[发明专利]一种内置式钢琴琴键动作检测装置

说明书

本发明公开了一种内置式钢琴琴键动作检测装置，其安装于琴键键盘下方；包括壳体，壳体内设有PCB板，PCB板上设置有多个光电传感器、多组开关模块、一单片机、检测电路和蓝牙模块，每组开关模块对应连接多个光电传感器，一光电传感器对应一琴键；壳体上设有窗口，窗口设置有透镜，光电传感器包括光电发射器和光电接收器，光电发射器发射光线穿过透镜在琴键底面反射穿过透镜由光电接收器接收，光电接收器将接收到的光信号转化为电信号通过检测电路放大检测后传输至单片机，单片机生成MIDI信号经蓝牙模块上传至终端。本发明完全采用反射式光电传感器，采用单路单片机方案，只需要编写烧录一个单片机程序，控制11组复用开关动作做检测。电路简单高效，元件成本和生产成本都比较低。

技术领域

本发明涉及钢琴配件技术领域，特别是一种内置式钢琴琴键动作检测装置。

背景技术

根据内部结构和发声原理的不同，市场上的钢琴可以分为两类：一类是传统钢琴（又称机械钢琴或者原声钢琴），一类是电子钢琴（又称电钢琴或者数码钢琴）。

传统钢琴，是手指敲击琴键，通过杠杆传送，牵动击弦器敲击琴弦发出声音。传统钢琴结构复杂，购买和维护成本高，功能扩展性差，但音色手感佳，适合专业演奏。

电子钢琴，是手指敲击琴键，内部电路检测并模拟发出声音。电子钢琴结构简单，购买和维护成本低，音色手感比传统钢琴差，适合对价格敏感的普通学习者。电子钢琴一个很突出的优点是功能扩展性强，可以存储记忆、变调、混音等，并且有MIDI接口（可连接电脑或者手机）、耳机、话筒等，可以实现钢琴和现代科技的结合。

目前市场上主要有两种传统钢琴琴键检测方案，都是基于光电传感器和多路单片机技术，缺点很多。

其中一种是放置在钢琴键盘上的，通过底部凹凸面，卡接固定在黑白琴键上。主要缺点是：占用琴键空间，特别是黑键（本身就比较短），影响正常弹奏；结构固定不稳定，易产生噪声，干扰琴声；装置外置，影响美观；白键采用反射光电传感器，黑键采用对射光电传感器，结构复杂，且只能检测琴键开关动作，无法检测弹奏力度等更多信息；多路单片机系统，电路复杂，成本高；

另一种是内置悬挂在钢琴顶部，通过光感器采集并识别击弦器击弦的动作，从而达到检测钢琴琴键动作的目的。主要缺点是：兼容性较差。各种型号的钢琴键盘一般都是统一规格的，但内部结构千差万别。不同钢琴击弦器的高度位置、排列、角度都有差异，虽然可以通过调整光感器位置，但总体上兼容性较差；结构成本昂贵但稳定性差，因为重力原因，易变形损坏；难以准确检测弹奏力度等更多信息；多路单片机系统，电路复杂，成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种内置式钢琴琴键动作检测装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种内置式钢琴琴键动作检测装置，其安装于琴键键盘下方；包括壳体，壳体内设有PCB板，PCB板上设置有多个光电传感器、多组开关模块、一单片机、检测电路和蓝牙模块，每组开关模块对应连接多个光电传感器，一光电传感器对应一琴键；壳体上设有窗口，窗口设置有透镜，光电传感器包括光电发射器和光电接收器，光电发射器发射光线穿过透镜在琴键底面反射穿过透镜由光电接收器接收，光电接收器将接收到的光信号转化为电信号通过检测电路放大检测后传输至单片机，单片机生成MIDI信号经蓝牙模块上传至终端。

上述技术方案中，所述壳体包括底板和外壳，PCB板固定在底板上，外壳将PCB板盖合。

上述技术方案中，所述底板为金属板。

上述技术方案中，所述顶壳为塑料外壳。

上述技术方案中，所述琴键底面设置有反光层，光电发射器发射光线穿过透镜经反光层反射穿过透镜由光电接收器接收。

上述技术方案中，所述反光层为金属反光纸，贴在琴键的底面。