機械鋼琴彈奏信息的采集裝置及采集方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了機械鋼琴彈奏信息的采集裝置，其包括光電反射開關和微處理器，光電反射開關包括發(fā)射頭和接收頭，光電反射開關將該光電反射開關與一個琴鍵的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面之間的距離轉(zhuǎn)化為電信號，微處理器連接光電反射開關，微處理器中預設有閾值，微處理器檢測光電反射開關的電信號強度變化并計算變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值，當差值絕對值達到或大于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵由彈起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘聪聽顟B(tài)。本發(fā)明機械鋼琴彈奏信息的采集裝置和采集方法在不對現(xiàn)有機械鋼琴進行改造的基礎上能夠?qū)C械鋼琴彈奏過程中的機械運動準確的轉(zhuǎn)變成為電信號，從而實現(xiàn)對傳統(tǒng)機械鋼琴彈奏信息的采集。
【專利說明】機械鋼琴彈奏信息的采集裝置及采集方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械鋼琴學習輔助工具及方法，尤其涉及一種機械鋼琴彈奏信息的采集裝置及使用該采集裝置進行機械鋼琴彈奏信息采集的方法。
【背景技術】
[0002]在此處鍵入【背景技術】描述段落。鋼琴是源自西洋古典音樂中的一種鍵盤樂器，由88個琴鍵和金屬弦音板組成，普遍用于獨奏、重奏、伴奏等演出，作曲和排練音樂十分方便。彈奏者通過按下鍵盤上的琴鍵，牽動鋼琴里面包著絨氈的小木槌，繼而敲擊鋼絲弦發(fā)出聲音。鋼琴被稱為樂器之王。這不僅是由于它的體積最大、內(nèi)部結(jié)構(gòu)最復雜，更主要的還是由于它優(yōu)良全面的性能和廣泛的用途都是其他任何樂器無法與之相比擬的。
[0003]目前的鋼琴種類基本分為電子鋼琴和機械鋼琴，電子鋼琴是電聲樂器，而機械鋼琴則是純粹的機械物理發(fā)聲，琴弦震動，琴箱共鳴而產(chǎn)生的。雖然目前電子鋼琴以其實用性和性價比優(yōu)勢比較受用戶的青睞，但是機械鋼琴以其真實的發(fā)音效果和完美的彈奏手感是電子鋼琴無法取代的。特別是接受系統(tǒng)的鋼琴學習時，機械鋼琴仍然是學習的難點和重點。
[0004]傳統(tǒng)的機械鋼琴學習存在一個難點，就是機械鋼琴的演奏信息無法客觀的采集，通常都需要老師在旁邊不間斷的聆聽，通過發(fā)出的聲音來判斷學員是否彈錯，而后及時的指出錯誤并指導更正。這就帶來了幾個問題，第一，指導老師不可能一直陪伴在學員身邊，學員獨自練習機械鋼琴的過程中，其彈奏的錯誤就無人及時發(fā)現(xiàn)指出。第二，指導老師的記憶力是有限的，可能無法記住學員彈奏過程中每個錯誤的彈奏動作，可能會漏掉許多不明顯的錯誤，對學生扎實系統(tǒng)的學習是不利的。
[0005]如果要及時發(fā)現(xiàn)彈奏過程中出現(xiàn)的問題，就要能夠?qū)椬嘈畔⑦M行采集，而后再將采集的信息與正確信息進行比對糾錯，機械鋼琴沒有電信號的輸出，因此無法采集彈奏信息。這就需要一種裝置及方法在不破壞性機械鋼琴結(jié)構(gòu)的基礎上，能夠?qū)C械鋼琴彈奏信息進行準確的采集。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種能夠準確采集機械鋼琴彈奏信息的裝置及采用該裝置對機械鋼琴彈奏信息進行采集的方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明機械鋼琴彈奏信息的采集裝置包括光電反射開關和微處理器，光電反射開關包括發(fā)射頭和接收頭，所述的一個光電反射開關的發(fā)射頭和接收頭朝向一個琴鍵的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面，光電反射開關將該光電反射開關與一個琴鍵的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面之間的距離轉(zhuǎn)化為電信號，該電信號強度與距離成正相關或負相關，微處理器連接光電反射開關，微處理器中預設有閾值，針對每個琴鍵，微處理器記錄該琴鍵在未按下狀態(tài)時光電反射開關的電信號強度并邏輯判斷該琴鍵處于彈起狀態(tài)，微處理器檢測光電反射開關的電信號強度變化并計算變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值達到或大于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵由彈起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘聪聽顟B(tài)，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值小于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵繼續(xù)保持彈起狀態(tài)或由按下狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椘馉顟B(tài)，微處理器發(fā)出反映該琴鍵處于按下狀態(tài)或彈起狀態(tài)的數(shù)字信號。
[0008]采用以上設計，光電反射開關可以將機械鋼琴琴鍵的運動轉(zhuǎn)換為電信號強度的變化，比如為電壓值的變化。針對每個琴鍵，微處理器記錄該琴鍵在未按下狀態(tài)時光電反射開關的電信號強度并默認的邏輯判斷該琴鍵處于彈起狀態(tài)；微處理器檢測光電反射開關的電信號強度變化并計算變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值，該差值能夠反映琴鍵被按下后離初始位置的運動距離。當琴鍵的運動距離未達到一定數(shù)值時，可以認為該琴鍵仍然保持彈起的狀態(tài)；當琴鍵的運動距離達到或超過一定數(shù)值時，可以認為該琴鍵被按下；當琴鍵的運動距離重新小于一定數(shù)值時，可以認為該琴鍵回復到彈起狀態(tài)；因此微處理器中預設有的閾值為反映該琴鍵在按下狀態(tài)或彈起狀態(tài)之間改變的距離。將計算得到電信號強度變化的差值絕對值與閾值進行比較，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值達到或大于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵由彈起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘聪聽顟B(tài)，微處理器發(fā)出該琴鍵處于按下狀態(tài)的數(shù)字信號；當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值小于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵繼續(xù)保持彈起狀態(tài)或由按下狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椘馉顟B(tài)，微處理器發(fā)出該琴鍵處于彈起狀態(tài)的數(shù)字信號。從而實現(xiàn)將機械鋼琴彈奏信息數(shù)字化的過程。同時，可以根據(jù)不同型號的機械鋼琴及光電反射開關具體設置位置預設不同的閾值，以適應不同型號的鋼琴。也可以同時為不同的琴鍵定義多個不同閾值。由于計算的是電信號變化的差值，而不是單點值，即使光電反射開關發(fā)生老化，導致檢測的電信號強度發(fā)生改變，計算出的差值仍然不會改變，因此通過差值進行彈起狀態(tài)和按下狀態(tài)邏輯判斷的準確度仍然不會發(fā)生錯誤。
[0009]本發(fā)明的機械鋼琴彈奏信息的采集裝置還包括支撐板，支撐板可拆卸的固定在鋼琴外殼或鋼琴琴箱內(nèi)，光電反射開關固定在支撐板上，當支撐板固定后各個光電反射開關的發(fā)射頭和接收頭朝向各個琴鍵的外表面或琴鍵聯(lián)動部件的外表面。將全部的光電反射開關設置在支撐板上，使用的時候只需要直接將支撐板固定在鋼琴外殼或鋼琴琴箱內(nèi)，這樣可以實現(xiàn)采集裝置獨立于機械鋼琴的快速拆裝并且在使用時光電反射開關位置穩(wěn)定。
[0010]本發(fā)明的支撐板可拆卸的水平的固定在琴箱內(nèi)琴鍵聯(lián)動部件的上方，光電反射開關發(fā)射頭和接收頭朝向琴鍵聯(lián)動部件的上表面。使用的時候，打開琴箱，放入支撐板，使得帶光電反射開關的一面朝向琴鍵聯(lián)動部件，并且每個光電反射開關發(fā)射頭和接收頭分別對應一個琴鍵聯(lián)動部件。假設電信號為電壓值舉例說明，當使用者架設好設備后，在未按下琴鍵時，針對每個琴鍵，微處理器記錄此時的光電反射開關的電壓值(定義為初始電壓值)并邏輯判斷該琴鍵處于彈起狀態(tài)；當使用者按下琴鍵，琴鍵聯(lián)動部件向上運動靠向光電反射開關，隨著琴鍵聯(lián)動部件與光電反射開關之間距離的減小，光電反射開關向微處理器發(fā)出的電壓值增大，微處理器計算此時電壓值和初始電壓值之間的差值，當差值的絕對值小于閾值的時候，則判斷該琴鍵仍然處于彈起狀態(tài)，當差值的絕對值等于或大于閾值的時候，則判斷該琴鍵由彈起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘聪聽顟B(tài)。當使用者放開琴鍵，琴鍵彈起，琴鍵聯(lián)動部件向下運動遠離光電反射開關，光電反射開關向微處理器發(fā)出的電壓值減小，當差值重新小于閾值的時候，則判斷該琴鍵由按下狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椘馉顟B(tài)。[0011]本發(fā)明的光電反射開關的數(shù)量與鋼琴琴鍵的數(shù)量一致，每個光電反射開關對應一個琴鍵的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面。對于傳統(tǒng)的機械鋼琴，一般由88個琴鍵，可以采用88個光電反射開關分別對準每個琴鍵進行采集。這樣可以對全部的琴鍵進行彈奏信息采集。
[0012]本發(fā)明的微處理器為單片機。
[0013]本發(fā)明的微處理器以串口的方式對外發(fā)出反映該琴鍵處于按下狀態(tài)或彈起狀態(tài)的數(shù)字信號?？梢灾苯优c平板電腦或臺式電腦的USB接口連接，以供相關軟件進行分析。
[0014]機械鋼琴彈奏信息的采集方法，包括如下步驟，步驟1:確定需要采集的鋼琴琴鍵數(shù)目；步驟2:將與需要采集的鋼琴琴鍵數(shù)目相等的光電反射開關分別對準每個琴鍵的外表面或琴鍵聯(lián)動部件的外表面；步驟3:每個光電反射開關將該光電反射開關與其對準的琴鍵外表面或琴鍵聯(lián)動部件外表面之間的距離轉(zhuǎn)化為電信號，根據(jù)光電反射開關安裝位置，該電信號強度與距離成正相關或負相關；步驟4:琴鍵在未按下狀態(tài)時，各個光電反射開關將電信號發(fā)送給微處理器，微處理器記錄各個光電反射開關的電信號強度并邏輯判斷琴鍵處于彈起狀態(tài)；步驟5:微處理器中預設有閾值，微處理器針對每個琴鍵檢測光電反射開關的電信號強度變化并計算變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值達到或大于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵由彈起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘聪聽顟B(tài)，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值小于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵繼續(xù)保持彈起狀態(tài)或由按下狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椘馉顟B(tài)；步驟6:微處理器發(fā)出反映各個琴鍵處于按下狀態(tài)或彈起狀態(tài)的數(shù)字信號。
[0015]本發(fā)明方法步驟2中所述的光電反射開關設置于支撐板上，將帶有光電反射開關的支撐板可拆卸的固定在鋼琴琴箱內(nèi)，與需要采集的鋼琴琴鍵數(shù)目相等的光電反射開關分別對準每個琴鍵的外表面或琴鍵聯(lián)動部件的外表面。
[0016]本發(fā)明方法所述的支撐板可拆卸的水平的固定在琴箱內(nèi)琴鍵聯(lián)動部件的上方，光電反射開關發(fā)射頭和接收頭朝向琴鍵聯(lián)動部件的上表面。
[0017]本發(fā)明方法所述的微處理器為單片機。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明機械鋼琴彈奏信息的采集裝置和采集方法在不對現(xiàn)有機械鋼琴進行改造的基礎上，僅需可拆卸的使用一個簡單的裝置，就能夠?qū)C械鋼琴彈奏過程中的機械運動準確的轉(zhuǎn)變成為電信號，從而實現(xiàn)對傳統(tǒng)機械鋼琴彈奏信息的采集，這些信息可以提供給后續(xù)處理軟件進行分析處理，比如進行教學分析所用。
[0019]【專利附圖】

【附圖說明】
下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
圖1為本發(fā)明機械鋼琴彈奏信息的采集裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明機械鋼琴彈奏信息的采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明機械鋼琴彈奏信息的采集裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
以下對本發(fā)明說明書附圖中各部件編號進行說明:
I 光電反射開關；
11——發(fā)射頭；
12——接收頭； 2—微處理器；
3——琴鍵；
4——支撐板。
[0020]【具體實施方式】
如圖1、2、3所示，本發(fā)明機械鋼琴彈奏信息的采集裝置包括光電反射開關I和微處理器
2,光電反射開關I包括發(fā)射頭11和接收頭12,所述的一個光電反射開關I的發(fā)射頭11和接收頭朝12向一個琴鍵3的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面，光電反射開關將該光電反射開關與一個琴鍵的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面之間的距離轉(zhuǎn)化為電信號，該電信號強度與距離成正相關或負相關，微處理器2連接光電反射開關1，微處理器2中預設有閾值，針對每個琴鍵3，微處理器2記錄該琴鍵在未按下狀態(tài)時光電反射開關I的電信號強度并邏輯判斷該琴鍵處于彈起狀態(tài)，微處理器2檢測光電反射開關I的電信號強度變化并計算變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值達到或大于閾值時，微處理器2邏輯判斷該琴鍵3由彈起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘聪聽顟B(tài)，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值小于閾值時，微處理器2邏輯判斷該琴鍵繼續(xù)保持彈起狀態(tài)或由按下狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椘馉顟B(tài)，微處理器2發(fā)出反映該琴鍵處于按下狀態(tài)或彈起狀態(tài)的數(shù)字信號。
[0021]采用以上設計，光電反射開關可以將機械鋼琴琴鍵的運動轉(zhuǎn)換為電信號強度的變化，比如為電壓值的變化。針對每個琴鍵，微處理器記錄該琴鍵在未按下狀態(tài)時光電反射開關的電信號強度并默認的邏輯判斷該琴鍵處于彈起狀態(tài)；
微處理器檢測光電反射開關的電信號強度變化并計算變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值，該差值能夠反映琴鍵被按下后離初始位置的運動距離。當琴鍵的運動距離未達到一定數(shù)值時，可以認為該琴鍵仍然保持彈起的狀態(tài)；當琴鍵的運動距離達到或超過一定數(shù)值時，可以認為該琴鍵被按下；當琴鍵的運動距離重新小于一定數(shù)值時，可以認為該琴鍵回復到彈起狀態(tài)；因此微處理器中預設有的閾值為反映該琴鍵在按下狀態(tài)或彈起狀態(tài)之間改變的距離。將計算得到電信號強度變化的差值絕對值與閾值進行比較，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值達到或大于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵由彈起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘聪聽顟B(tài)，微處理器發(fā)出該琴鍵處于按下狀態(tài)的數(shù)字信號；當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值小于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵繼續(xù)保持彈起狀態(tài)或由按下狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椘馉顟B(tài)，微處理器發(fā)出該琴鍵處于彈起狀態(tài)的數(shù)字信號。從而實現(xiàn)將機械鋼琴彈奏信息數(shù)字化的過程。同時，可以根據(jù)不同型號的機械鋼琴及光電反射開關具體設置位置預設不同的閾值，以適應不同型號的鋼琴。也可以同時為不同的琴鍵定義多個不同閾值。由于計算的是電信號變化的差值，而不是單點值，即使光電反射開關發(fā)生老化，導致檢測的電信號強度發(fā)生改變，計算出的差值仍然不會改變，因此通過差值進行彈起狀態(tài)和按下狀態(tài)邏輯判斷的準確度仍然不會發(fā)生錯誤。
[0022]本發(fā)明的機械鋼琴彈奏信息的采集裝置還包括支撐板4，支撐板4可拆卸的固定在鋼琴外殼或鋼琴琴箱內(nèi)，光電反射開關I固定在支撐板4上，當支撐板4固定后光電反射開關I的發(fā)射頭11和接收頭12朝向一個琴鍵3的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面。將全部的光電反射開關I設置在支撐板4上，使用的時候只需要直接將支撐板4固定在鋼琴外殼或鋼琴琴箱內(nèi)，這樣可以實現(xiàn)采集裝置獨立于機械鋼琴的快速拆裝并且在使用時光電反射開關位置穩(wěn)定。
[0023]本發(fā)明的支撐板4可拆卸的水平的固定在琴箱內(nèi)琴鍵聯(lián)動部件的上方，光電反射開關I發(fā)射頭11和接收頭12朝向琴鍵聯(lián)動部件的上表面。使用的時候，打開琴箱，放入支撐板，使得帶光電反射開關的一面朝向琴鍵聯(lián)動部件，并且每個光電反射開關發(fā)射頭和接收頭分別對應一個琴鍵聯(lián)動部件。假設電信號為電壓值舉例說明，當使用者架設好設備后，在未按下琴鍵時，針對每個琴鍵，微處理器記錄此時的光電反射開關的電壓值(定義為初始電壓值)并邏輯判斷該琴鍵處于彈起狀態(tài)；當使用者按下琴鍵，琴鍵聯(lián)動部件向上運動靠向光電反射開關，隨著琴鍵聯(lián)動部件與光電反射開關之間距離的減小，光電反射開關向微處理器發(fā)出的電壓值增大，微處理器計算此時電壓值和初始電壓值之間的差值，當差值的絕對值小于閾值的時候，則判斷該琴鍵仍然處于彈起狀態(tài)，當差值的絕對值等于或大于閾值的時候，則判斷該琴鍵由彈起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘聪聽顟B(tài)。當使用者放開琴鍵，琴鍵彈起，琴鍵聯(lián)動部件向下運動遠離光電反射開關，光電反射開關向微處理器發(fā)出的電壓值減小，當差值重新小于閾值的時候，則判斷該琴鍵由按下狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椘馉顟B(tài)。
[0024]本發(fā)明的光電反射開關I的數(shù)量與鋼琴琴鍵3的數(shù)量一致，每個光電反射開關I對應一個琴鍵3的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面。對于傳統(tǒng)的機械鋼琴，一般由88個琴鍵，可以采用88個光電反射開關分別對準每個琴鍵進行采集。這樣可以對全部的琴鍵進行彈奏信息采集。光電反射開關的個數(shù)可以由機械鋼琴的琴鍵個數(shù)決定。
[0025]本發(fā)明的微處理器2為單片機。微處理器的個數(shù)可以為一個也可以為多個，主要以微處理器的處理能力和接口個數(shù)決定，一般一個采集機構(gòu)可以具有多個微處理器，每個微處理器負責檢查若干個光電反射開關，這樣就可以使用多個低成本的微處理器來對整個機械鋼琴鍵盤進行采集。
[0026]本發(fā)明的微處理器2以串口的方式對外發(fā)出反映該琴鍵處于按下狀態(tài)或彈起狀態(tài)的數(shù)字信號?？梢灾苯优c平板電腦或臺式電腦的USB接口連接，以供相關軟件進行分析。
[0027]機械鋼琴彈奏信息的采集方法，包括如下步驟，步驟1:確定需要采集的鋼琴琴鍵數(shù)目；步驟2:將與需要采集的鋼琴琴鍵數(shù)目相等的光電反射開關分別對準每個琴鍵的外表面或琴鍵聯(lián)動部件的外表面；步驟3:每個光電反射開關將該光電反射開關與其對準的琴鍵外表面或琴鍵聯(lián)動部件外表面之間的距離轉(zhuǎn)化為電信號，根據(jù)光電反射開關安裝位置，該電信號強度與距離成正相關或負相關；步驟4:琴鍵在未按下狀態(tài)時，各個光電反射開關將電信號發(fā)送給微處理器，微處理器記錄各個光電反射開關的電信號強度并邏輯判斷琴鍵處于彈起狀態(tài)；步驟5:微處理器中預設有閾值，微處理器針對每個琴鍵檢測光電反射開關的電信號強度變化并計算變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值達到或大于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵由彈起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘聪聽顟B(tài)，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值小于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵繼續(xù)保持彈起狀態(tài)或由按下狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椘馉顟B(tài)；步驟6:微處理器發(fā)出反映各個琴鍵處于按下狀態(tài)或彈起狀態(tài)的數(shù)字信號。
[0028]本發(fā)明方法步驟2中所述的光電反射開關設置于支撐板上，將帶有光電反射開關的支撐板可拆卸的固定在鋼琴琴箱內(nèi)，與需要采集的鋼琴琴鍵數(shù)目相等的光電反射開關分別對準每個琴鍵的外表面或琴鍵聯(lián)動部件的外表面。
[0029]本發(fā)明方法所述的支撐板可拆卸的水平的固定在琴箱內(nèi)琴鍵聯(lián)動部件的上方，光電反射開關發(fā)射頭和接收頭朝向琴鍵聯(lián)動部件的上表面。
[0030]本發(fā)明方法所述的微處理器為單片機。
[0031 ] 本發(fā)明中的反射光電開關可以使用市售TCRT5000反射光電開關實現(xiàn)，該紅外傳感器具有非接觸、焊接方便、性能穩(wěn)定、價格適中。該反射光電開關會對采集的電壓進行整形和濾波后送往微處理器。
[0032]微處理器可以使用市售南通國芯微電子公司的STC12C5608AD單片機。
[0033]本發(fā)明反射光電開關所采集的電信號可以為電壓、電流或其他能夠?qū)⒎瓷涔怆婇_關與一個琴鍵的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面之間的距離進行反映的信號。該電信號的強度與所反映的距離成正相關還是負相關主要由反射光電開關安裝位置以及計算函數(shù)決定，距離與電信號強度的函數(shù)為單調(diào)函數(shù)。
[0034]本發(fā)明中所述的琴鍵聯(lián)動部件為機械鋼琴的一個部件，要求該部件與琴鍵直接或間接的傳動連接，其能夠隨著琴鍵的運動而運動，從而反映琴鍵的運動狀態(tài)。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.機械鋼琴彈奏信息的采集裝置，其特征在于:其包括光電反射開關和微處理器，光電反射開關包括發(fā)射頭和接收頭，所述的一個光電反射開關的發(fā)射頭和接收頭朝向一個琴鍵的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面，光電反射開關將該光電反射開關與一個琴鍵的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面之間的距離轉(zhuǎn)化為電信號，該電信號強度與距離成正相關或負相關，微處理器連接光電反射開關，微處理器中預設有閾值，針對每個琴鍵，微處理器記錄該琴鍵在未按下狀態(tài)時光電反射開關的電信號強度并邏輯判斷該琴鍵處于彈起狀態(tài)，微處理器檢測光電反射開關的電信號強度變化并計算變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值達到或大于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵由彈起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘聪聽顟B(tài)，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值小于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵繼續(xù)保持彈起狀態(tài)或由按下狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椘馉顟B(tài)，微處理器發(fā)出反映該琴鍵處于按下狀態(tài)或彈起狀態(tài)的數(shù)字信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械鋼琴彈奏信息的采集裝置，其特征在于:所述的機械鋼琴彈奏信息的采集裝置還包括支撐板，支撐板可拆卸的固定在鋼琴外殼或鋼琴琴箱內(nèi)，光電反射開關固定在支撐板上，當支撐板固定后一個光電反射開關的發(fā)射頭和接收頭朝向一個琴鍵的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機械鋼琴彈奏信息的采集裝置，其特征在于:所述的支撐板可拆卸的水平的固定在琴箱內(nèi)琴鍵聯(lián)動部件的上方，光電反射開關發(fā)射頭和接收頭朝向琴鍵聯(lián)動部件的上表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的任一機械鋼琴彈奏信息的采集裝置，其特征在于:所述的光電反射開關的數(shù)量與鋼琴琴鍵的數(shù)量一致，每個光電反射開關對應一個琴鍵的外表面或一個琴鍵聯(lián)動部件的外表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的任一機械鋼琴彈奏信息的采集裝置，其特征在于:所述的微處理器為單片機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的任一機械鋼琴彈奏信息的采集裝置，其特征在于:所述的微處理器以串口的方式對外發(fā)出反映該琴鍵處于按下狀態(tài)或彈起狀態(tài)的數(shù)字信號。
7.機械鋼琴彈奏信息的采集方法，其特征在于:步驟1:確定需要采集的鋼琴琴鍵數(shù)目；步驟2:將與需要采集的鋼琴琴鍵數(shù)目相等的光電反射開關分別對準每個琴鍵的外表面或琴鍵聯(lián)動部件的外表面；步驟3:每個光電反射開關將該光電反射開關與其對準的琴鍵外表面或琴鍵聯(lián)動部件外表面之間的距離轉(zhuǎn)化為電信號，根據(jù)光電反射開關安裝位置，該電信號強度與距離成正相關或負相關；步驟4:琴鍵在未按下狀態(tài)時，各個光電反射開關將電信號發(fā)送給微處理器，微處理器記錄各個光電反射開關的電信號強度并邏輯判斷琴鍵處于彈起狀態(tài)；步驟5:微處理器中預設有閾值，微處理器針對每個琴鍵檢測光電反射開關的電信號強度變化并計算變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值，當變化后的電信號強度 和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值達到或大于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵由彈起狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘聪聽顟B(tài)，當變化后的電信號強度和未按下狀態(tài)時的電信號強度之間的差值絕對值小于閾值時，微處理器邏輯判斷該琴鍵繼續(xù)保持彈起狀態(tài)或由按下狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椘馉顟B(tài)；步驟6:微處理器發(fā)出反映各個琴鍵處于按下狀態(tài)或彈起狀態(tài)的數(shù)字信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機械鋼琴彈奏信息的采集方法，其特征在于:步驟2中所述的光電反射開關設置于支撐板上，將帶有光電反射開關的支撐板可拆卸的固定在鋼琴琴箱內(nèi)，與需要采集的鋼琴琴鍵數(shù)目相等的光電反射開關分別對準每個琴鍵的外表面或琴鍵聯(lián)動部件的外表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機械鋼琴彈奏信息的采集方法，其特征在于:所述的支撐板可拆卸的水平的固定在琴箱內(nèi)琴鍵聯(lián)動部件的上方，光電反射開關發(fā)射頭和接收頭朝向琴鍵聯(lián)動部件的上表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9所述的任一機械鋼琴彈奏信息的采集方法，其特征在于:所述的微處理器為單片機。`
【文檔編號】G10G3/00GK103778905SQ201310072529
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月7日
【發(fā)明者】林崢嶸 申請人:福州飛翔音樂電子科技有限公司