ermöglicht

jedoch eine schnellere und flexiblere Korrektur. Trimm¬

fahrräder haben auch häufig Frεilauf dεs Schwungrades.

Hier ist es nicht sinnvoll, die Synchronisationsimpulse

wie vorstehend beschrieben von auf dem Schwungrad 7 ang

brachten Impulsgebern abzuleiten. Bei jeder Verzögεrung

dεr Umdrehungen der Pedale gegenüber denen des Schwung¬

rades würden sich bei Freilauf Verschiebungen des Beginn

der Schlagzeitεn und damit der Taktschlägε in Bεzug zu

der vorher festgelegten Phase des Bewegungszyklus' erge¬

ben. Daher sollten die Synchronisationsimpulse von

Impulsgebern ausgelöst werden, die vorzugsweise auf ein

Kreisumfang des fest mit der PedalUmdrehung verbundenen

Zahnrades 1A oder parallel zu diesem angeordnet sind. B

Verwendung eines Freilaufes können außerdem Stillstand,

zufälliges Rückwärtsdrehen oder geringfügige Vor- und

Rückbewegungen der Pedale durch die Entkopplung vom

Drehmoment des Schwungrades - auch aus dem Vorwärtstret

mit höherer Frequenz heraus - relativ leicht vorkommen.

Daher ist eine Vorrichtung zur Erkennung dεr Trεtrichtu

bei Freilauf besonders zweckmäßig.

Zur Erzeugung von 48 Recht ckimpulsεn je Pedal mdrehung,

die auch bei Freilauf des Schwungrades zur Musiksteueru

geeignet sind und gleichzeitig die Tretrichtung erkenne

lassen, kann man - wie in Fig. 4 dargestellt - auf die

Mitte der Achse 1C des Zahnrades 1A im Freiraum zwische

der Achse 1C und der Muffe 1D eine Iit-pulsscheibe 33

befestigen und auf deren Kreisumfang 27, im gleichen

seitlichen Abstand voneinander achtundvierzig Fenster a

Impulsgeber 28 verteilen. Zwei in eine Aussparung der

Muffe 1D eingepaßte, den äußeren Rand dεr Impulsscheibe

33 umfassende Sensoren 29A und 29B (Herstεllεr ist zum

Beispiel die Fa. TRW Electronic Cσ ponents Group,

Optoelectronics Division, Carrollton, USA; siehe

Optoelectronics Data Book, OPE980 Series, Seite 292)

können aus der Abtastung der Fenster 28 je PedalUmdrehu

über zwei Leitungen 30A und 3OB jε achtundvierzig um 90

Grad versetzte Impulsfolgen 33A und 33B mit einem Impul

Pausen-Verhältnis von circa 1:1 liefern. Die Sensoren 2

und 29B sind so angeordnet , daß die Impulse 33A den Im¬

pulsen 33B bei Vorwärtstreten dεr Pedale 1B um 90 Grad

voreilen. Hieraus können der Mikrocomputer 24 oder 20 di

Drehrichtung 32 ableiten. Ein weiterer optischer Sensor

31 kann durch Abtastung des Fensters 31A einen Referenz-

impuls 34 jε Pedalumdrehung über diε Leitung 34A an die

Mikrocomputer 24 oder 20 liεfεrn.

Man kann auch auf zwei Kreisumfängen des Zahnrades 1A je

zwölf Impulsgeber (zum Beispiel Impulsfenster für

optische Sensorεn oder Magnete) im gleichen seitlichen

Abstand voneinander derart vertεilεn, daß daraus zwεi um

90 Grad versetzte Rechteckimpulsfolgen mit einem Impuls-

Pausen-Verhältnis von 1:1 abgelεitεt werden können. Die

Auswertung der steigenden und fallenden Flanken beider

Impulsfolgen ermöglicht die Registriεrung von achtund¬

vierzig drehrichtungsunabhängigen Impulsen je Pedalum-

drehung und die gleichzeitige Ermittlung der Drehrichtu

durc einen ι_cmρu«.εr-

Für computerunterstütze Kontrollen und automatische

Korrekturen von Verschiebungen der Einsatzpunkte dεr

Schlagzeiten, die fast nur bei Rückwärtstreten vorkomme

könnεn diε Mikrocomputer 24 oder 20 die von den Sensore

29A, 29B und 31 über die Leitungen 30A, 30B und 34A aus

g@__ _> ca.xxC_. cn imuuiϋ

aufnehmen und in der später bεschriebenen Weise ermit¬

teln, ob die Bedingungεn für in weiteres Abspiεlεn von

Musik gεgεbεn sind. Dεr Mikrocomputer 24 (zum Beispiεl

ein Ξin i tinenrechner) kann das Abspielεn durch Aussen

dung von Rechteckimpulsen an den 5-V-Clock-Eingang 21A

oder einfacher Midi-Timing-Clock-Codes an Midi-In 21B d

Midi-Schnittstelle 21 veranlassen. Der Einsatz des

Mikrocomputers 20 ( zum Beispiel eines Personal- oder

Hcmecomputers) für die Aufnahme und Bearbeitung dεr

Impulse 33A, 33B und 34 und weiterer später beschriebe¬

ner Eingaben ist ökonomischer als die Verwendung des

ikrσcomputεrs 24, da erstεrεr diεsε Aufgaben zusätz¬

lich zur Aussεndung von Midi-Timing-Clock-Codes und

Noten-Codes für die Musikerzεugung an einAbspielgerät

für Musik 25 (Syntheziser mit Rhythmusmaschinε) über-

nεhmen kann. Es ist auch möglich, eine Synthεzisεr-Kartε

als Einschub für einen Personal Computer zu benutzen

(zum Beispiel das Expander-Modul FB01 von Yamaha,Japan

für IBM-kompatible PC's) . Die für das Abspielεn jedes

Musikstückes erforderlichεn MIDI-Codes könnεn durch

Eingabe seiner Notenwerte mit einem Musik-Editor-Program

oder durch Einspiεlεn über ein Keyboard programmgesteuer

erzεugt, auf Floppy-Disk odεr Fεstplattε gespeichert und

bei Eeginn des Trainings in den Arbeitspεichεr gεladεn

werden. Für die im folgenden nähεr beschriebenen Aufgabe

dεr Mikrocomputer 24 oder 20 wurde εin Assεmblεr-Prσgram

εntwickεlt .

Zunächst wird εrläutεrt, wie mit Hilfe der Mikrocomputer

24 oder 20 und der Sensoren 29A, 29B und 31 sowie durch

Einstellung eines Codierschaltεrs auf Bedienungspult 9A

der Einsatzpunkt der Schlagzeiten bezi hungswεisε Takt¬

schiägε innerhalb einer Pedalumdrehung und damit

innerhalb eines Bewegungzyklus ¹ der Griffstangεn 10 zu

Eεginn des Trainings individuell ausgewählt und auch

während des Trainings lεicht verändert werdεn kann.

Man kann bei Programmstart ( für Musikstücke mit 4/4 und

2/4 Takt) vorwählen, bei welchem Bein die betontε 1.

Schlagzeit eines Taktes einsetzen soll.

Zur Eingabe des gewünschten Einsatzpunktes kann man dem

Übenden zum Beispiel die Möglichkeit geben, über den

Codierschalter zwischen 15 Positionen auswählen, die 15

Pedalstellungen im Eereich von circa 60 bis 165 Grad

und dort ausgelösten Impulsen 33A zugeordnεt werden

können. Bei 48 Impulsen je PedalUmdrehung können Einsatz-

punktε im Abstand von 360 : 48 = 7,5 Grad gεwählt werden.

Die mit einem Codierschalter einstεllbare Einsatz-

Position für eine Schlagzeit kann jεweils bei Eintreffen

eines Referenzimpulses 31A während Vorwärtsdrehung dεr

Pεdalε über parallele Eingänge dεr Mikrocomputer 24 ode

20 eingelesen werden.

Sobald das erste Impuls von Sensor 31 gleichzεitig mit

einem Impuls 33A bei Vorwärtsdrehung (das heißt einem

Impuls 33B um circa 90 Grad voreilend) registriert wird,

wartet der Mikroprozessor programmgesteuert soviele

danach ununterbrochen folgende Impulse 33A bei Vorwärts-

drεhung ab, bis diε Stεllung dεs gewählten Fußpedals 1B

der vom Übenden gewählten Einsatzposition für eine

Schlagzeit von der Länge einer Viertelnote entspricht.

Der Einsatzpunkt der nächsten Schlagzeit liegt dann

automatisch an dεr entsprechenden Position des anderen

Fußpedals.

Bei während der Suche der Einsatzpσsition registriεrten

Impulsen während Rückwärtstretens sind entsprechend

viele, um n ( = Anzahl der vollständigen Umdrehungen

bei Rückwartstretεn) mal 48 verminderte Impulse während

Vorwärtstrεtεns abzuwarten, bevor die Suche nach dem

Einsatzpunkt fortgesetzt wird. Man kann auch die Suche

mit dem nächsten Ref renzimpuls bei Vorwärtsdrehung neu

beginnεn.

Sollten die Taktschläge in Bezug auf den Beginn der

Schlagzeitεn zeitverzögert einsetzen, so wird der Übende,

der sich akustisch an den Taktschlägen orientiert, den

Einsatzpunkt der Schlagzeiten innεrhalb dεs Bewegungs¬

zyklus ¹ um eine entsprechende Zahl von Impulsen 33A

vorver1egen.

Der Mikrocomputer 24 leitet nach Ξrreichεn dεs Einsatz-

punktεs für jεdεn währεnd Vorwärtsdrehung rεgistriεrten

Impuls 33A einen MIDI-Timing-Clock-Code ( = F8 (H) ) zur

Temposteuerung odεr der Mikrocomputer 20 zusätzlich Codes

für Notenkennwertε wεitεr, solange kεinε Impulse 33A

während Rückwärtsdrehung der Fedalε 1E registriert

werden. Ist dies jedoch der Fall, wird ein Timing-Clock-

Code erst wiedεr nach Abwartεn einer entsprechenden, vor

zugsweise um n x 48 verminderten Anzahl von Impulsen

während des Vorwärtsdrehens weitergelεitεt, (wobei n die

Anzahl der vollständig rückwärts getretenen Umdrehungen

ist). Es ist auch möglich, beim nächsten Impuls

33A währεnd erneuten Vorwärtstretens durch Absenden zu¬

sätzlicher Ti ing-Clock-Codes F8(H) die Verschiebung dεs

Einsatzpunktεs dεr Schlagzεitεn und damit dεr Taktschläg

zu korrigiεrεn. Ihrε Zahl εntspricnt der Differenz zu 48

der bei Rückwärtstreten gεzählten (und um n mal 48

ver inderten) Impulse.

Zur zusätzlichen Kontrolle könnεn die ausgesandten

Timimg-Clock-Codes unter Rücksetzung des Zählers bei

jewεils 48 auf Null aufaddiert werden und bei Erreichung

des ReferenzImpulses während Vorwärtsdrehung kann - nach.

Abschluß von Rückwärtskorrekturen - geprüft werden, ob

sich die Zahl der Timing-Clock-Codes mit dεr Soll-Zahl

dεr Impulse 33A bεi Vorwärtsdrεhung vom Refεrenzimpuls

bis zum Einsatzpunkt zu 48 addiert. Bei einer Summe von

über 48 sind für diε der Differenz entsprechende Zahl de

folgεndεn Impulse 33A bei Vorwärtsdrεhung kεinε Timing-

Clock-Codes auszusenden und bei eine Summe unter 48

entsprechend viele zusätzliche Codes auszusenden.

Während des Trainings kann ebenfalls bei jedem Referenz¬

impuls 34 während Vorwärtsdrehen die Stellung des Codier

schaltεrs für die Einsatzposition weiter eingεlεsεn

und außεr währεnd gerade laufender Korrekturen von

Impulsen 33A während Rückwärtstretens - eine Abweichung

der Addition mit der Zahl Timing-Clock-Codes von 48

wie gerade dargestellt korrigiert werdεn.

Damit könnεn eventuell erforderliche Feinkorrekturen

(bei Abweichungεn ohne Änderung dεr Einsatzposition) und

Änderungen der gewählten Einsatzpositon mit derselben

Operation durchgeführt werden.

Man kann eine automatische Korrektur nach Rückwärtstrete

auch durch Fortsetzung des Abspielens der Musik mit dem

nächsten Takt oder der nächsten Viertelnote am vorgesehe

nen Ξinsatzpunkt vornehmen. Dieses Verfahren ist auch fü

eine Fortsetzung des Abspielens nach einer Pause mit

einer entsprechenden Eingabe geεignet.

Für eine manuelle oder automatische Fortsetzung des

Abspielεns mit demjenigεn Takt, in dem die Ξtσpstelle

liegt, oder bei Synchronisationsverschiebungen ist es

erforderlich, daß die Mikrocomputer 24 oder 20 die Takt-

Position des Musikstückes durch vorangehende Addition

aller abgesandten Timing-Clock-Codes errεchnεt haben. Es

kann zum Beispiel bei Impulsen 33A während Rückwärts-

tretens automatisch ein MIDI-Stop-Codε abgesandt werden.

___ur Fortsetzung des Absp elens kann dann nacxx erne tem

Vorwärtstrεtεn εin Song-Position-Pointer-Code mit zwei

Datεnbytes, diε dεn Bεginn dεr nächsten Viertelnote ode

dεs nächsten Taktes des Musikstückes bezeichnen, vom

Mikrocompu er 24 über eine MIDI-Schnittstεllε dem auf

externe Steuεrung durch SPP, MIDI-Timing-Clock und Chas

Mcdε εingεstel ltεn Sεquεnzεrprogramms automatisch zuge¬

führt werden. Der Mikrocomputer 24 gibt sofort nach

Eintrεffεn des ersten Impulses von Sensor 31 den Song-

Position-Pointer-Code (= F2) , diε Datenbytes und den

MIDI-Continue-Code (= (FE-H) ) über die MIDI-Schnittstell

21 an das Sequenzerprogr m weiter.

Für jeden danach vom Mikrocomputer 24 registrierten

Impuls 33A bei Vσrwärtstreten wird - wie schon vorher

dargestellt - zur Tεmposteuerung εin MIDI-Timing-Clock-

Code an dεn Eingang MIDI-In 21B wεitεrgεlεitet , bis

wiεdεr εin MIDI-Stop-Code durch einen Impuls 33A bei

Rückwärtstreten ausgelöst wird.

Einε noch schnei lerε automatische Korrektur nach Stop

bei Rückwärtstreten ist durch Sprung auf die kleinste

Einheit des Song-Position-Pointers möglich, die einer

Sechzehntelnote entspricht.

Wenn der Mikrocomputer 20 die Impulse 33A und 33E direkt

aufnimmt und auswertet, kann er entsprechend das Abspie¬

len mit dem Absenden der Timing-Clock-Codes und Noten-

Codes für den Beginn des nächsten Taktes oder auch dεr

nächsten Sechzehntelnote bei dem entsprechenden folgende

Impuls 33A bei Vorwärtsdrehung zum Syntheziser 20 fort¬

setzen.

Nach bishεrigεn Versuchsergebnissen wird von den Übendεn

auch diε Möglichkeit der Umschaltung zwischen bewegungs-

gestεuertεm und vorgegebenem Musiktempo gewünscht.

Die Einstellung auf eine dεr bεidεn Betriebsarten kann

über einen Umschalter erfolgen und über einen parallelεn

Eingang von Mikrocomputer 24 oder 20 eingεlεsen werdεn.

Eei Umschaltung von bewegungsgesteuertem auf vorgegebene

Musiktempo kann der Mikrocomputer 24 Timing-Clock-Codes

beziehungsweise der Mikrocomputer 20 Timing-Clock-Codes

mit den zugehörigen Noten-Codes mit einer konstanten

35

Frequenz aussenden.

Das gewünschte konstante Musiktempo kann zum Bεispiεl

über de -jetzt nicht für die Einstellung der Einsatz¬

punkte benötigten Codierschalter aus 15 verschiedenen

Tempi ausgewählt werden.

Alternativ kann als Voreinstellung das der letzten

aktuellen Drehzahl bei Umschaltung entsprechende Tempo

(Drehzahl x 2) übernommen werden. Eine zusätzliche Vεr-

änderungsmöglichkeit des vorgegebenen Tempos während de

Trainings durch eine Plus- und Minustaste, durch deren

Betätigung das Musiktempo konstant um jeweils einen

Metronomschlag erhöht oder verringert werdεn kann, ist

sinnvo11.

Bei Umschaltung von festem auf bewegungsgesteuertes

Musiktempo ist ebenso wie bei Wei erspielen nach einem

Stop erforderlich, die Takt-Position innerhalb des

Musikstücks berechnet zu haben wie zu kennen.

Bas Abspielen kann dann der Einfachheit halber - wie ob

dargestεllt - bei Erreichen des Eins tzpunktes für die

Schlagzeiten mit dem nächsten Takt fortgesetzt werden.

Zur Vermeidung häufiger Korrekturen wegen Rückwärtstret

und eines Abspielens bei sehr langsamem Tempo kann man

erwägen, bei Unterschreiten einer bestimmten Frequenz

der Pedalumdrehungεn automatisch auf konstantes Musik¬

tempo umzuschalten und diε Bewegungssteuerung des Musik

tempos erst wiεdεr bεi Überschrεiten dieser Grenzfreque

automatisch einzusch lten.

Diε Mikrocomputer 24, 20 oder ein zweiter Prozessor 26

können aus den Zeitdiffεrenzen dεr bεi jeder Umdrehung

von Sensor 31 weitεrgεlεitεtεn Impulse die momentanε un

durchschnittliche Umdrehungszahl pro Minute berechnen u

auf einem Bildschirm 25A die positive oder negative *

Differenz der Gesamtzahl an Umdrehungen zu einer vorein¬

gestellten Sollzahl pro Zeiteinheit fortlaufend in grafi

scher Form ausgeben (DE - OS 2753041), sowie die

Pedalposition bei Schlagzeitbeginn und eventuell weitere

Kennwerte. -

Durch die bεschriεbεnen Synchronisationsimpulse 33A bei

Vorwärtsdrehung dεr Fußpedale kann der Mikrocomputer 20

anstelle des Absendεns von Notencodes zu einem

Syntheziser im Prinzip auch das Abspieltempσ von digi-

talεn Mεßwεrtεn eines gesampelten Musikstückes über

Analog-Digital-Wandler taktbezogen steuern. Dies sεtzt

voraus, daß bei Schlagzεitεn von der Länge einer Viertel

note die zu jedεm Vi rundzwanzigstεl εinεr Viertelnote

gehörenden Sampleabschnitte für den Mikrocomputer erkenn

bar, sind, zum Beispiel durch Einspielen speziεllεr Codεs

zu Beginn jedes solchen Abschnittes bei der Digitali¬

sierung. Eei Abspielen könnten diε aufeinandεrfolgεndεn

Synchro isationsi p 1sε jeweils das Abspielen eines Ab¬

schnittes mit konstantem Tempo starten. Bei beschlεunig-

tε Eintreffen dεs Synchronisationsimpulses für die

folgendε Einhεit üßtεn diε dem vorangehenden Impuls

zuzuordnendεn, a__,er nocu Cx _* . abgespiel _^ en

αmpxe-Pun__te übersprungen werden, u i

Impulsfolge und konstantem Abspieltempo würden kleine,

eventuεll durch Wiεdεrholungεn zu übεrbrückεndε Lückεn

entstεhen.

Die dargestellten Möglichkeiten der Tempost uerung von

Musik mit einem Trimmfahrrad sind generell bei Ergome¬

tern auch mit frεquεnzunabhängiger Eεlastungseinstellun

anwendbar. Eine Verwendung letzterer mit einεr Vorrich¬

tung zur Tεmposteuerung von Musik für diε Rεhabi1itation

von Herzgεschädigten ist vorteilhaft, weil einε Tempo¬

beschleunigung Abwechslung ohne Gefährdung durch zu hohe

Herzbelastung bringt.

Für das zweite Beispiel zur Steuerung des Musiktempos

gemäß Fig. 2 durch die Beinbewegungεn bεi Lauftraining

wird εin Training auf dεr Laufbahn eines Sportplatzes

beschriεbεn, bei der von allen Punkten einε tele εtri ch

/___εr ragung von __»ιgnalen zum _>«.ande ,. der uynciπronisa—

,.ions-/ .niosplεlε nxxεit leicxxv. mog icn 1st..

Beim Bewegungszyklus eines Eeinεs bεim Lauftraining ist

keine feste Beziehung dεr Bewegungsabschnitte zu einer

starren Größe wie einer Pedalumdrehung bεim Trimmfahrad

hεrstellbar. Diε Schrittlänge kann jedεrzeit unvorherseh

J_/C X v ci αil ci w ,. ci u il . n Λ.α.xxxi -i i ull α.__ ö x ._. ι_.x x citi O -

s _* .euεrung von niisi__ au_» die Reg t ierung einiger Cxx r x

teristischεr Punkte des Bewegungszyklus der Bεinε be¬

schränken und diese zur Schätzung der jeweils folgendεn

Zεitabschnitte eines Bewegungszyklus verwenden. Durch

zwei Aufnehmer, zum Bεispiεl swεi Goniomεter 14 kann das

rhythmische Bεugεn und Strecken jεdεs Oberschenkels in

dεr Hüftε oder im Knie registriεrt und übεr einen Sender

15 verstärkt und zu einem Empfänger 18 übertragen werdεn.

Hierzu eignεn sich zum Bεispiεl Goniomεter (Herstεllεr

ist die Fa. Penny & Giles, Elackwσod / GB; siehe Daten-

blatt ber Goniometer), derεn Ausgangsspannung sich

proportional zur Beugung des Gelenkes verändert. Auch be

diesem Ausführungsbeispiel ist die Synchronisations- und

Abspieleinheit gemäß Fig. 3 grundsätzlich verwendbar. Mi

dem Mikrocomputer 24 oder 20 könnεn nach Analog/Digital-

Wandlung der beugungsabhängigen Signalε dεr Goniometer 1

die im uεwεgungszy-vlus 3e*~_e e scxεnxc x

S 1 (.

für die Schlagzeiten nach der Ξxtrεmposition und die

_< ÜC1 (.UIJ. εii .ύui. S ueii cl

EΛI. e∑πposi on des je eils a der ujüβ sc βπi .s als

u Ξis ur d • _* ___>c a zu g der zur otis _* - n

en- sp ecnenden E - eiπpcsi ^* ion dieses uβines ^* C sr iθ

Sei diff renz zwischen den entsprechenden Einsatzpunkten

für die Schlagzeiten ermittelt werden.

Der Einfluß höherfrequεnter Artefakte (zum Beispiel durc

Vibration der Aufnehmer oder Störung der telεmetrischen

Übertragung) kann durch Hardware-Bandpaß-Filtεrung

und / oder gleitεndε Mittelwertsbi ldung in Echtzεit

rεduziεrt werdεn. Dabεi sind diε von den gewählten Grεnz

frεquεnzεn beziehungsweise dεr Zahl dεr gεmitteltεn Wεrt

abhängigen Phasεnvεrschiεbungen εinzukalkul iεrεn.

.tvεrdächtigε höherfrεquεnte Spannungsändεrungεn

können auch sof waremäßig vom Mikrocomputer 24 oder 20

eliminiεrt wεrdεn. Er kann hiεrzu bei jedem der digital

sierten Spannungswerte die Spannungsänderung zum vorang

hen den Wert feststellen und dabei prüfen, ob diese Änd

rung über einem vorgegebenem Grenzwert liεgt, der einer

Eeugungsänderung pro Zεiteinheit εntspricht, diε bεim

Laufεn dεr vorgesehenen Art erfahrungsgemäß nicht mehr

vorkommen kann. Darüber liegende Werte können als Arte¬

fakte verwarfεn wεrdεn.

Nach Artεfaktberεinigung kann der Mikrocomputer 24 oder

__. _* _. zur Erkennung dεr pannungsmaxi a ctεr Goniometer 1- _*

bei maximaler Beugung in dεr Hüftε oder im Knie während

des Laufens bei jedem vom Analog/Digital-Wandler gesam¬

pelten Spannungswεrt sofort vergleichen, ob er einεn

Minimalwert errεicht odεr übεrschrεitεt , dεr einer Beu¬

gung entspricht, die zur Anerkennung als Maximum zwische

Eeugung und Streckung bei Laufbewegungen der vorgesehene

Art im allgemeinεn mindεstens erreicht wird. Nach Regi¬

strierung eines solchen minimalen Spannungsmaximums kann

bei den folgenden Werten geprüft werdεn, ob sie darüber

liegen und der jeweils höchste Wert kann fεstgεhalten

wεrden. Das Passieren eines Beugungsma imums kann aner¬

kannt werdεn, sobald bei der dem Beugungs aximum folgen-

den Streckung ein artefaktbereinigter Spannungswert er¬

reicht wird, der das vorausgehende Maximum um einen vor¬

her festgelegten Prozentsatz des Maximumwertes oder

absoluten Eetrag, der einem bestimmten Beugungsgrad

entspricht, unterschreitet.

Man kann auch einen festen Abstand vom minimal erforder¬

lichen Maximum wählen. Zusätzlich könnte man noch zum

Artefaktausschluß für die Anerkennung eines Beugungs-

maximums Mindestzeitabstände zwischen den Wεrtεn zuneh¬

mender und abnehmender Beugung im glεichεn Spannungs-

abstand von dem dazwischen liegenden Wert für die

maximale Eeugung fordern. Sie hättεn mit dεm Abstand

vom dεr maximalεn Bεugung zuzunehmen und sollten bei dem

Laufen dεr vorgesehenen Art immer errεicht wεrdεn. Der

vorherbestimmte Spannungswert, der zur Bestätigung des

vorangehenden zyklischen Eeugungs aximums errεicht werde

muß, kann der Einfachheit halber so gewählt werdεn, daß

er gleichzeitig als Einsatzpunkt für «ine Schlagzεit

benutzt werden kann. Ihre Festlεgung sollte entsprεchend

dem Vorgehεn beim Trimmfahrrad zum Eeispiεl durch Ξinga-

bemöglichkeit verschiedener Eeugungsgradε, bεi dεnεn die

Schlagzεiten einsetzen, individuell bestimmbar sein.

Setzen die Taktschläge innεrhalb der Schlagzεitεn zeit-

vεrzögεrt εin, kann der Übendε einen entsprechend

früheren Einsatzpunkt der Schlagzeit wählen.

Die Suche sollte jeweils bei den Signalen für ein Bein

beginnen und bei Erfolg jeweils wechselnd für jedes Bein

fortgεsεtzt werden. Schließlich ist auch eine programm¬

gesteuerte Analyse eines Kurvenabschnittεs zur Festlegun

von Kennwertεn dεnkbar. Bεi Benutzung der vorstehend und

mit Fig. 3 beschriebenen Synchronisations- und Abspiel-

einheit digital gespεicherter Musik müssen nach Ermitt¬

lung einer oberen Extremposition und eines Einsatzpunkte

als uignal _.ür das Einsetzen eines ι __tΞCnιa es v er—

und-. ^** anz g Tirπing-CxOCΛ-co es zum Ai_sρielen einer __>Cxχ

zεit von der Länge einer Viertelnote auf die geschätztε

Zεitdifferenz bis zur nächsten entsprechenden Extre -

position dεs andεrεn Beines, das den folgenden Taktschla

auslösen soll, verteilt wεrdεn. Mit dεr Absεndung dεr

Timing-Clock-Codes beginnt parallel die Erkennungs¬

prozedur des Maximums für das andere Bein. Anstelle der

Zeitdiffεrenz zwischen dem zuletzt registrierten

Einsatzpunkt für einεn Taktschlag bei einem Eein und dem

vorangehεndεn entsprechenden Wert des anderen Eeines kan

man ^* auch einen glεitendεn Mittεlwert aus einer geringεn

Zahl der jeweils letzten Zeitdifferenzen zur Schätzung

der nächsten Zeitdifferenz verwenden. Nicht erkanntε

Beuge- und folgende Streckphasεn, zum Bεispiel wegen zu

geringer Beinanhebung oder Artefakten, würden zu einem

Weiterspielen der zuletzt abgespielten Note führen. Zur

Abmilderung eines störenden Musikeindrucks könnte man

zum Beispiel bei einer zeitlichen Verzögεrung dεr Erken¬

nung der nächsten Streckphase zum Beispiel um mehr als

20-%- gegenüber dem Schätzwert ersatzweise einε Sεriε von

Synchronisationscodεs in gleichem zeitlichεn Abstand

voneinander entsprechend der letzten geschätzten

Zeitdifferenz aussenden. Um mögliche Verkürzungen der

Zeitdif erenz bei Erhöhung der Tretfrequenz des andεrεn

Bεinεs teilweise aufzufangen, kann dεr Schätzwert auch

etwas reduziert werden. Für jeden Timing-Clock-Code steh

dann 1/24 der reduzierten geschätzten Zeitdiffεrenz zur

Verfügung. Das Weiterleiten der Timing-Clock-Codes an di

Synchronisationseinheit beziehungsweise bei Mikrocompute

20 (mit Noten-Codes) an das Abspielgerät 25 kann um eine

bestimmten Prozentsatz dεr Zeitdiffεrenz verzögert

werden, wenn der Taktschlag eher in dεr Mittε zwischεn

dε Maximum des Anhebens des Oberschenkels oder bεi

Bodεnkontakt einsetzen soll.Vor Absenden der Timing-

Clock-Codes sollte geprüft werden, ob die Weiterlεitung .

der vorangehenden Timing-Clock-Code - Seriε bεεndet ist.

Falls dies wegen einer Beschleunigung des gerade vorwärt

bewegten Beines (auch bei eventuell reduzierter Schät¬

zung) nicht der Fall ist, kann die folgende Serie von

MIDI-Ti ing-Clock-Codes erst nach Beendigung der ent¬

sprechend (evεntuell auf die maximal möglichε Frequenz)

beschleunigten Weiter1eitung der noch ausstehenden

Timing-Clock-Codes dεr vorangehenden Serie - ebenfalls

entsprechend der Verzögerung beschleunigt - abgesandt

werden (oder könnte ausfallen). Die Feststellung einer

oberen Extremposition und die erforderlichen Berech¬

nungen, Kontrollen und Vorbereitungen zum Start einer

Impulssεrie sollten nur etwa einε Millisekunde beanspru¬

chen, damit der Taktsehlag, wenn es gewünscht wird, scho

kurz nach dieser Extremposition einsetzen kann. Die durc

den Laufrhythmus synchronisierte Musik kann mit einem an

den Tonausgang 25A dεs Abspielgerätes 25 angeschlossenen

Sendεr 19 zu einem vom Läufer tragbaren Empfänger 15 mit

Kopfhörer 17 übertragen werdεn.

Bεi dem geschildεrten Verfahren entstehen bεi Verlang¬

samung des Lauftempos minimale Verlängerungen dεr bei de

Rhythmusbegleitung am Ende einεr Viεrtεlnotε oft vor¬

handenen Pausen und des Abspielens der noch nicht bεen-

45

deten Noten dεr geschätzten Zeitdifferenzεn am Ende jεdεr

Schlagzeit von der Länge einer Viertεlnotε, diε sich bei

Reduktion der Zeitschätzung noch etwas erhöhen. Bei einεr

Tretgeschwindigkeit von SO bis 90 Schritten pro Minute

für jεdεs Bein und einem entsprechenden Musiktempo von

150 bis 1S0 Metronomschlägen pro Minute sind sie jedoch

nicht mehr störend. Sie tragen eher noch zur Betonung des

Rhythmus ¹ bεi. Andererseits kann der Sichεrhεitsabzug bei

VoraussichtIch gleichmäßigem Lauftempo entfallen. Der

bei Beschleunigung des Lauftempos auftretende Rest bei

__jegιnn cεr nacxxS _* .εn h_>Cxxlagzε v» und das ΞCunsilere ΛJD—

splεlεn des Restes sin a^ s i cu meist πiCuv. stören .

Man kann auch zusätzlich die Zeitdiffεrεnzεn zwischen

dεn entgegengesεtztεn Extrempositionen, nämlich zwische

Strecken und Eeugen jedes Beines in der Hüfte oder zwi¬

schen anderen markanten Punkten dεs Bewegungszyklus er-

mittεln, die die Zeitdifferenz zwischen dεn andεren

Extrempositionεn, das hεißt zwischen Beugen und Strecken

jedεs Beines in einem annähernd konstanten Verhältnis

teilen. Wenn man diesε zusätzlich zur Schätzung von

Zεitdiffεrεnzεn und zum Absenden von Synchrσnisations-

impulsεn bεnutzt, läßt sich die Anpassung des Musiktempo

an Änderungen des Bεwεgungstεmpos noch etwas verbessern.

Man _ann das bεscxxriεPenε Vεr_.ahrεn zum Bei iel un _^ εr

Verwendung von Druckaufnehmern in jedεm Schuh entspre¬

chend anwenden, wenn man das Einsetzen dεr Taktschläge

mit εinεm späteren Abschnitt in der Streckphase jedεs

Eεinεs synchronisieren will.

Eine mιnιav.urιsιεr<_ε _ιus_. nrung uer __yncxron s _icns- uπ

Abspieleinh it mit digital gespeicherter Musik, die der

Läufer am Körpεr trägt, ist hεutε schon preiswert her¬

stellbar. Dabei sind der Umfang dεr gespeicherten

i-ius1_c und der _jyn xxε isεr.εis»-ung ocn wegrεnz*. •

Diε Signal dεr Goniomεter 14 können dabei zu

einem Einpl tinenrechnεr mit integriεrtε Vorverstärker

Analog/Digital-Wandler und Speicher für die Codes

von Musikstücken weitεrgelεitεt wεrdεn, dεr nach den

beschriebenen Berechnungen Timing-Clock-Codes und Codes

für Notenkεnnwεrte entsprechend wie der Personalcomputer

20 an ein Synthesizermodul weiterleitet.

Mit einem solchen tragbaren Gεrät kann das Musiktεmpσ

nicht nur durch Laufen gesteuert werden, sondern auch

durch (am besten schnelleres) Gehε .

Eine solche tragbare Synchronisa ions- und Abspieiein εi

mit Eingängen für diε Impulsε dεr Sensoren 29A und 29B

und 31 anstelle der Analog/Digital-Wandler ist eine

tragbare Form der bei dem Ausführungsbeispiεl zum

Training mit einem Trimmfahrrad beschriebenen

Synchronisations- und Abspieleinheit. Sie kann nach

Einbau von Impulsgebern in die Muffe 1D dεr Achsε IC

eines Zahnrades 1A auch ortsunabhängig beim Fahren mit

jedem normalen Fahrrad zum Abspiεlεn von Musik in

bεwegungsgestεuεrtε Tempo benutzt werdεn. *

Bei der Synchronisation von Musik durch das Training mit

Rudertrimmgeräten besteht das Problem, daß - ähnlich wiε

beim Laufen die Schrittlänge - der Weg der Vor- und

Zurückbewegu-ng etwas variieren kann.

Hier kann man als charakteristische Punkte die Wende¬

punkte bei der Vor- und Zurückbewegung erfassen, aus der

Zeitdifferenz zum vorangehenden Wendepunkt die zu erwar¬

tende Zeitdauεr bis zum nächsten schätzen und wεitεr

entsprechend dem beschriebenen Beispiel für das Lauf¬

training verfahren.

Da beim Rudern diε im Training üblichε Schlagfrεquenz

nur bεi etwa 20 bis 30 Schlägen pro Minutε liεgt, sollte

auf jede Vor- und jede Rückwärtsbewegung dεs Übendan

2 bis 3 Schlagzεiten - bei einer Länge von je einer

Viertelnote - verteilt werden. Dabei würdε ein Musiktemp

von 80 bis 180 Metronomschlägen pro Minute erreicht.

Wir beschreibεn hiεr eine Ausführungsform, bei der einε

in dεr Mitte an einem Drahtseil befestigtε Griffstange

bei Rückwärtsbewegung dεs Oberkörpers auf einem Rollsitz

und Anziehen der Arme an dεn Körpεr das Drahtsεil von

εiner mit einεr Bremseinheit verbundenen Schwungscheibe

abrollt. Zur Impulsgenerierung kann man die Anordnung

gemäß Fig. 4 der nnur gung au__ _α a 1n

mit einer parallel zur Schwungscheibe auf dεrεn Achse

befestigten Scheibe realisiεrεn. Wir beziehen uns in dεr

folgenden Beschreibung auf diε glεich wirkende Anordnung

gemäß Fig. 4 mit Sensor 29A und 29B, Drehrichtungserken¬

nung und Sensor 31 für einen Referεnzimpuls 34 und

Impulsschεibe 33 (zum Beispiel mit 95 Impulsfenstern) .

Diese kann auf die Achse der bremsbaren Schwungseileibe

parallel zu dieser montiert werdεn. Das Fenster für eine

Referεnzimpuls 34 je Bewegungsphase, dεr ähnlich wie bεim

Trimmfahrrad für Kontrollen und diε Bestimmung der Lage

des Einsatzpunktes dεr Schlagzeiten genutzt werden kann,

ist so zu positioniεrεn, daß er etwa in der Mitte zwi¬

schen den maximal möglichen Vor- und Rückbeweguπg des

Handgriffs, also an einer Position ausgelöst wird, diε

auch bεi geringer Ausladung der Bewegungen passiert wird.

Ein Mikrocomputer 24 oder 20 kann fortlaufend diε üm-

kehrpunkte bεi Vor- und Rückwärtsbewegung aus der Breh-

richtungsanderung dεr Sεnsorεn 29A und 29B feststellen

und daraus - sowie aus dem vom Trainierεndεn εingegebεnε

Einsatzpunkt für diε erste Schlagzeit, deren Angabe sich

am* Einsatzpunkt des ersten Taktschlages orientiert wäh¬

rend einer Zugphase unter der Prämisse, daß die Schlag¬

zeiten räumlich äquidistant verteilt werden -sollen, die

Einsatzpunkte zum Beispiel weiterer drei Schlagzeiten

eines Bewegungszyklus ¹ schätzen. Die Festlεgύng dεs

der ersten __c xagzei. dεr is<- in

Bezug auf die Zahl dεr Impulsε 33A und 33B vor odεr nach

dεm ReferenzImpuls 34 möglich. Die Zahl der Impulse 33A

beziεhungswεise 33B zwischen den jeweils errεichtεn Ξx-

trempunkten und ihr Abstand vom Impuls 34 dεs Sεnsors 31

ist festzuhalten und entsprechend der erfordεr1ichεn Zah

von Steuerimpulsen für zum Beispiel zwei Schlagzεitεn jε

Phase durch 48 zu teilεn. Das Ergebnis gibt an, bei

wieviel Impulsen ein MIDI-Timing-Clock-Code F8(H)

weiterzugeben ist. Bei 1,5 Impulsen je Code wäre zum

Beispiel bei jedem dritten Impuls ein M DI-Timing-Clσck

Code F8(H) auszulassen, um das Verhältnis einzuhalten.

Das Abspielen der Musik beginnt zweckmäßig mit einer

Zugphase, nachdem bei der vorangehenden Vorwärtsbewegun

die ümkehrpunkte, das Verhältnis von Impulsen 30A bezie

hungsweise 30B zu Timing-Clock-Codes sowie vorher dεr

Einsatzpunkt für die erste Schlagzeit registriert wurde

Eine Voreinstellung hierfür sollte vorhanden sein. Der

Einsatzpunkt kann durch die Zahl der Impulse der Sensore

29A und 29B vor oder nach dem Referenzimpuls ^' 34 unter

-Berücksichtigung der Drehrichtung festgelegt werden..

Liegt er zum Beispiel zwanzig Impulse vom Referenzimpuls

34 entfernt in Richtung zum vorderen ümkehrpunkt und

liegt dieser vierzig Impulse vom Referenzimpuls 34 ent¬

fernt, so hat das Abspielen der ersten Schlagzeit der

Musik mit dem einundzwanzigsten Impuls 33A beziehungs¬

weise 33B während Rückwärtsbewegung zu beginnen. Danach

können bis zum hinteren Umkehrpunkt für die registriεrte

Impulse Timing-Clock-Codes im errechneten Verhältnis aus

gesandt werden. Gleichzeitig werdεn die Impulsε 3 A bε-

ERSATZBLATT

ziehungsweise 33B und Timing-Clock-Codes aufaddiert und

die Abweichung des hinteren Umkehrpunktes von dem nach

des- vorangehenden Phase geschätzten Wert errechnet .

Entsprechend der Differenz wird das Verhältnis von

Impulsen und Codes bis zum nächsten Umkehrpunkt unter

Berücksich igung der bis zu diesem Punkt fehlenden oder

zusätzlich abgesandten Codes neu geschätzt.

Bei jedem Umkehrpunkt können Abweichungen von der

geschätzten Zahl der Impulse je Bewegungsphase durch

Absenden zusätzlicher Codes oder durch Weglassen von

Codes korrigiert werden, entsprechend dem -Vorgehen bei

dem Ausführungsbeispiel für Lauftraining.

Als f _. ür das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeigne

hat sich zum Beispiel Musik mit dem sogenannten Disco-

Rhythmus und jede andere Musik erwiesen, bei der der

"Taktschlag" mit dem Beginn der Zählzeit zusammenfäll

oder gleichmäßig beziehungsweise periodisch verzögert

nach dem Beginn der Zählzeit einsetzt beziehungsweise

betont ist. Aber auch Musikstücke, bei denen sich das

Einsetzen der Taktschläge etwas unregelmäßig verschiebt,

können als angenehm empfunden werden. Bei Musikstücken i

Dreivierteltakt mit Rhythmusbegleitung im Walzεr-Rhythmu

ΞRSATΣBLATT

können beim Trimmfahrrad einer Pedalumdrεhung - wiε bei

4/4 und 2/4 Takt - zwei Schlagzεitεn zugεordnεt werden.

Dabei wechselt die betonte erste Schlagzeit jeweils von

einem Bein zum anderen.

Bezugszeichenliste

1 Fußbetätigungseinrichtung

1A Zahnrad (Antriebsrad)

1B Fußpedale

1C Achse

1D Muffe

Magnet

Sensor

4-fache Übersetzung

Magnete

Sensor

7 Schwungrad

7Ä Zahnrad

7B Kreisumfang

8 Bremse

9 Start/Stop-Taste

3A Bedienungspult

10 Griffstangen

11 Leitung

11A Leitung

1 B Leitung

Rechtecki puls

2A Leitung

3 Leitung

Goniometer

A Vorverstärker

Sender

Empfänger

Kopfhörer

Empfänger

Sender

Mikrocomputer A .parallele Eingänge MIDI-Schnittstelle

A 5-Volt-Clock-Eingang

B MIDI-In

Relais

Relais

A Kontakt

Mikrocomputer A parallele Eingänge Abspielgerät für Musik

A Tonausgang

Mikroprozessor

A Bildschirm

Kreisumfang

achtundvierzig Impulsgeber

A Sensor

9E Sensor

A Leitung

B Leitung

Sensor

Ä Impulsgeber

Drehrichtung

Impulsscheibe

A Impulsfolgen

B Impulsfolgen

Referenzimpuls

A Leitung

Griffe

A VerstelIrichtung

Verste11richtung

C Verstellrichtung

6 Leitungen

Antriebsstangen

_apfen

Kurbe1arme

Antriebswellε

Zahnrad