¿Qué es y cómo funciona un teclado MIDI para producir música?

Los teclados MIDI llevan entre nosotros desde principios de los 80, se han convertido en uno de los instrumentos más utilizados para quienes se dedican a la producción de música por ordenador, tanto nivel de aficionado como uso profesional. En este artículo os vamos a explicar cómo funcionan estos periféricos, con los cuales se han llegado a producir grandes melodías y canciones durante las tres últimas décadas.

Uno de los hitos de la electrónica más famosos fue la aparición del radio-transistor, la cual eliminó por completo del mercado a las viejas radios mueble. Un proceso que ocurrió con la aparición de los teclados MIDI a principios de los 80. Ya que ya no era necesario tener un enorme piano en casa, además estos pianos compactos basados en electrónica pura y dura podían emular cualquier tipo de sonido y hacer virguerías que no son posibles en un piano convencional.

Se trata de uno de los periféricos más apasionantes de todos y casi tres décadas después se siguen utilizando para producir música, para lo cual siguen funcionando igual que el primer día. Pero, ¿Cuál es su arquitectura interna?

Primero de todo, estamos hablando de un teclado

Teclados MIDI notas frecuencia

Un teclado MIDI, independientemente de la cantidad de teclas que este tiene se trata como su nombre dice de un teclado, y si nos perdonáis la perogrullada esto es importante por el hecho que el estándar MIDI asigna 128 valores distintos a cada una de las teclas del piano, lo que se traduce en 11 octavas de 12 notas distintas. En la que cada octava reúne las siguientes notas: Do, Do Sostenido, Re, Re Sostenido, Mi, Fa, Fa Sostenido, Sol, Sol Sostenido, La, La Sostenido y Si.

Tabla notas teclados MIDI

La única excepción a esto es la undécima octava donde las notas Sol, Sol Sostenido, La, La Sostenido y Si no están incluidas. En cada octava el valor de frecuencia de las diferentes notas se duplica si subimos una octava hacia arriba y por tanto hacía la derecha del teclado MIDI. En el caso de que vayamos en sentido contrario entonces la frecuencia de cada nota se reduce a la mitad. Dicho de otra manera, cuanto más a la izquierda del teclado más graves sonarán las notas y cuanto más a la derecha más agudas.

¿Cómo captan las notas los teclados MIDI?

Multiplexor

El funcionamiento de un teclado MIDI es similar al de un teclado, pero con la diferencia que tiene la capacidad de captar la pulsación de varias teclas al mismo tiempo. Esto es lo que llamamos polifonía en un teclado MIDI. Lo cual es esencial, ya que en la vida real, podemos hacer que suenen varias teclas del piano al mismo tiempo para generar acordes musicales.

Debido a que cada nota tiene un valor de 7 bits, el hecho de tocar varias notas al mismo tiempo supone varios bits de entrada en el procesador encargado de sintetizar el sonido, este chip es el mismo tipo de chip que el que existe en las tarjetas de sonido, pero con una diferencia, no reciben las notas a interpretar de un programa creado por la CPU, sino por las teclas pulsadas por los usuarios.

Chip de sonido PSG

Un truco que se hace para reducir costes es utilizar un registro de desplazamiento, el cual es un tipo de memoria que cuando recibe un nuevo dato lo que hace es sacar por su puerto de salida el dato más antiguo. Por lo que el nuevo dato desplaza al anterior. De esta manera las diferentes notas que se tocan son almacenadas en memoria, pero sus datos se transmiten de una en una al sintetizador, el cual interpreta cada una de las notas según el canal que se utiliza.

La cantidad de canales dependerá del chip de sonido utilizado en el teclado MIDI, mientras mantengamos pulsada una tecla, el canal o voz correspondiente a dicha tecla se mantendrá activo y no será ocupado por ninguna otra nota a no ser que levantemos el dedo. Momento en el cual otra onda que le llegue ocupará su lugar.

La importancia del tempo

Metronomo

Dado que un teclado MIDI se comunica con otros dispositivos, ya sea con sus propios altavoces para generar música desde el propio teclado como a una entrada MIDI, este no solo ha de tener la capacidad de transmitir cada nota, sino cuando se toca cada una y la duración de las mismas..

En un teclado alfanumérico cuando pulsamos una tecla lo que enviamos es una señal de dicha tecla, de tal manera que si dejamos pulsado la tecla “a” entonces veremos escrito en pantalla “aaaaaa” que se interpretará como varias pulsaciones seguidas, en música aparte de las notas distintas tenemos también la duración de cada una de las notas, lo que es el tempo o lo que llamamos compás, que es lo que el tiempo que dura una nota negra en el pentagrama, derivando el resto de notas del tiempo de una negra.

Notas duración

Así pues una corchea dura la mitad del periodo de una negra, una semicorchea la mitad de una corchea y por tanto una cuarta parte de una negra, etc. También existen notas de mayor duración como la blanca que dura el doble de tiempo que una negra e incluso silencios. ¿La realidad? Todo el tiempo de una canción está marcado por el periodo que dura una nota negra.

Para contar el tiempo hemos de saber diferenciar entre el tiempo absoluto y el relativo. Cuando hablamos de tiempo absoluto estamos hablando de duraciones de tiempo exactas que hemos aceptado para poder comunicar el tiempo entre nosotros, por lo que no estamos refiriendo a los segundos, minutos y horas. El tiempo relativo en cambio es distinto y se puede decir que cada pieza musical tiene su propio tiempo relativo, no solo a nivel de partitura, sino también a nivel de la interpretación que realice cada músico.

Medición del tiempo en teclados MIDI

MIDI Clock

Los teclados MIDI pueden interpretar el tiempo de dos maneras distintas, uno de ellos relativo y otro absoluto. Cuando hablamos del tiempo relativo lo que hace el teclado MIDI es enviar un mensaje de duración de 24 veces por la duración de cada nota negra.

El tiempo relativo es también conocido como MIDI Clock y en los orígenes se utilizó para cajas de ritmo y secuenciadores. Este ha evolucionado hasta ser integrado en todos los sistemas. Su existencia permite hacer cosas como ajustar la velocidad de los loops, sincronizar pistas y secuenciadores. Por lo que permite sincronizar varios aparatos.

El tiempo absoluto en cambio viene marcado por el estándar SMPTE de televisión, este creo para sincronizar la música con imagen para televisión. En especial para que las melodías concordaran con las imágenes. A día de hoy esto no se utiliza, ya que tenemos software que hace esto sin necesidad de este sistema, pero originalmente era necesario para la televisión en directo.

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