一種自適應安裝的鋼琴演奏動作檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及音樂教學設備技術領域，特別是涉及一種鋼琴鍵盤動作的檢測裝置。
【背景技術】
[0002]目前國際上使用的是放置于琴鍵下面的對射式紅外光電開關形式的信號釆集裝置。信號采集器件為光發射器件、光接收器件、與琴鍵連接的遮光裝置。所述光電發射器件和光接收器件之間安置可以與琴鍵同步運動的遮光裝置。當演奏鋼琴時，光發射器件、光接收器件與遮光裝置將因鍵盤相對琴架運動而產生通斷，結果光發射器件發出的光電信號或被光電接收器件接收或被阻擋，將彈奏狀態、時長等各種鍵盤動作參數轉換為相應的脈沖數字信號，以使后續電路和計算機軟件處理，并將檢測結果輸出。
[0003]發明人在進行本發明時發現，現有技術的裝置存在以下缺點:一是安裝復雜，對安裝精度要求很高，需要專業人士花大量時間安裝調試，不利于推廣;二是破壞鋼琴完好性，因為要安裝在鋼琴鍵盤下面，需要在鋼琴上打孔走線及螺絲固定等。
【發明內容】
[0004](一)要解決的技術問題
[0005]本發明要解決的技術問題是提供自適應安裝的鋼琴演奏動作檢測裝置，以克服現有技術安裝復雜、破壞鋼琴完好性的缺陷。
[0006](二)技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供一種鋼琴鍵盤動作的檢測裝置，所述裝置包括檢測信號采集器件、光電信號數據處理電路、琴鍵動作數據處理電路和無線數據傳輸電路;所述檢測信號采集器件、光電信號數據處理電路、琴鍵動作數據處理電路和無線數據傳輸電路依次進行電氣連接；
[0008]所述檢測信號采集器件與琴架和琴鍵相對固定，用于采集琴鍵的狀態信息，并將所述琴鍵的狀態信息通過紅外光電信號輸出；
[0009]所述光電信號數據處理電路用于接收對應的紅外光電信號，并將所述紅外光電信號進行數字化后生成琴鍵動作信號；
[0010]所述琴鍵動作數據處理電路用于接收所述琴鍵動作信號并進行相應處理；
[0011]所述無線數據傳輸電路用于將所述所述琴鍵動作數據處理電路相應處理后的數據發送至上位機。
[0012]其中，所述檢測信號采集器件包括與黑色琴鍵相配合的對射式紅外光電器件和與白色琴鍵相配合的反射式紅外光電器件，所述對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置在黑色琴鍵兩側的光電傳感器支架上，所述反射式紅外光電器件固定設置在白色琴鍵上方的光電傳感器支架上;所述對射式紅外光電器件和反射式紅外光電器件不隨琴鍵的動作而動作。
[0013]其中，所述對射式紅外光電器件為35組，每組兩個，分別與鋼琴大字一組至小字四組中的35個黑色琴鍵一一對應;所述反射式紅外光電器件為49個，分別與鋼琴大字一組至小字四組的49個白色琴鍵——對應。
[0014]其中，所述光電信號數據處理電路和琴鍵動作數據處理電路采用STM8單片機。
[0015]其中，所述檢測信號采集器件輸出的紅外光電信號直接接入所述STM8單片機。
[0016]其中，所述裝置還包括指示電路，所述指示電路用于對按鍵的動作進行指示。
[0017]其中，所述指示電路采用單色LED，所述LED由所述STM8單片機的1引腳直接控制。
[0018]其中，所述無線數據傳輸電路采用高速藍牙進行無線數據傳輸，所述無線數據傳輸電路的藍牙模塊核心為CC2540芯片，采用藍牙串口透明傳輸方式，協議采用藍牙4.0協議;所述藍牙模塊接口為TTL串口，采用BAW56的雙二極管實現TLL串口的通信總線。
[0019](三)有益效果
[0020]本發明的鋼琴鍵盤動作的檢測裝置具備鋼琴琴鍵動作的實時自動檢測的基本功能，解決了鋼琴學習裝置安裝不方便等問題，減少硬件成本，且操作方便。本發明的裝置能夠方便、快捷、準確的實現鋼琴琴鍵的動作檢測，并實時以藍牙形式無線上傳給上位機。本發明反映靈敏、結果精確、便于數字化，成本低，便于大范圍推廣;并且本發明的裝置通信可靠，電路功耗小。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明實施例的一種鋼琴鍵盤動作的檢測裝置的結構示意圖；
[0022]圖2是本發明實施例的通過對射式紅外光電器件對黑鍵進行檢測的電路圖；
[0023]圖3是本發明實施例的通過反射式紅外光電器件對白鍵進行檢測的電路圖；
[0024]圖4是本發明實施例的STM8單片機的外圍電路圖；
[0025]圖5是本發明實施例的指不電路的電路圖；
[0026]圖6是本發明實施例中無線數據傳輸電路的藍牙模塊的電路圖；
[0027]圖7是本發明實施例中無線數據傳輸電路的藍牙模塊接口的電路圖；
[0028]圖8是本發明實施例中無線數據傳輸電路的通信串口兼容電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0030]本發明實施例的一種鋼琴鍵盤動作的檢測裝置的結構如圖1所示，所述裝置包括檢測信號采集器件、光電信號數據處理電路、琴鍵動作數據處理電路和無線數據傳輸電路；所述檢測信號采集器件、光電信號數據處理電路、琴鍵動作數據處理電路和無線數據傳輸電路依次進行電氣連接。
[0031 ]所述檢測信號采集器件與琴架和琴鍵相對固定，用于采集琴鍵的狀態信息，并將所述琴鍵的狀態信息通過紅外光電信號輸出。所述檢測信號采集器件包括與黑色琴鍵相配合的對射式紅外光電器件和與白色琴鍵相配合的反射式紅外光電器件，所述對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置在黑色琴鍵兩側的光電傳感器支架上，所述反射式紅外光電器件固定設置在白色琴鍵上方的光電傳感器支架上;所述對射式紅外光電器件和反射式紅外光電器件不隨琴鍵的動作而動作，但光電信號將隨對應琴鍵的位置變化而變化。所述對射式紅外光電器件為35組，每組兩個，分別與鋼琴大字一組至小字四組中的35個黑色琴鍵一一對應;所述反射式紅外光電器件為49個，分別與鋼琴大字一組至小字四組的49個白色琴鍵一一對應。該對應關系反映琴鍵的動作節奏、動作速度以及動作力度等信息。本實施例中通過對射式紅外光電器件對黑鍵進行檢測的電路如圖2所示，通過反射式紅外光電器件對白鍵進行檢測的電路如圖3所示。本實施例中黑鍵檢測電路和白鍵檢測電路沒有采用運算放大器芯片LM324，簡化了電路，降低了功耗。
[0032]所述光電信號數據處理電路用于接收對應的紅外光電信號，并將所述紅外光電信號通過模數轉換進行數字化后生成琴鍵動作信號;所述琴鍵動作數據處理電路用于接收所述琴鍵動作信號并進行相應處理，實時判斷每個琴鍵的動作方式，并據此實時產生相應的琴鍵動作數據流。所述光電信號數據處理電路和琴鍵動作數據處理電路采用基于高性價比的STM8單片機，實現紅外光電數字信號的獲取、處理、琴鍵動作數據的產生以及無線數據輸出，所述STM8單片機的外圍電路如圖4所示。所述檢測信號采集器件輸出的