[实用新型]一种钢琴键盘动作的光电检测装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种钢琴键盘动作的光电检测装置，属于音乐教学设备技术领域。

背景技术

目前国际上使用的是放置于琴键下面的对射式红外光电开关形式的信号采集装置。信号采集器件为光发射器件、光接收器件、与琴键连接的遮光装置。所述光电发射器件和光接收器件之间安置可以与琴键同步运动的遮光装置。当演奏钢琴时，光发射器件、光接收器件与遮光装置将因键盘相对琴架运动而产生通断，结果光发射器件发出的光电信号或被光电接收器件接收或被阻挡，将弹奏状态、时长等各种键盘动作参数转换为相应的脉冲数字信号，以便后续电路和计算机软件处理，并将检测结果输出。该项装置的缺点主要有如下两点：一是安装复杂，对安装精度要求很高，需要专业人士花大量时间安装调试，不利于推广；二是破坏钢琴完好性，因为要安装在钢琴键盘下面，需要在钢琴上打孔走线及螺丝固定等。

发明内容

为了解决上述信号采集装置存在的问题，本实用新型提供一种钢琴键盘动作的光电检测装置，该装置能够方便、快捷、准确的实现钢琴琴键的动作检测，并实时以标准MIDI格式无线上传给上位机。

本实用新型采用的技术方案是：一种钢琴键盘动作的光电检测装置，它包括与黑色琴键相配合的对射式红外光电器件、与白色琴键相配合的反射式红外光电器件和光电检测数据处理单元，所述对射式红外光电器件的红外光源与红外光接收器分别固定设置在黑色琴键两侧的光电传感器支架上，所述反射式红外光电器件固定设置在白色琴键上方的光电传感器支架上，所述光电检测数据处理单元固定设置在对射式红外光电器件和反射式红外光电器件上方的支架上，并与对射式红外光电器件和反射式红外光电器件进行电气连接，所述光电检测数据处理单元包括进行电气连接的光电传感器状态检测单元和钢琴琴键检测主控单元。

所述光电传感器状态检测单元采用光电器件的电源电路、光电器件的主控单片机电路、光电器件的LED指示电路、光电器件的反射光电管电路和光电器件的对射光电管电路进行电气连接。

所述钢琴琴键检测主控单元采用钢琴琴键检测的接口板电源电路、钢琴琴键检测的接口板主控MCU电路、钢琴琴键检测的接口板MIDI输入电路和钢琴琴键检测的接口板MIDI输出电路进行电气连接。

本实用新型的有益效果是：这种光电检测装置把对射式红外光电器件、反射式红外光电器件和光电检测数据处理单元设置在光电传感器支架上，光电检测数据处理单元包括进行电气连接的光电传感器状态检测单元和钢琴琴键检测主控单元。该光电检测装置采用基于高性价比的STM8处理器实现光电数字信号的获取、处理、标准MIDI流的产生以及无线数据输出。具备琴键状态的自适应设置和钢琴琴键动作的实时自动检测的基本功能，解决了钢琴学习装置安装不方便等问题，减少硬件成本，且操作方便。

附图说明

图1是一种钢琴键盘动作的光电检测装置的机械原理图。

图2是图1中的A-A视图。

图3是图2中的B放大图。

图4是光电器件的电源电路图。

图5是光电器件的主控单片机电路图。

图6是光电器件的LED指示电路图。

图7是光电器件的反射光电管电路图。

图8是光电器件的对射光电管电路图。

图9 是钢琴琴键检测的接口板电源电路图。

图10是钢琴琴键检测的接口板主控MCU电路图。

图11是钢琴琴键检测的接口板MIDI输入电路图。

图12是钢琴琴键检测的接口板MIDI输出电路图。

图中：1、黑色琴键，2、对射式红外光电器件，3、白色琴键，4、反射式红外光电器件，5、光电检测数据处理单元，6、琴盖，7、琴键支点。

具体实施方式            

图1、2、3示出了一种钢琴键盘动作的光电检测装置的机械原理图。钢琴键盘动作的光电检测装置包括与黑色琴键1相配合的对射式红外光电器件2、与白色琴键3相配合的反射式红外光电器件4和光电检测数据处理单元5。对射式红外光电器件2的红外光源与红外光接收器分别固定设置在黑色琴键1两侧的光电传感器支架上。反射式红外光电器件4固定设置在白色琴键3上方的光电传感器支架上。光电检测数据处理单元5固定设置在对射式红外光电器件2和反射式红外光电器件4上方的支架上，并与对射式红外光电器件2和反射式红外光电器件4进行电气连接。