新型数字乐器手指琴的制作方法

本发明属于乐器技术领域，具体涉及一种新型数字乐器手指琴。

背景技术：

传统乐器，虽具有其传统的特点及特色，但随着科技的进步、数字时代的发展，似乎不经不能更好的满足人们的需求了，人们渴望乐器声音的多样性以及乐器演奏的多样性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种新型数字乐器手指琴，将传统独弦琴的特点与现代数字音乐完美结合。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

新型数字乐器手指琴，采用空心竹质琴身作为基础琴体，在空心竹质琴身的上表面沿水平方向均匀排布设有若干个铜纸触摸条；在空心竹质琴身上安装有操纵杆和扬声器，所述操纵杆上垂直安装有柔性传感器；在空心竹质琴身的内部嵌有bela电子交互控制器和trill触摸传感器，其中，bela电子交互控制器和trill触摸传感器之间通过i2c总线进行数据传输，所述bela电子交互控制器内运行有puredata代码并存储有数字模拟的声音，所述trill触摸传感器与若干个铜纸触摸条分别电性连接。移动电源装在空心竹体内，用于提供电源。

优选地，所述空心竹质琴身为空心管状，采用两个扬声器分别安装在所述空心竹质琴身的两个端面处，可利用竹的共振腔作为音箱进行放大并增加音质。

优选地，所述柔性传感器与bela电子交互控制器的接地端之间连接有一个10k的电阻，以保护bela电子交互控制器及电路板。

本发明的技术效果：本发明是中国传统乐器独弦琴的改造版，通过结合传感器技术、声音合成技术以及其他电子技术模拟独弦琴音色，使传统乐器更加创新并富有想象力和乐趣；本发明实现声音综合是在纯数据中实现的，该数据在bela电子交互控制器内本地运行，通过使用了karplus-strong合成声音的算法，以及柔性传感器附加了输入，以实时调节音高，这种调制将影响音调的开始频率以及最后一个振铃音的频率，此外，混响和延迟效果可以根据演奏者的判断添加到合成链的末尾。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图2是本发明声音合成的流程图。

图3是本发明的电路原理图。

图中：1、空心竹质琴身，2、铜纸触摸条，3、操纵杆，4、扬声器，5、bela电子交互控制器，6、trill触摸传感器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明。

新型数字乐器手指琴，采用空心竹质琴身1作为基础琴体，所述空心竹质琴身1为空心管状。在空心竹质琴身1的上表面沿水平方向均匀排布设有若干个铜纸触摸条2；在空心竹质琴身1上安装有操纵杆3和扬声器4，所述操纵杆3上垂直安装有柔性传感器；在空心竹质琴身1的内部嵌有bela电子交互控制器5和trill触摸传感器6，其中，bela电子交互控制器5和trill触摸传感器6之间通过i2c总线进行数据传输，所述bela电子交互控制器5内运行有puredata代码并存储有数字模拟的声音，所述trill触摸传感器6与若干个铜纸触摸条2分别电性连接。

所述bela电子交互控制器5(又叫bela开放音频硬件平台)是设计用于数字乐器的超低延迟单板计算机。bela电子交互控制器5是新型数字乐器手指琴的大脑；bela电子交互控制器5从trill触摸传感器6接收电容式触摸信息，并使用puredata应用程序合成声音。随后，此数字信息将转换为模拟信号并发送到扬声器4。

所述trill触摸传感器6采用的是trillcraft电容触摸传感器，最多可接收30个通道的电容数据。该触摸板在电容耦合系统上运行，可以检测和测量任何导电或与空气不同的电介质，然后通过使用i2c总线协议将触摸数据从trillcraft电容触摸传感器传输到bela电子交互控制器5。

所述柔性传感器挠性电位计连接到操纵杆3，以感应运动的变化，柔性传感器检测施加到操纵杆3的挠曲量，并将该数据发送到bela电子交互控制器5上的模拟输入，该数据用于在合成算法中调节音调；所述柔性传感器与bela电子交互控制器5的接地端之间连接有一个10k的电阻，以保护bela电子交互控制器及电路板。

采用两个扬声器4分别安装在所述空心竹质琴身1的两个端面处，即：音频信号使用两个扬声器4实现，它们从bela电子交互控制器5接收模拟信号，bela电子交互控制器5放大电路支持两个声道的音频，每个声道1w8ohm。

采用16x铜纸触摸条，16x铜纸触摸条与trillcraft电容触摸传感器一起用作导电按钮。当具有比空气低的电介质的物体与触摸条接触时，trillcraft电容触摸传感器会接收到信号。

本发明可以通过家用电源或便携式移动电源供电，也可使用类似于向手机充电的9v2.1amp移动电源。

本发明工作原理：通过trillcraft电容触摸传感器6接受电容触摸数据，电容触摸数据通过i2c总线协议传输到bela电子交互控制器5，使用karplus-strong合成声音的算法在puredata中合成声音，同时，柔性传感器检测施加到操纵杆3的挠曲量，并将该数据发送到bela电子交互控制器5上的模拟输入，该数据用于在合成声音的算法中调节音调，最后将数字信号转成模拟信号并通过扬声器4发出声音。

技术特征：

1.新型数字乐器手指琴，其特征在于：采用空心竹质琴身(1)作为基础琴体，在空心竹质琴身(1)的上表面沿水平方向均匀排布设有若干个铜纸触摸条(2)；在空心竹质琴身(1)上安装有操纵杆(3)和扬声器(4)，所述操纵杆(3)上垂直安装有柔性传感器；在空心竹质琴身(1)的内部嵌有bela电子交互控制器(5)和trill触摸传感器(6)，其中，bela电子交互控制器(5)和trill触摸传感器(6)之间通过i2c总线进行数据传输，所述bela电子交互控制器(5)内运行有puredata代码并存储有数字模拟的声音，所述trill触摸传感器(6)与若干个铜纸触摸条(2)分别电性连接。

2.如权利要求1所述的新型数字乐器手指琴，其特征在于：所述空心竹质琴身(1)为空心管状。

3.如权利要求1所述的新型数字乐器手指琴，其特征在于：采用两个扬声器(4)分别安装在所述空心竹质琴身(1)的两个端面处。

4.如权利要求1所述的新型数字乐器手指琴，其特征在于：所述柔性传感器与bela电子交互控制器(5)的接地端之间连接有一个10k的电阻。

技术总结
本发明提供一种新型数字乐器手指琴，采用空心竹质琴身作为基础琴体，在空心竹质琴身的上表面沿水平方向均匀排布设有若干个铜纸触摸条；在空心竹质琴身上安装有操纵杆和扬声器，所述操纵杆上垂直安装有柔性传感器；在空心竹质琴身的内部嵌有Bela和Trill，两者之间通过I2C总线进行数据传输，所述Bela内运行有Pure Data代码并存储有数字模拟的声音，所述Trill与若干个铜纸触摸条分别电性连接。本发明实现声音综合是在纯数据中实现的，该数据在Bela内本地运行，通过使用了Karplus‑Strong合成声音的算法，以及柔性传感器附加了输入，以实时调节音高。

技术研发人员：乔纳森·马克·皮格瑞姆;扬·多尼格;韦庆炳;尼克·布莱恩金斯;李子晋;班文林;石宇加;冯金硕;王泽昊;李荣锋;林明辉
受保护的技术使用者：李子晋;尼克·布莱恩金斯;李小兵
技术研发日：2020.05.28
技术公布日：2020.08.04