Midi ja elektroniset harmonikat

Elektroniikan tuleminen harmonikkoihin Suomessa

Suomessa on ollut harmonikkoihin asennettavien sähköisten lisälaitteiden valmistajia. Tämän artikkelin MIDI-laitteiden tuotekehittelyn vaiheet muodostuvat pääosin Lasse Harjun yrityksen tuotekehitykseen. Myös Rainer Tupolan haastattelu on tuonut oman lisänsä artikkeliin. Rolandin digiharmonikka on otettu esiin sen takia, että soitin on uraauurtava. Digitaalisia harmonikkoja tekee tosin muutkin valmistajat. Artikkeli antaa kuitenkin hyvän kuvan suurista kehityslinjoista.

Ensimmäiset kokeilut

Suomalaisen elektronisen harmonikan historia ei ole sama asia kuin Oy Harmonikan tuottaman elektroniharmonikan historia. Asiaan sisältyy paljon muuta, sillä harmonikkoihin on liitetty elektroniikkaa käytännössä niin kauan kuin se on ollut taloudellisesti järkevää ja fyysisesti mahdollista. Vuosikymmenien mittaan on tehty erilaisia kokeiluja, joista osa on onnistunut hyvin ja joista osa on jäänyt vain kokeiluiksi. Harmonikka ei  ole ollut ensimmäinen soitin, johon elektroniikkaa liitettiin. Pääpiirteittäin voidaan sanoa, että elektroniikka alkoi tulla 1960-luvulla osaksi harmonikkoja, mutta Suomesta löytyy myös tapauksia 1950-luvulta.

Ensiaskel sähkölaitteiden liittämisessä harmonikkoihin oli mikrofonien asennus, vaikka komponentit olivat vielä sangen isokokoisia ja kömpelöitä. Helsingissä harmonikanrakentaja Pentti Taskula mainosti jo 1950-luvulla asentavansa mikrofoneja harmonikkoihin. Tähän laitekokonaisuuteen kuuluivat kaiutin, vahvistin ja yksi tai kolme mikrofonia (mainos on hieman epätarkka tässä mielessä). Aikaisempina vuosikymmeninä harmonikasta oli pyritty tekemään mahdollisimman äänekäs, jotta se kuuluisi tanssilavoilla. Mikrofonien asentaminen harmonikkaan oli siis keikkamuusikoille tärkeä asia – olihan harmonikan hyvä kuulua kaikille.

Taskula teki myös muita kokeiluja. Noin vuonna 1953 Taskula rakensi Lasse Pihlajamaalle urkuharmonikan. Soittimen basson yläkulmassa oli LP-merkintä. Pihlajamaa käytti soitinta kuusi vuotta ja kun vuonna 1959 Rainer Tupolan isä osti soittimen pojalleen, soittimesta poistettiin urkukontaktit. Häkki ei kestänyt muutostyötä, joten soitin sai uuden häkin. Soitin maksoi 150 000 markkaa, mikä oli juuri talon rakentaneelle perheenisälle iso raha. Tupola soitti soittimella kuusi vuotta.

Ennen kuin Suomessa alettiin kunnolla valmistaa urkuharmonikkoja, oli tänne saatu vaikutteita maailmalta. Esimerkiksi Lasse Pihlajamaa ja Veikko Ahvenainen olivat tuoneet tuliaisia Amerikan matkoiltaan. Pihlajamaa toi Chanonin mikrofonikapseleita, joita Veikko Sinisalo ja Rainer Tupola asensivat harmonikkoihin. Ahvenainen toi puolestaan Suomeen Cordovox-urkuharmonikan. Pohjoismaiden Sähkö (PSO) toi yhden sähköurkuharmonikan Suomeen kokeilumielessä ja myöhemmin PSO lisäsi tuontia.

Hanuriurkuja valmisti moni yritys. Italialainen Farfisa tuotti Transicord ja Elkavoxin -tuotteita. Transicord-harmonikka tuli markkinoilla vuonna 1962. Tästä oli kaksi mallia: Standard ja DeLuxe.  Saksalainen Hohner puolestaan valmisti sähköharmonikkaa nimellä Electrovox ja italialainen Elka-sähköurkutehdas valmisti Elkavox-harmonikkoja vuonna 1977. Rapakon toisella puolella New Yorkissa Iorio oli alkanut valmistaa Accorgania jo vuonna 1959. Tässä mielessä Taskulan urkuharmoni oli aikaansa edellä.

Oy Harmonikan elektroniharmonikka

Ensimmäiset Oy Harmonikan kultahäkkeihin asentamat mikrofonit valmisti kuusankoskelainen Radiohuolto. Hopeahäkin aikana puolestaan Mäntässä asunut Esko Majaniemi suunnitteli ja valmisti tehtaalla asennetut mikrofonit. Kultahäkkien mikrofonisarjoissa oli kolme mikrofonia diskantissa, yksi bassossa ja näiden säätönupit olivat kiinnitetty diskantin häkkiin. Häkin pohjaan puolestaan tuli äänentoiston kaapeliliitin. Koko paketin sai 16 000 markalla. Hopeahäkkien aikana säätönupit tulivat häkin päälle asennettavaan erilliseen laatikkoon. Ulkoisiin muutoksiin vaikutti kondensaattorimikrofonien käyttöönotto.

Seuraava kehitysaskel mikrofoneista oli urkuäänien saaminen harmonikkaan. Tämä onnistui kahdella tavalla: joko valmistettiin puhtaasti elektroninen harmonikka tai jo olemassa olevaan harmonikkaan lisättiin kontaktiyksikkö sekä oma ohjaus- ja vahvistinyksikkö. Oy Harmonikka valmisti syksystä 1966 aina vuoteen 1971 asti niin kutsuttuja elektroniharmonikkoja. Soittimen tarina alkoi siitä, kun Helsingistä tuli sähköinsinööri tehtaan konttoriin Tapio Kuuluvaisen työhuoneeseen. Mies läväytti pöydälle työkaverinsa kanssa tekemän elektroniharmonikan ja pyysi Kuuluvaiselta piirustukset viikon sisään. Tehtävä oli kuitenkin täysin mahdoton ja työ jäi hetkeksi lojumaan pöydälle. Sähköisestä elektroniharmonikasta tuli kuitenkin myytävä malli, vaikkakaan siitä ei tullut mikään suuri menestys. Käytetty tekniikka oli kohtalaisen alkeellista ja vikoja oli alun alkaen paljon, vaikka soittimeen oli otettu mallia saksalaiselta elektronisoittimia valmistaneelta Böhm-yritykseltä. Malliyksikkö oli toimiva, mutta tekniikan supistaminen pienen harmonikan sisään oli ongelmallista. Elektroniharmonikkojen rungot valmistettiin normaalisti tehtaan omissa tiloissa, mutta kontaktiyksiköt tehtiin ja asennettiin runkoihin Helsingissä Aga-yrityksen elektroniikkaosastolla.

Elektroniharmonikan perusperiaatteena oli synnyttää yhdellä oskillaattorilla ääni, johon sisältyivät kaikki mahdolliset yläsävelet perussävelen lisäksi. Sähköisesti valmistetusta äänestä poistettiin erinäisiä tarpeettomia harmoniset värähtelyt erilaisilla suodattimilla. Taajuuskäyriä muuttamalla luotiin lukemattomia erilaisia ääniä sähköisesti ja tällä tavalla sähköisesti luodun äänen mahdollisuudet musiikin tekemiseen olivat käytännössä lähes rajattomat. Elektroniharmonikassa oli jokaista oktaavin ääntä kohden oma sähköinen lohko. Värähtelypiiri jakautui kolmeen pääosaan: generaattoriosaan, kontaktiyksikköön sekä äänenmuokkausosaan. Generaattoriosan tehtävänä oli muodostaa värähtelyenergia, kontaktiyksikkö siirsi harmonikan mekaanisen liikkeen sähköjärjestelmälle sopivaksi ja äänenmuokkausosalla muokattiin kuultavaa ääntä. Soittimessa oli 180 transistoria, 250 kondensaattoria ja noin 400 erilaista vastusta. Osia oli niin paljon, että niistä olisi voinut rakentaa 6–7 televisiota, ilman kuvaputkea tosin. Sähköä soittimessa riitti, sillä sähkömuuntaja oli soittimen sisällä. Piti vain laittaa sähköpistoke verkkovirtaan ja aloittaa soittaminen. Elektroniharmonikan laadussa oli niin paljon ongelmia, jotka tuottivat myös tehtaalle taloudellista päänvaivaa. Tämän takia tuotanto lopetettiin lyhyeen, jo vuonna 1971.

WLM Paxi

WLM PAXI on WLM-organ Oy:n suunnittelema ja valmistama tuote, jota asennettiin harmonikkoihin tehtaan tiloissa Karkkilassa. Tuotteen etu elektronisiin urkuharmonikkoihin oli siinä, että nyt harmonikkaa oli mahdollista soittaa urku- ja harmonikkasoundeilla. Soitinta ei siis pitänyt vaihtaa, mikäli halusi soittaa harmonikan äänillä urkuäänien sijaan. WLM:n PAXI -konseptissa harmonikan sisään asennettiin koko laitteistosta vain kontaktipinnat ja häkin päälle kiinnitettiin ohjausyksikkö, josta data siirrettiin paksulla kaapelilla PAXI-koteloon. Vaikka keveyttä ja helppoutta korostettiin, tosiasiassa järjestelmän mukana tulleen ison vahvistinlaatikon siirtely paikasta toiseen oli raskasta.

Rainer Tupola ja Jukka Laine kävivät Laulumaan luona vuonna 1975 tai 1976. He olivat hakemassa osia omiin sähkösoitinprojekteihinsa. He sanoivat Laulumaalle, että WLM:n kannattaisi tehdä harmonikoille sopiva urkulaite. Vastaus oli kielteinen, kun Laulumaa totesi, ettei se kannata, kun ei ole markkinoita. Tilanne muuttui kuitenkin Tupolan ja Laineen vierailun jälkeen. Harmonikka ei ollut mukana WLM:n suunnitelmissa ennen vuotta 1977. Kyseisen vuoden toimintasuunnitelmassa on vain lyhyt maininta haitariuruista. Harmonikkoihin kehitettiin lisälaite, jonka työnimenä oli Paksi. Se oli nopeasti tuotantoon saatava uusi tuote, joka oli tarkoitettu lähinnä ammatti- ja puoliammattimuusikoille. Laite oli nimenomaan WLM-soundin mukaisesti tehty tuote, missä soittajan käyttöliittymä oli urkujen sijasta harmonikka. Prototyyppi sai hyvän vastaanoton Suomessa ja Ruotsissa. Paxin ongelmat olivat täysin samoja kuin kilpailijoiden vastaavissa tuotteissa: kontaktien rakentaminen harmonikkoihin oli erittäin vaikeaa. Ongelmiin ei oltu saatu missään täydellistä ratkaisua, mutta tyydyttäviä ratkaisuja kuitenkin. Paxit olivat WLM:n sivutuote.

Musical Instrument Digital Interface

1980-luvun alussa harmonikkoja oli mahdollista kytkeä erilaisin sarjakytkennöin urkuihin. Periaate oli sama kuin MIDI:ssä, mutta kyseessä oli kuitenkin eri protokolla – MIDIä ei ollut vielä olemassa.  Tähän aikaan järjestelmä tarvitsi kaksi kaapelia datan siirtämiseen: toisessa kaapelissa siirrettiin synkronointidata ja toisessa sarjamuotoinen data. Tämän lisäksi laite tarvitsi syöttöjännitteen verkkovirrasta. Järjestelmän etuna oli, että oskillaattorit eivät olleet kiteellä. RC-oskillaattorit kyllä lämpenivät, mutta tämän taajuudella ei sikäli ollut väliä, koska se sai erillisen synkronointibitin. Samankaltaisuutta tulevan MIDI-järjestelmän kanssa oli se, että soittimeen asennetut kontaktit loivat vipujen liikkeen biteiksi ja bitit siirrettiin piuhalla laitteeseen, jossa data purettiin. Aikakauden laitteet olivat virtasyöppöjä ja laitteet suuria, koska mikroprosessoreja ei vielä ollut käytössä.

Sitten tuli MIDI. Se siirsi WLM:n aikaisen urkuteknologian pois markkinoilta.

MIDI on lyhennys sanoista Musical Instrument Digital Interface ja sillä tarkoitetaan kieltä, jolla erilaiset musiikkilaitteet voivat keskustella keskenään. MIDI ei siis ole mitään korvin kuultavaa ääntä tai musiikkia, vaan tiedonsiirtostandardi MIDI-laitteiden yhteensovittamisen ja kommunikoinnin helpottamiseksi – vai pitäisiköhän sanoa mahdollistamiseksi. (Skitta.net)

1980-luvun alussa Dave Smith Sequential Circuitilta ja Ikutaru Kakehashi Rolandilta olivat alkaneet olla huolissaan eri laitevalmistajien laitteiden välisen tiedonsiirtojärjestelmän puutteesta. Ongelma oli siinä, että mikäli eri valmistajien laitteet eivät toimisi yhteen, tämä vähentäisi asiakkaiden kiinnostusta yleisesti syntetisaattoreita kohtaan ja sitä myötä myös myynti vähenisi. Puhe yhtenevän digitaalisen tiedostonsiirtojärjestelmän luomisesta alkoi vuonna 1981. Smith ja Chet Wood esittelivät samana vuonna AES:lle (Audio Engineering Society) konseptin, jossa dataa siitettäisiin 19,2 kilobaudin nopeudella käyttäen 1/4″ puhelinpistoketta. Seuraavan vuoden tammikuussa johtavassa markkina-asemassa olevat amerikkalaiset ja japanilaiset syntetisaattorivalmistajat pitivät kokouksen NAMM-musiikkimessuilla. Datavirran määrää nostettiin 31,25 baudiin ja virtapiiriin lisättiin optoisolaattori. Baudi-yksikkö on korvattu myöhemmin bitillä. Joulukuussa 1982 valmistui ensimmäinen kaupallinen soitin, jossa oli uusi MIDI-kytkentä. Laite oli Sequential Prophet-600. Rolandin Jupiter 6 julkaistiin pian tämän jälkeen. Nämä kaksi laitetta yhdistettiin tammikuussa 1983 NAMM-messuilla – uusi MIDI-standardi oli julkaistu.

Oheisella videolla Dave Smith kertoo yksityiskohtaisesti MIDIn synnystä.

MIDI oli alussa hyvin yksinkertainen järjestelmä. Sen koodaus oli vain noin kahdeksan paperiarkin verran, eikä järjestelmässä ollut mitään ylimääräisiä herkkuja. Se pystyi yksinkertaisiin tiedonsiirtoihin kahden syntetisaattorin välillä. Tällaista dataa olivat esimerkiksi soitettava ääni ja äänen volyymi. Myöhemmin MIDIn käyttömahdollisuuksia laajennettiin jopa konserttilavojen valo-ohjauksiin. Yhdistäminen tietokoneisiin mahdollisti tietokoneet ”soittimina”. MIDI onkin yhä kaikkien laitteiden, kuten äänipöydissä, valolaitteissa, äänityssoftissa tai vaikkapa digitaalisien harmonikkojen yhteinen ohjausjärjestelmä. Vaikka käytössä on USB-kytkentöjä, laitteita ohjataan edelleen MIDI-järjestelmän avulla.

Vuonna 1987 MIDI-järjestelmän pohjalta luotiin General Midi Standard (GM) -ohjelmistoäänistandardi. Standardissa laitevalmistajat sopivat 128 soundin järjestyksestä MIDI-kanavissa. MIDI on useiden soitinvalmistajien yhteinen lapsi (mukana mm. Yamaha, Roland ja Korg). Yleisesti MIDI-laitteisto voidaan jakaa ohjainlaitteisiin (esim. koskettimistot, tietokone, soittimet), kohdelaitteisiin (ottavat vastaan ohjainlaitteen viestit esim. soundimoduulit) ja apulaitteisiin (midi-viestien käsittely, kytkentä). Ohjainlaitteet voidaan jakaa vielä eri ryhmiin: midi-soittimet, midi-sovittimet, midi-konvertterit, sequensserit ja midiohjaimet. Harmonikkoihin asennettavat laitteet ovat midi-sovittimia, joilla analoginen soitin saadaan lähettämään sähköistä dataa.

Ensimmäiset varsinaiset MIDI-laitteet tulivat Suomen markkinoille 1980-luvun loppupuolella ja ne yleistyivät nopeasti. Italialainen Master-tuotemerkki oli yksi ensimmäisistä Suomeen tuoduista brändeistä. Laitteet eivät olleet järin ketteriä kokonsa puolesta ja ne olivat hitaita ja sen vuoksi äänessä kuultavat viiveet olivat isot. Kun ulkomaisia laitteita ei näkynyt kauheasti markkinoilla, ja kaksi suomalaista tekijää nousivat tietotaidoillaan omaan tuottajakastiin: Tampereella Esko Majaniemi  (1949–1999) ja Kaustisella Lasse Harju, jotka kummatkin tekivät midi- ja mikrofonilaitteita itsenäisesti. He tunsivat toisensa, mutta olivat laitevalmistuksen saralla toistensa kilpailijat. Kummallakin oli tähän aikaan pääsääntöinen työ, ja Harjulle musiikkilaiteharrastuksesta tuli lopulta ammatti. Parhaimmillaan hänellä oli jopa muutama työntekijä asentamassa MIDI-laitteita. Hän oli tehnyt harrastuksenaan erilaisia elektronisia kokeita harmonikkojen kanssa jo 1970-luvulla.

Ainoa ohjenuora MIDIen valmistamiseen Majaniemellä ja Harjulla oli MIDI-protokolla, jonka senkin löytämiseen piti nähdä vaivaa. Komponentteja etsittiin erilaisista katalogeista, ja osien tilaaminen ylipäätään oli hidasta ja vaivalloista. Ensimmäisenä Suomessa MIDI-laitteiden valmistuksen ja myynnin kaupallisti Majaniemi, kun Harju puolestaan teki laitteita todennäköisesti ensimmäisenä sarjatuotantona. Majaniemen MIDI-laitteet olivat italialaisen Master-merkin kopioita. Majaniemi teki virtapiireihin joitain pieniä muutoksia, mutta käytännössä kyseessä oli kopiotuote. Koska käytetty protokolla oli vain tietty standardi, jätti se paljon tilaa tuotteiden suunnitteluun niin komponenttien osalta kuin myös ohjelmiston osalta. Esimerkiksi Harju ohjelmoi synkronointibitin eri kohtaan kuin Majaniemi. Suomalaiset tuotteet ovat tunnistettavissa siitä, että Harjun tuotteissa lukee Suomen Soitin Oy. Kummatkin maalasivat komponentit ja virtapiirit mustiksi. Syynä tälle oli parempi suoja kosteutta vastaan kuin myös tuotesuojaus. Majamäki tuotti myös 1960-luvulla kehittämänsä Sounder-kondensaattorimikrofoneja.

Esko Majaniemen isä Taavetti Majaniemi oli rakentanut harmonikkoja Pispalassa, Tampereella. Ensimmäisen harmonikkasähköurun Esko rakensi vuonna 1963, kun hän lisäsi soittimeensa mahdollisuuden soittaa Farfisa-sähköurkuja harmonikan näppäimillä. Tässä soittimessa oli myös mikrofonit. Ensimmäisen sähköurkunsa Esko rakensi isänsä avustamana. Radioputkia oli toista sataa, joten ne eivät mahtuneet harmonikan sisään, vaan niitä varten oli rakennettava oma laatikko, jonka muusikkokaverit ristivät Eskon naulalaatikoksi. Laatikon ja harmonikan välinen paksu kaapeli jäykistyi pakkasella kuljetuksen yhteydessä aivan kovaksi. Keikkapaikalla tosin radioputket tuottivat lämpöä, eikä soittajan tarvinnut palella kylmillä keikkapaikoilla.

Transistoriaikakausi pienensi laitteita ja 1960-luvun lopulla Majaniemi kehitti sähköurkumoduulin, joka asennettiin harmonikan sisään tai diskanttikahvan alle tulevaan laatikkoon. Urkuäänien toimintaa ohjattiin peukalolla kahvan reunassa olevien ohjainten avulla. Enää ei tarvittu erillistä urkumoduulia. Ongelmat olivat sähkölaitteiden sovittamisessa niin, että urkuelektroniikka ei olisi häirinnyt mikrofonien toimintaa. Vuosina 1969–1972 Majaniemen piirilevyjä asensi Ossi Autio. Majaniemi puolestaan asensi laitteet harmonikkoihin.

Majaniemi oli alallaan omanlainen pioneeri. Hänen kunnianhimoisimmista hankkeistaan oli Lasse Pihlajamaalle kehitetty Convertor DATA accordion. Piginin tuottaman harmonikkaan koottu elektroniikka oli valtava ja siihen kuului myös jalkiopedaalit ja rytmikone. Rytmikone ei tosin ollut Majaniemen itsensä tekemä. Convertor DATA Accordionissa kyse on oikeastaan kahdesta laitteesta: haitarista ja siihen liitetyistä ohjaimista sekä varsinaisesta urkulaitteesta. Koska soitin oli painava ja laite oli usein korjattavana, sen soitto jäi vähäiseksi, eikä Pihlajamaa ehtinyt kunnolla harjoitella laitteiden käyttöä. Pihlajamaa käytti soitintaan vain muutamassa konsertissa. Pihlajamaan käyttämä Data accordion on uniikki, mutta siihen liitettyjä urkulaitteita tehtiin kolme kappaletta.

Esko Majamäen vaimo Sirpa oli alkanut tehdä laitteita miehensä opastamana vuonna 1982. Kun seuraavana vuonna julkaistiin MIDI, alkoi Esko työstämään MIDI-harmonikkaa. Hän valmistikin Suomen ensimmäisen MIDI-moduulin. Pariskunta teki töitä elektroniikan parissa 1990-luvun lopulle asti.

Lasse Harju siirtyi tekemään harmonikkalaitteita 1980-luvlla. Hän asensi ensimmäisen kaupallisen MIDI-laitteensa Valio Rantakankaalle, joka toimi tähän aikaan erittäin ahkerasti harmonikkojen parissa mm. virittäen niitä. Koska Rantakangas tunsi harmonikan äärimmäisen hyvin, pystyi hän kertomaan Harjulle millaisia parannuksia laitteisiin piti tehdä. Laiteasennuksia oli tehty ilman liittimiä, mikä puolestaan ei käy harmonikanvirittäjälle – pitihän soitin jotenkin pystyä purkamaan! Harju asensi Rantakankaalle myös mikrofonit, joilla saatiin aikaan pehmeää ääntä. Rantakankaan mielestä Majaniemen mikrofonit olivat liian kirkasääniset.

Elektroniikkakomponenttien kehittyminen, varsinkin mikroprosessorien kehittyminen, on mahdollistanut soittimiin asennettavien laitteiden pienentämisen. 1990-luvulla ei tarvittu enää ulkopuolista MIDI-ohjainta, vaan se pysyttiin jo asentamaan harmonikan sisälle kontaktien tapaan. Nykyään onkin helppo erehtyä sanomaan, että soittimen sisällä on vain yksi laite. Kokonaisuuden ymmärtämiseksi laitteisto kannattaa ajatella osissa.

Kontaktit

Analogisen harmonikan muuttamisessa ”MIDI-laitteeksi” alkaa lukupäillä. Tavoitteena on saada mekaanisten näppäinvarsien liike muutettua datamuotoon eli ykkösiksi ja nolliksi. Tätä varten tarvitaan jokaista ääntä kohden oma kontakti, joka kertoo seuraavalle laitelle yksinkertaisesti käskyn soita tai älä soita. Kontaktit ovat vain kontakteja eivätkä ne vaikuta äänen laatuun.

Kontaktien kirjo laajeni 1990-luvulla. Vielä WLM:n aikaan näppäimistön kontaktit olivat toteutettu mekaanisesti kultalangoilla. Ne eivät kuitenkaan toimineet kovinkaan hyvin. Tämän jälkeen käyttöön tuli teräs- ja hopeoidut jousikontaktit. Kuparilanka osoittautui lopulta parhaaksi materiaaliksi. Lukupään jousia on kokeiltu myös laittaa toimimaan suoraan harmonikan alumiinisien näppäinvarsien kanssa, mutta tämä ei toimi, sillä kontaktin luo kaksi eri metallia. Kahden metallin välinen kontakti pitää olla hyvä, jotta ne laite ymmärtää vaivatta laittaa soita tämä ääni -viestin eteenpäin.

Jousikontakteista on olemassa vaikka minkälaisia uskomuksia. Kuten se, että kontaktit tekevät soittamisesta raskaampaa. Todellisuudessa väitteessä ei ole mitään perää. Käytännössä jousen kontaktin voima on alle prosentti pääjousen voimasta – soittaja ei voi huomata eroa.

Mekaanisen jousikontaktin lisäksi käyttöön tuli magneettiset lukupäät, josta on olemassa kaksi eri versiota. Magneettisten kontaktien hankaluus on siinä, että ne ovat hankala säätää tarkoiksi. Jos kosketuksen säätää erittäin kevyeksi ja soitinta soittaa voimallisesti, varsistoon kiinnitettyjen magneettien vastaparit voivat taipua tai vaurioitua. ”Äänen syttyminen” on jokseenkin epämääräistä, ja vierekkäiset magneetit vaikuttavat aina hieman toisiinsa. Magneettien asentaminen näyttää helpolta, mutta ei todellisuudessa sitä ole.

Optinen lukukontakti tuli niin ikään markkinoille – tämäkin kahdella eri sovelluksella. Käytetyin on infrapunakontakti. Kontakti on varmatoiminen, eikä edes paperinpalan meneminen lukupäiden väliin vaikuta mitenkään toimintaan. Näin ollen väitteet, että pöly haittaisi lukupäiden toimintaa on virheellisiä. Optinen kontakti on äärimmäisen tarkka ja varmatoiminen.

Neljäs, joskaan ei käytössä oleva kontaktityyppi, on induktiivinen lukupää. Tätä ei ole toteutettu, sillä sen valmistus on kallista.

Optista kontaktia pidetään parhaana, mutta kalliina. Jousikontaktit puolestaan ovat riittävän hyviä soittajille hinnan ollessa maltillisempi. Varsinkin nykyisillä teknisillä ratkaisuilla jousikontakti on sangen toimiva ratkaisu. Jousikontaktien etuna optiseen kontaktiin on, että jos jouselle tehdään kaksi kontaktipistettä (suljettu ja avattu), voidaan soittimeen rakentaa dynaaminen näppäimistö. Toisin sanoen ääneen vaikuttaa se, kuinka nopeasti näppäin painetaan pohjaan. Se, asennetaanko kontaktit näppäimistön taakse tai rekisterikoneiston tuntumaan, ei ole väliä. Se on asentajan tottumiskysymys.

Kontaktityyppi	Plussat	Miinukset
Lankakontakti	Edullinen	Äänekäs
	Itse huollettavissa	Häiriöitä
		Katkeilee
		Vaatii joskus puhdistusta
Jousikontakti	Edullinen	Vaatii joskus puhdistusta
	”Helppo” asentaa
	Nykytekniikalla toteutettuna toimintavarma
	Mahdollistaa dynaamisen näppäimistön
Magneettinen	Huoltovapaa	Epätarkka kosketuksen säätö
	Oikein asennettuna toimintavarma	Ylössäädettynä vikoja (Katkeilevat anturit)
Optinen	Huoltovapaa	Kallis
	Erittäin täsmällinen kosketus
	Toimintavarma
Tesattuja ja vähän kaupallistettuja versioita
3D-skannaus	Huoltovapaa	Kallis kehitystyö
	Asennus odottaessa
	Kosketusdyamiikka helppo toteuttaa
Induktiivinen	Huoltovapaa	Kehitystyötä ei suoritettu loppuun
Kapasitiivinen	Edullinen	Kehitystyötä ei suoritettu loppuun
	Huoltovapaa

2000-luku

Lukupäistä data siirtyy harmonikan sisällä olevaan MIDI-virtapiiriin. Ensimmäiset kortit olivat isoja ja kömpelöjä. Nykytekniikka on puolestaan mahdollistanut korttien tekemisen niin yksinkertaisiksi kuin voidaan tehdä. Mikäli virtapiirejä halutaan pienemmäksi, pitäisi kaapelien liittimet muuttaa, mutta tälle ei ole tarvetta – nykyiset liittimet ovat erittäin helppoja käyttää ja varmatoimisia. Lattakaapelit toimivat myös hyvin, sillä palkeen kohdalla kaapeli joutuu jatkuvaan edestakaiseen liikkeeseen.

Virtapiirien pienentämisellä ja komponenttien määrän vähenemisellä on ollut paljon etuja. Laitteet käyttävät entistä vähemmän sähköä, osien lämpeneminen on pienempää ja ne on aikaisempaa helpompi asentaa. Koska lämpötilat ovat pienemmät kuin aikaisemmin, ovat myös komponenttien vaurioitumisriski pienentynyt. Usean prosessorin käyttö on mahdollistanut tehtävien yksilöinnin, jolloin yksi prosessori ei tee kaikkea työtä. Tämä estää pitkien bittijonojen muodostumisen yhden prosessorin taakse. Esimerkiksi paljedynamiikka on saatu toimimaan eriyttämällä palkeen toiminta omalle prosessorilleen. Usean prosessorin käyttö helpottaa myös mahdollisien vikojen löytymistä ja niiden koodauksen korjaamista. Nykyään komponenteissa ei käytännössä ole yhtään kestävyyseroja.

Vaikka osat ovatkin pienentyneet, ei se tarkoita sitä, että laitteiden asennus olisi aikaisempaa nopeampaa. MIDI-laitteiston asentaminen harmonikkaan voi kestää 2–3 päivää, mutta mikäli työn tekee huolella, aikaa menee viikon päivät. Tarkasti ja huolella asennettu laitteisto ei aiheuta käyttäjälle päänvaivaa käytännössä koskaan. MIDI-laitteita on myyty myös valmiina asennuspaketteina hyvien ohjeiden kera, mutta se ei tarkoita sitä, että järjestelmä toimisi vielä kovinkaan hyvin. Asennus on osattava tehdä hyvin.

Komponenttien kehittymisen myötä pullonkaulaksi on tullut MIDI-standardin tiedonsiirto nopeus. Se on 31250 bittiä sekunnissa eli 0.00372529 MB/s. Vertailun vuoksi USB 3.1. -standardissa pystytään teoriassa 1280 MB/s tiedonsiirtonopeuteen. Ero on valtava. Prosessorien tehot ovat riittävät ja usean prosessorin käyttö on poistanut myös tiedonkäsittelyn pullonkaulat. Ongelma on siinä, että MIDI-protokolla ei ymmärrä, mikäli data lähtee nopeammin kuin 31250 bittiä sekunnissa. Tämä on hieman liian vähän harmonikalle ja ongelmat tulevat esiin, kun dataa yritetään siirtää isoja määriä yhdellä kertaa. Useat päällekkäin soitettavat äänet muodostavat datajonon, jonka ensimmäisen ja viimeisen bitin välissä alkaa olla jo aikaeroa. Korva on kykenevä kuulemaan jo sekunnin kymmenyksen eron. MIDI-standardin tiedonsiirtonopeus ei kuitenkaan ole estänyt järjestelmän leviämistä koko musiikkikentälle. Sitä käytetään digitaalissa soittimissa, tietokoneissa, tableteissa ja älypuhelimissa. Sitä käytetään niin elävässä musiikissa kuin vaikkapa elokuvateattereissa. Soitetun ja kuullun äänen ero tulee eniten esiin digitaalisen latenssin takia, ei MIDI-latenssin takia. Jos soittimen kytkee MIDI:llä tietokoneen äänentoistoon, kulkee data niin MIDI-laitteen, tietokoneen prosessorien, kovalevyn ja äänikortin kautta äänentoistoon. Tällöin siirrettävälle datalle syntyy matkaa ja sen myötä viivettä. Asia on kuitenkin eri asia kuin itse soittimen ja tietokoneen välillä MIDI-datana siirtonopeus. Nopeat SSD-kovalevyt ja hyvät ja hyvin optimoidut äänikortit toki vähentävät viivettä.

Kun data siirretään harmonikan sisästä olevasta kortista eteenpäin, tullaan äänen kannalta merkittävimpään osakokonaisuuteen, moduuliin. Moduuliin ohjelmoidaan esimerkiksi laitteen viritystaso (esim. a=442 Hz) tai se, onko toistettava ääni ohjelmoitu vai mallinnettu. Tässä laitteessa luodaan siis kuultava ääni, joka johdetaan äänentoistoon. Moduuleja on erilaisia ja niihin voi kytkeä muistipaikkakytkimiä, kuten vaikkapa jalkapedaaleja. Moduuli voi olla myös harmonikan häkin päälle asennettu laite ja tällöin irrallinen moduuli on ylimääräinen. Muistikorttia käyttämällä soittaja voi ohjelmoida tietyille kanaville haluamiaan ääniä tai äänikokonaisuuksia. Moduulilla puolestaan ohjataan näiden muistipaikkojen käyttöä. Täytyy kuitenkin muistaa, että tämä ei ole enää osa MIDIä. MIDI on vain tiedonsiirtoprotokolla. Ääni siirretään moduulilta äänentoistojärjestelmään. 2010-luvulla harmonikkoihin on ollut saatavana soittimen päälle tuleva näyttö, joka helpottaa ohjaimien käyttöä. Laitteet on mahdollista kytkeä suoraan tietokoneeseen niin halutessaan.

Mikrofonit

MIDI-laitteet ja mikrofonit ovat kulkeneet käsi kädessä varsinkin ammattimuusikoilla. Kummatkin järjestelmät asennetaan usein samanaikaisesti harmonikkaan, jotta keikalla soittaja saa esiin niin harmonikan kuin myös MIDI-äänet äänentoiston kautta. Yksinkertaisemmillaan mikrofoni voi olla kielipenkkien päästä päähän vedettyä kuparilankaa. Tämä tekee vahvistettavasta äänestä sähkökitaramaisen. Mikrofonikapselin voi myös upottaa kielipenkin korkeiden äänien päätyyn. Ääni on tällaisessa ratkaisussa terävä, eikä kiertoa tule. Ongelma on lähinnä siinä, että kielet värähtelevät vielä läpän sulkeutumisen jälkeen, joten toistettavassa äänessä tuntuu olevan jatkuva kaiku päällä.

Ensimmäiset mikrofoni–MIDI-yhdistelmät tarvitsivat kaksi lähtökaapelia harmonikasta. Yksi MIDI-datalle, toinen mikrofonille. Mikrofonit tarvitsivat myös oman muuntajan.

1980-luvulla harmonikan diskantin häkin päälle asennettiin vielä iso koppa, jonka sisään oli mahdutettu mikrofonien tarvitsemat komponentit. Ääni vahvistettiin transistoreilla ja mikrofonit olivat vielä isohkoja kapseleita. Järjestelmässä oli myös erillinen paristokotelo.

1990-luvulla mikrofonisarjoihin kuului diskanttiin kolme kapselia ja bassoon yksi. Tätä useampiakin mikrofoneja oli saatavana. Mikrofonien piirikortti saatiin mahtumaan jo häkin sisäpuolelle, eikä häkin päälle tulevaa isoa laatikkoa enää tarvittu. Mikrofonikapselit olivat parempia, järjestelmässä oli operaatiovahvistin ja äänilähtö oli stereo / mono -liitännällä. 2000-luvulla elektroniikan koko pieneni ja kapselit tulivat paremmiksi. Mikrofonisarja oli joko paristo- tai muuntajakäyttöinen.

Mikrofonien määrä harmonikassa on aiheuttanut keskustelua silloin tällöin kuin myös se, onko sisäiset mikrofonit huonompi vaihtoehto kuin diskantin häkin päälle asennettava kurjenkaula. Vyyhdin purkaminen tapahtuu helpoiten basson kautta, sillä siellä ei tarvita kuin yksi sisäinen mikrofoni. Tämä johtuu siitä, että ääni kiertää voimakkaasti rungon sisässä. Mikrofonin ja rungon välinen kiinnityskohta on syytä olla hieman pehmustettu, jotta koneistojen äänet eivät kuulu kaiuttimista.

Toisin kuin bassossa, diskantissa ääni on suuntaava. Tämän takia soittimen sisäisiä mikrofoneja tarvitaan enemmän kuin yksi hyvän peiton saamiseksi. Optimi on kolme oikein asennettua mikrofonia. Yhden mikrofonin sektorin laajuus kasvaa, jos sitä viedään kauemmaksi, mutta samalla mikrofonin herkkyyttä pitää lisätä. Tämä puolestaan tekee äänen kierron helpommaksi. Kahdella kurjenkaulalla saadaan vastaava äänipeitto kuin kolmella diskantin sisäisellä mikrofonilla. Harmonikkoihin on myös kehitetty useamman kuin kolmen mikrofonin sarjoja. Sisäisiä mikrofoneja on voinut olla jopa viisi. Näissä ongelma on se, että mikrofonien peittoalueet menevät toistensa päälle, jolloin yhdelle mikrofonille tarkoitettu ääni ääni saapuu kahteen eri mikrofoniin eriaikaisesti (ääni kulkee eripituisen matkan). Vahvistettava ääni vaimenee, jos ääni saapuu toiseen mikrofoniin erivaiheisena.

Useat sisäisten mikrofonien ongelmat johtuvat väärästä asennuksesta. Ilmavirran aiheuttama suhina saadaan pois, kun mikrofoni asennetaan läpän päälle, ei sen viereen. Mikrofoni kannattaa asentaa myös kohdistettuna korkeisiin ääniin päin, jolloin äänen kiertomahdollisuus vähenee. Bassomikrofonin vaiheisuus on myös hyvä vaihtaa päittäin, jotta kierto vähenee.

Harmonikan sisälle asennetut mikrofonit tai kurjenkaulat eivät käytännössä kierrä, ellei niitä ole asennettu väärin. Sen sijaan kuultavaan ääneen niillä on merkitystä, sillä harmonikan ääni on erilainen häkin sisällä kuin sen ulkopuolella. Asennuksella voidaan myös vaikuttaa kuultavaan ääneen. Harmonikan sisälle asennettuja mikrofoneja voidaan kohdistaa sen mukaan, halutaanko cassotton äänet paremmin kuuluviin kuin pintaäänikertojen äänet.

Digiharmonikat

Erityisesti vuonna 2004 Rolandin markkinoille tuoma digiharmonikka ja sen jälkeläiset mullistivat perinteisien MIDI-harmonikkojen markkinat. Käytännössä uusi tuote oli niin ylivertainen, että harmonikkoihin asennettavien MIDI-laitteiden myynti lähti laskuun. Tämän takia ainakaan harmonikkojen MIDI-laitteiden kehittämistä ei kannata jatkaa loputtomiin. Läppien kolmiulotteinen skannaus olisi mahdollinen kehitysaskeleena, sillä se olisi langaton ja asennus harmonikkaan olisi erittäin nopea. Tätä ei kuitenkaan ole tuotesuunniteltu.

Rolandin digiharmonikan historia on kuitenkin paljon pitempi, mitä yleisesti luullaan. Tämän takia 2004 julkaistu V-Accordion tuli yllätyksenä monelle. Tarina alkaa jo vuonna 1964, jolloin Rolandin perustaja Ikutaro Kakehashi innostui harmonikasta NAMMin musiikkimessuilla Los Angelesissa. Kolme vuotta messujen jälkeen, Kakehashi matkusti Italiaan ja osti sieltä tuliaisina kaksi harmonikkaa ajatuksenaan kehittää elektroninen harmonikka. Kakehashi perusti Rolandin vuonna 1972 ja osti Sielin tehtaan italiasta vuonna 1988. Luigi Bruti ja Francesco Rauchi alkoivat miettiä elektronisen harmonikan rakentamista, ja Kakehashi oli luonnollisesti ideassa mukana. Vuonna 1987 Roland julkisti D50-syntetisaattorin, jonka jälkeen erilaisten syntetisaattorien kehitys otti vauhtia. Prosessorit alkoivat olla riittävän kehittyneitä, mutta meni aina 1990-luvun puoliväliin asti, jotta tekniikka oli kehittynyt niin paljon, että digitaalisen harmonikan rakentaminen olisi mahdollista. Roland aloitti digiharmonikan suunnittelun joulukuussa 1995. Tästä meni vielä yhdeksän vuotta ennen kuin V-Accordion julkaistiin. Digiharmonikkamallien kirjaimet FR ovat kunnianosoitus Francesco Rauchille.

Rolandin Ikutaro Kakehashi ja Sequentialin Dave Smith (nykysiin Dace Smith Instruments) palkittiin vuonna 2013  Grammy-palkinnolla elämänpituisesta saavutuksesta musiikkiteknologian parissa. He olivat tuoneet julkisuuteen ensimmäisen virallisen MIDI-kytkennän NAMMin messuilla vuonna 1983. MIDI kytkettiin tuolloin Sequentialin Profet 600:n ja Rolandin Jupiter 6:n välille. Käytännössä tästä alkoi sähköisten soittimien sovittaminen yhteen yhteisen tiedonsiirtojärjestelmän avulla. Myös Yamaha toi varhaisessa vaiheessa MIDI:llä varustetun syntetisaattorin, DX7:n.

Harmonikka on hankala soitin mallinnettavaksi digitaalisesti. Pianot ovat paljon yksinkertaisempia, eivätkä ne vaadi läheskään niin paljon prosessoritehoa kuin harmonikat. Harmonikoissa esimerkiksi näppäimen vapautusäänikin on erilainen riippuen onko kyseessä bandoneon tai vaikkapa musetteharmonikka – kaikki äänet on mallinnettava. Fysikaalisessa mallinnuksessa jokainen ääni hajotetaan komponentteihin, jonka jälkeen ne jälleenrakennetaan matemaattisella kaavallaan. Komponentit käyvät vuorovaikutusta toistensa kanssa ja riippuen siitä, miten soitinta soitetaan, äänen eri komponentit resonoivat keskenään yksilöllisesti. Prosessorit laskevat matemaattisin kaavoin, millainen ääni kulloinkin muodostetaan. Tämä vaatii paljon prosessoritehoa, ja Roland  valmistaakin omat prosessorinsa ja ne ovat yhteneviä valmistajan kaikissa soittimissa.

Rolandin digiharmonikkojen haasteet ovat liittyneet erityisesti palkeeseen ja näppäimiin. Niitä onkin kehitetty paljon ensimmäisen mallin jälkeen. Varsinaiset palkeet ja näppäimet Roland ostaa Italiasta muilta harmonikkaliikkeiltä, mutta kyse onkin, miltä ne tuntuvat soitossa. Palje voidaan säätää täysin ”vuotavaksi” tai se voidaan lukita paikalleen. Tästä huolimatta soittimen dynamiikka säilyy, kun laite tunnistaa käden paineen, vaikkei palje liikkuisikaan. Tähän Roland on kehittänyt mäntäratkaisun, joka liikkuu harmonikan sisällä koko ajan. Painetunnistin muuttaa ilman digitaalitiedoksi ja siten kone tietää kokoajan montako äänikertaa ja kuinka isot kielet ovat käytössä. Siitä prosessorit laskevat sekä diskantti- että bassopuolella, kuinka paljon männän tulee muuttaa palkeen ilmavirtausta. Portaattomasti säädettävä ja jatkuvasti käytössä oleva paljeherkkyys mahdollistaa entistä paremman artikulointimahdollisuuden soittajalle. Joka rekisterille voidaan määrittää oma paljefysiologiansa; hiljaisetkin äänet saadaan soimaan kauniimmin. Ilmavirtauksen yhdistäminen säveleen tuo myös oman sävynsä kuultavaan ääneen.

Rolandin digitaaliharmonikat ovat saaneet niin kehuja kuin parjaustakin varsinkin, kun kyse on näppäinkosketuksesta. Pääosin kehut tulevat siitä, että soitin on kevyt soittaa. Parjaukset puolestaan siitä, että kosketus ei vastaa perinteisen harmonikan kosketusta. Kosketusta kehitetäänkin koko ajan. Roland on sitoutunut siihen, että näppäinjärjestelmä voidaan vaihtaa mihin tahansa järjestelmään, joten apurivejä ei voi linkittää pääriveihin akustisten harmonikkojen tapaan. Tämän takia jokainen näppäin on oma jousellinen yksikkönsä. Pianoharmonikassa tätä ongelmaa siis ei ole. Näppäimistö olisi helpompi toteuttaa, mikäli maailmassa olisi käytössä vain yksi näppäinjärjestelmä.

Digitaalinen harmonikan mallinnus on mennyt niin pitkälle, että paineen muutoksella voidaan laskea myös, miten kielet soivat erilaisissa paineolosuhteissa. Esimerkiksi kovassa paineessa isojen kielien äänentaso laskee hieman. Rolandin nykyisissä malleissa on mahdollista jopa säätää kuinka paljon kielien viritystaso laskee tällaisissa olosuhteissa.

Tämän päivän teknologia on tuonut digiharmonikkoihin laajat syntetisaattoriominaisuudet ja efektit, eikä digiharmonikkoja ei tarvitse enää soittaa vain paksun kaapelin ollessa kytkettynä verkkovirtaan – soittimiin on laitettu akut. Yhdellä latauksella harmonikkaa voi soittaa noin kahdeksan tuntia. Rolandilla voi äänittää myös langattomasti esimerkiksi iPadiin ja erilaisien erityistoimintojen, kuten fadereiden, luominen on mahdollista. Loop-toiminto mahdollistaa myös päällekkäissoiton. Digiharmonikalla voidaan soittaa tietokoneelle MIDInä noin 10 eri raitaa, jotka ovat kaikki vapaasti jälkikäsiteltävissä. Välttämättä ei tarvita muuta äänigeneraattoria.

Lähteet