一种五指组合控制的新型电子乐器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种五指组合控制的新型电子乐器，其属于电子乐器【技术领域】，主要解决了现有电子乐器琴键数目多、没有示教功能等问题。该电子乐器通过五指组合控制五个琴键，可以演奏出31种音调，并且琴键和音调的映射关系可以通过上位机进行设置，同时，该电子乐器通过LED灯和震动功能实现了给初学者提示音调所对应的键位的功能。该电子乐器具有单手即可演奏、音调可调、示教功能完善、体积小等特点，填补了电子乐器领域的一个空白。
【专利说明】[0001] 一种五指组合控制的新型电子乐器
【技术领域】
[0002] 本发明属于电子乐器领域，具体的说，是涉及一种具有五个琴键，含有示教功能， 通过五指组合控制能演奏出31个音调，可以演奏出多种乐器声音的新型电子乐器。
【背景技术】
[0003] 电子乐器是乐手通过特定手段触发电子信号，使其利用电子合成技术或是采样技 术来通过电声设备发出声音的乐器，如电子琴、电子合成器、电子鼓等。
[0004] 现有电子乐器普遍为一个乐器只有有限的几种音色，且乐器上的每个按键只能发 出一种音调。如电子琴，它采用集成电路，大多配置声音记忆存储器(波表)，用于存放各类 乐器的真实声音波形并在演奏的时候输出，标准的电子琴通常为61个琴键，每个琴键只能 演奏出一个音调。
[0005] 现有电子乐器的缺陷在于：一是按键多，每个音调都需要一个按键，要演奏全音域 通常需要几十个按键；二是没有示教功能，尤其对于初学者来说，演奏比较困难。三是音色 种类少，电子乐器的存储器通常只固定存储有限类型的乐器声音，操作者不能有选择性的 添加和替换存储器。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种五个琴键的电子乐器，其通过五个指 头的组合控制可以演奏31个音调，同时具有示教功能，且可通过上位机定义示教音乐、调 整音调映射关系、添加和替换多种音色。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 本发明由以下几部分构成：琴键、示教，电路板、扬声器、电源、壳体、上位机等部分。其 运行流程如图1所示，其原理框图如图2所示。各部分原理和功能分别如下 琴键部分，如图3所示，由五个琴键1构成，琴键底部与五个开关相连，开关使用非自锁 按钮开关或定制含内置导电塑料的塑胶开关，目的是：当按下琴键后，开关闭合，从而电路 板的微控制器可以检测得到电平变化，当松开琴键后，开关断开，电平恢复。
[0008] 示教部分，如图3所示，其具有LED灯2和震动两种示教方式，主要原理是根据乐 曲音调的变化，控制相应琴键旁的LED点亮等或者电机震动，从而引导初学者进行指法的 学习。第一种LED灯示教的具体方式为：共有5个示教LED灯，其在位置上与5个琴键一一 对应，LED可采用RGB彩色LED，实现在不同模式时通过不同颜色进行区分，更加方便用户使 用。当且选择LED示教功能后，欲演奏曲目的音调对应的琴键旁的LED灯会通电并点亮，初 学者只需要根据LED灯的指示，那个灯亮，就按下那个琴键，从而实现了快速入门。第二种 震动示教的具体方式为：共有5个震动电机，其镶嵌在5个琴键内，震动电机采用微型的带 偏振轮的小电机，通电后其会产生一定幅度的晃动。当选择震动示教功能后，相应音调对应 的琴键上的电机将通电并震动，初学者只需要根据琴键震动的指示，那个键震动，就按下那 个琴键，从而实现了快速入门，这种方式尤其适合盲人使用。
[0009] 电路板部分，如图4所示的分解示意图，电路板3主要包含了微处理器模块4、存储 器模块5及通讯模块6。
[0010] 微处理器模块可采用单片机或ARM处理器实现，它主要是检测五个琴键的开关信 号，尔后将采集到的按键组合映射到不同的音调，并调取用户选择的乐器所对应的相应的 波表，最后将信号发送到扬声器。微处理器在五个琴键向31个音调转化过程中的原理是： 琴键具有开和关两种状态，5个琴键的开关状态的数学组合共有32种，去掉全部开启（即琴 键未演奏时的状态）剩下31种，进而每种状态映射为一个音调，即实现了相应的功能。 [0011] 存储器模块采用可擦除的存储器，主要用于存放和更换用户存储的乐曲，从而实 现在用户使用示教功能时，处理器调用相应的乐曲，并将其转化为相应的按键提示。
[0012] 通讯模块可采用有线或者无线两种方式，主要是将控制器的信号发送到上位机。 有线连接包含但不限于USB连接，无线连接包含但不限于蓝牙连接。
[0013] 扬声器部分，如图4所示的分解示意图，包含一个或多个扬声器8,主要是将电路 板上微处理器送来的电信号转化为声音。
[0014] 电源部分，如图4所示的分解示意图，采用干电池7或者可充放电的锂电池实现， 也可通过usb线由上位机部分供电，主要是为电路板部分提供电压和电流。
[0015] 壳体部分，如图4所示的分解示意图，壳体9主要是将以上提到的各部分组合成一 个整体，实现小巧、美观、可靠。
[0016] 上位机部分，主要通过运行在硬件上的软件实现。硬件包含但不限于电脑、手机、 pad等设备。软件主要实现的功能有：选择需要演奏的乐器类型、自定义五个按键与音调的 映射关系、示教音乐的设置、演奏的评分等功能。上位机部分的演奏乐器类型设置可以根据 用户的喜好，导入不同乐器的波表，从而打破了当前电子乐器只有出厂时设计的有限波表 的局限。
[0017] 本发明有如下有益效果： (1)琴键少，可单手弹奏。由于采用了组合控制原理，使得乐器的琴键数目大幅减少，同 时又保证了 31个音调，从而实现了单手演奏。
[0018] (2)音色多，可发出多种类型乐器的声音。由于采用了可擦除的存储器，用户可以 在现有多种音色乐器的基础上，添加和更换自己喜爱的乐器的音色。
[0019] (3)音调可变，便于自行定制。用户可以根据自己的喜好，定义琴键和31个音调之 间的关系，从而实现了每个用户都可以拥有适合自己的按键习惯的键盘。
[0020] (4)示教好，利于初学。由于设计了 LED或震动示教功能，使得初学者可以按照琴 键旁的提示进行指法练习和乐曲演奏，更加便于学习。
[0021] (5)体积小，便于携带。由于只采用了 5个按键，同时，整体组成部件较少，所以体 积小巧，便于随身携带。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明运行流程图。
[0023] 图2为本发明原理框图。
[0024] 图3为本发明正视图。
[0025] 图4为本发明分解示意图。
[0026] 图5为本发明-实施例中琴键与音调对应关系图。
[0027] 其中，附图标记所对应的名称：1_琴键，2-示教LED，3-电路板，4-微处理器模块， 5 -存储器模块，6-通讯模块，7-电源部分，8-扬声器，9-壳体。
【具体实施方式】
[0028] 下面对本发明作进一步说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0029] 本实施例提供了一种五指琴，该五指琴由5个琴键、5个示教LED灯、电路板、壳体、 干电池、扬声器、壳体等组成，上位机采用手机实现。
[0030] 琴键使用内置导电塑料的塑胶开关。
[0031] 电路板部分，采用单片机AT89C51作为微处理器，通讯模块采用蓝牙无线通讯。
[0032] 在对上位机进行设置时，将键盘和音调按照图5的关系进行映射。
[0033] 按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前 提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的 改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范 围内。
【权利要求】
1. 一种五指组合控制的新型电子乐器，其特征在于，由琴键（1)、示教部分、电路板 (3)、电源（7)、扬声器（8)、上位机、壳体（9)等部分组成，通过琴键的组合控制能演奏31个 音调。
2. 根据权利要求1所述的琴键，其特征在于，共有5个琴键，琴键的顶部为手感舒适的 材质，琴键的底部为一个开关，琴键底部的开关与电路板上的微处理器（4)相连，琴键底部 的开关包含但不限于非自锁式按钮开关、定制的含内置导电塑料的塑胶开关。
3. 根据权利要求1所述的示教部分，其特征在于，由5个LED灯组成或者5个震动电机 组成，其在位置上，与5个琴键一一对应，其根据乐曲音调的变化，相应键位对应的示教LED 灯点亮或电机开始震动。
4. 根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，由微处理器模块（4)、存储器模块（5)、 通讯模块（6)构成，微处理器模块包含但不限于单片机、ARM处理器，通讯模块包含但不限 于蓝牙无线连接和USB线有线连接。
5. 根据权利要求1所述的电源，其特征在于，是为电路板提供电压和电流的装置，可由 干电池组构成，也可由可充放电的锂电池构成，还可通过USB线由外部电源供电。
6. 根据权利要求1所述的上位机，其特征在于，是一种能够运行软件的硬件设备，包含 但不限于PC机、手机、PAD等电子设备。
【文档编号】G10G1/02GK104157275SQ201410388752
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月10日 优先权日:2014年8月10日
【发明者】刘述亮, 庄秋彬, 陆熠锴, 李总华, 陈定罡, 王道川, 廖晨祥, 习天翔, 齐树豪 申请人:刘述亮, 庄秋彬, 陆熠锴