一種鋼琴鍵盤(pán)動(dòng)作的光電檢測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種鋼琴鍵盤(pán)動(dòng)作的光電檢測(cè)裝置，屬于音樂(lè)教學(xué)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。這種光電檢測(cè)裝置把對(duì)射式紅外光電器件、反射式紅外光電器件和光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單元設(shè)置在光電傳感器支架上，光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單元包括進(jìn)行電氣連接的光電傳感器狀態(tài)檢測(cè)單元和鋼琴琴鍵檢測(cè)主控單元。該光電檢測(cè)裝置采用基于高性?xún)r(jià)比的STM8處理器實(shí)現(xiàn)光電數(shù)字信號(hào)的獲取、處理、標(biāo)準(zhǔn)MIDI流的產(chǎn)生以及無(wú)線數(shù)據(jù)輸出。具備琴鍵狀態(tài)的自適應(yīng)設(shè)置和鋼琴琴鍵動(dòng)作的實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)的基本功能，解決了鋼琴學(xué)習(xí)裝置安裝不方便等問(wèn)題，減少硬件成本，且操作方便。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種鋼琴鍵盤(pán)動(dòng)作的光電檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鋼琴鍵盤(pán)動(dòng)作的光電檢測(cè)裝置，屬于音樂(lè)教學(xué)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)際上使用的是放置于琴鍵下面的對(duì)射式紅外光電開(kāi)關(guān)形式的信號(hào)采集裝置。信號(hào)采集器件為光發(fā)射器件、光接收器件、與琴鍵連接的遮光裝置。所述光電發(fā)射器件和光接收器件之間安置可以與琴鍵同步運(yùn)動(dòng)的遮光裝置。當(dāng)演奏鋼琴時(shí)，光發(fā)射器件、光接收器件與遮光裝置將因鍵盤(pán)相對(duì)琴架運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生通斷，結(jié)果光發(fā)射器件發(fā)出的光電信號(hào)或被光電接收器件接收或被阻擋，將彈奏狀態(tài)、時(shí)長(zhǎng)等各種鍵盤(pán)動(dòng)作參數(shù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的脈沖數(shù)字信號(hào)，以便后續(xù)電路和計(jì)算機(jī)軟件處理，并將檢測(cè)結(jié)果輸出。該項(xiàng)裝置的缺點(diǎn)主要有如下兩點(diǎn):一是安裝復(fù)雜，對(duì)安裝精度要求很高，需要專(zhuān)業(yè)人士花大量時(shí)間安裝調(diào)試，不利于推廣；二是破壞鋼琴完好性，因?yàn)橐惭b在鋼琴鍵盤(pán)下面，需要在鋼琴上打孔走線及螺絲固定等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述信號(hào)采集裝置存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種鋼琴鍵盤(pán)動(dòng)作的光電檢測(cè)裝置，該裝置能夠方便、快捷、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)鋼琴琴鍵的動(dòng)作檢測(cè)，并實(shí)時(shí)以標(biāo)準(zhǔn)MIDI格式無(wú)線上傳給上位機(jī)。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種鋼琴鍵盤(pán)動(dòng)作的光電檢測(cè)裝置，它包括與黑色琴鍵相配合的對(duì)射式紅外光電器件、與白色琴鍵相配合的反射式紅外光電器件和光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單元，所述對(duì)射式紅外光電器件的紅外光源與紅外光接收器分別固定設(shè)置在黑色琴鍵兩側(cè)的光電傳感器支架上，所述反射式紅外光電器件固定設(shè)置在白色琴鍵上方的光電傳感器支架上，所述光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單元固定設(shè)置在對(duì)射式紅外光電器件和反射式紅外光電器件上方的支架上，并與對(duì)射式紅外光電器件和反射式紅外光電器件進(jìn)行電氣連接，所述光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單元包括進(jìn)行電氣連接的光電傳感器狀態(tài)檢測(cè)單元和鋼琴琴鍵檢測(cè)主控單元。
[0005]所述光電傳感器狀態(tài)檢測(cè)單元采用光電器件的電源電路、光電器件的主控單片機(jī)電路、光電器件的LED指示電路、光電器件的反射光電管電路和光電器件的對(duì)射光電管電路進(jìn)行電氣連接。
[0006]所述鋼琴琴鍵檢測(cè)主控單元采用鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板電源電路、鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板主控MCU電路、鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板MIDI輸入電路和鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板MIDI輸出電路進(jìn)行電氣連接。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:這種光電檢測(cè)裝置把對(duì)射式紅外光電器件、反射式紅外光電器件和光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單元設(shè)置在光電傳感器支架上，光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單元包括進(jìn)行電氣連接的光電傳感器狀態(tài)檢測(cè)單元和鋼琴琴鍵檢測(cè)主控單元。該光電檢測(cè)裝置采用基于高性?xún)r(jià)比的STM8處理器實(shí)現(xiàn)光電數(shù)字信號(hào)的獲取、處理、標(biāo)準(zhǔn)MIDI流的產(chǎn)生以及無(wú)線數(shù)據(jù)輸出。具備琴鍵狀態(tài)的自適應(yīng)設(shè)置和鋼琴琴鍵動(dòng)作的實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)的基本功能，解決了鋼琴學(xué)習(xí)裝置安裝不方便等問(wèn)題，減少硬件成本，且操作方便。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是一種鋼琴鍵盤(pán)動(dòng)作的光電檢測(cè)裝置的機(jī)械原理圖。
[0009]圖2是圖1中的A-A視圖。
[0010]圖3是圖2中的B放大圖。
[0011]圖4是光電器件的電源電路圖。
[0012]圖5是光電器件的主控單片機(jī)電路圖。
[0013]圖6是光電器件的LED指示電路圖。
[0014]圖7是光電器件的反射光電管電路圖。
[0015]圖8是光電器件的對(duì)射光電管電路圖。
[0016]圖9是鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板電源電路圖。
[0017]圖10是鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板主控Μ⑶電路圖。
[0018]圖11是鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板MIDI輸入電路圖。
[0019]圖12是鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板MIDI輸出電路圖。
[0020]圖中:1、黑色琴鍵，2、對(duì)射式紅外光電器件，3、白色琴鍵，4、反射式紅外光電器件，5、光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單元，6、琴蓋，7、琴鍵支點(diǎn)。
[0021]

【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1、2、3示出了一種鋼琴鍵盤(pán)動(dòng)作的光電檢測(cè)裝置的機(jī)械原理圖。鋼琴鍵盤(pán)動(dòng)作的光電檢測(cè)裝置包括與黑色琴鍵1相配合的對(duì)射式紅外光電器件2、與白色琴鍵3相配合的反射式紅外光電器件4和光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單兀5。對(duì)射式紅外光電器件2的紅外光源與紅外光接收器分別固定設(shè)置在黑色琴鍵1兩側(cè)的光電傳感器支架上。反射式紅外光電器件4固定設(shè)置在白色琴鍵3上方的光電傳感器支架上。光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單元5固定設(shè)置在對(duì)射式紅外光電器件2和反射式紅外光電器件4上方的支架上，并與對(duì)射式紅外光電器件2和反射式紅外光電器件4進(jìn)行電氣連接。
[0023]84個(gè)琴鍵與84個(gè)紅外光電器件具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，且紅外器件不隨隨琴鍵的動(dòng)作而動(dòng)作，但光電信號(hào)將隨對(duì)應(yīng)琴鍵的位置變化而變化，該關(guān)系既反映琴鍵的動(dòng)作節(jié)奏、動(dòng)作速度以及動(dòng)作力度等信息。
[0024]圖4、5、6、7、8示出了光電傳感器狀態(tài)檢測(cè)單元的電路圖。光電傳感器狀態(tài)檢測(cè)單元采用光電器件的電源電路、光電器件的主控單片機(jī)電路、光電器件的LED指示電路、光電器件的反射光電管電路和光電器件的對(duì)射光電管電路進(jìn)行電氣連接。光電傳感器狀態(tài)檢測(cè)單元負(fù)責(zé)12路信號(hào)的檢測(cè)和轉(zhuǎn)換及處理工作。電路以STM8 CPU為核心包括光電傳感器電路、LED MIDI狀態(tài)指示電路、復(fù)位電路、電源電路等。7個(gè)同樣的檢測(cè)電路協(xié)同工作可以完成對(duì)84個(gè)鋼琴琴鍵的狀態(tài)檢測(cè)。當(dāng)有琴鍵發(fā)生動(dòng)作時(shí)，例如抬起或按下等，紅外器件不隨隨琴鍵的動(dòng)作而動(dòng)作，但光電信號(hào)將隨對(duì)應(yīng)琴鍵的位置變化而變化，光電器件能夠?qū)崟r(shí)獲取琴鍵的動(dòng)作及相應(yīng)參數(shù)，所獲取的數(shù)據(jù)參數(shù)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸送給CPU處理器進(jìn)行判斷處理。
[0025]圖9、10、11、12示出了鋼琴琴鍵檢測(cè)主控單元的電路圖。鋼琴琴鍵檢測(cè)主控單元采用鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板電源電路、鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板主控MCU電路、鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板MIDI輸入電路和鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板MIDI輸出電路進(jìn)行電氣連接。鋼琴琴鍵檢測(cè)主控單元負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)MIDI流的產(chǎn)生和無(wú)線傳輸控制等。電路以STM8 CPU為核心，包括電源電路、復(fù)位電路、EEPR0M存儲(chǔ)電路、藍(lán)牙無(wú)線傳輸電路等。主控電路通過(guò)專(zhuān)用通信接口實(shí)時(shí)接收光電傳感器檢測(cè)電路上傳的琴鍵狀態(tài)，即按下或是彈起等，并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)MIDI格式，通過(guò)無(wú)線傳輸控制模塊上傳給上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。EEPR0M存儲(chǔ)電路可根據(jù)需要實(shí)時(shí)存儲(chǔ)電路運(yùn)行過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)，保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
[0026]采用上述技術(shù)方案的光電檢測(cè)裝置，當(dāng)彈奏鋼琴時(shí)，白色琴鍵被按下時(shí)，由于白色琴鍵與光電器件的距離發(fā)生變化，光電器件收到的紅外光電信號(hào)強(qiáng)弱發(fā)生變化，將此變化的模擬電信號(hào)傳送給板載CPU進(jìn)行后續(xù)處理。當(dāng)黑色琴鍵被按下時(shí)，對(duì)射式紅外光電信號(hào)發(fā)生變化，將變化的模擬信號(hào)傳送到板載CPU進(jìn)行后續(xù)處理。經(jīng)過(guò)板載CPU處理后的琴鍵狀態(tài)數(shù)字信息傳送給上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理。該檢測(cè)裝置反映靈敏、結(jié)果精確、便于數(shù)字化，成本低，便于大范圍推廣。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼琴鍵盤(pán)動(dòng)作的光電檢測(cè)裝置，它包括與黑色琴鍵(1)相配合的對(duì)射式紅外光電器件(2)、與白色琴鍵(3)相配合的反射式紅外光電器件(4)和光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單元(5)，其特征是:所述對(duì)射式紅外光電器件(2)的紅外光源與紅外光接收器分別固定設(shè)置在黑色琴鍵(1)兩側(cè)的光電傳感器支架上，所述反射式紅外光電器件(4)固定設(shè)置在白色琴鍵(3)上方的光電傳感器支架上，所述光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單元(5)固定設(shè)置在對(duì)射式紅外光電器件(2)和反射式紅外光電器件(4)上方的支架上,并與對(duì)射式紅外光電器件(2)和反射式紅外光電器件(4)進(jìn)行電氣連接，所述光電檢測(cè)數(shù)據(jù)處理單元(5)包括進(jìn)行電氣連接的光電傳感器狀態(tài)檢測(cè)單元和鋼琴琴鍵檢測(cè)主控單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼琴鍵盤(pán)動(dòng)作的光電檢測(cè)裝置，其特征是:所述光電傳感器狀態(tài)檢測(cè)單元采用光電器件的電源電路、光電器件的主控單片機(jī)電路、光電器件的LED指示電路、光電器件的反射光電管電路和光電器件的對(duì)射光電管電路進(jìn)行電氣連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼琴鍵盤(pán)動(dòng)作的光電檢測(cè)裝置，其特征是:所述鋼琴琴鍵檢測(cè)主控單元采用鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板電源電路、鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板主控MCU電路、鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板MIDI輸入電路和鋼琴琴鍵檢測(cè)的接口板MIDI輸出電路進(jìn)行電氣連接。
【文檔編號(hào)】G10H1/34GK204045198SQ201420486847
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】劉再新 申請(qǐng)人:大連佳音科技有限公司