一种用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置，包括控制器，用于控制整个系统；控制器上连接有音源存储装置，音源存储装置用于存储并供控制器读取测试音乐数字乐谱；控制器上还连接有驱动装置，驱动装置与舵机阵列连接，舵机阵列固定在支架上，支架可稳定置于需要检测的薄膜电子琴的键盘上方，控制器控制驱动装置驱动位于支架上的舵机阵列来敲击薄膜电子琴的琴键；控制器还连接有琴键信号判断装置，用于判断敲击琴键时该琴键是否有输出，进而判断该琴键是否正常。本发明专利技术的优点在于该琴键检测装置构造简单，成本低，能够快速准确测试全键盘琴键，且易于操作。

Detecting device and method for keyboard function of flexible film electronic organ

The invention discloses a detection device for a flexible film electronic keyboard keys function includes a controller for controlling the entire system; the controller is connected with the audio storage device, audio storage device for storing and reading test of digital music music for the controller; the controller is connected with the driving device, the driving device is connected with the actuator array. The array steering gear is fixed on the bracket, bracket above the keyboard keyboard film stability on the need to detect the controller controls the driving device to drive the actuator array located in the bracket to knock film keyboard keys; the controller is also connected with the keys signal judging device for judging whether the keys have hit the keys of the keyboard output, and then judge whether it is normal. The invention has the advantages of simple structure, low cost, fast and accurate testing of keys of the whole keyboard and easy operation.

【技术实现步骤摘要】
一种用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置及方法
本专利技术涉及键盘乐器的测试领域，尤其涉及一种用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置及方法。
技术介绍
电子琴具有音域较宽、和声丰富、可模仿多种音色、音量调节自由、可配备类似打击乐音响的节拍伴奏、还可以加装效果器(实现如混响、回声、延音、震音轮和调制轮等多项功能)等诸多特点，在现代音乐演奏中应用非常广泛。现有的电子琴多采用具有一定体积的按键和琴键，搭配电子琴外壳，体积上比较庞大，手卷电子琴在卷折时体积仍然很大，无法实现便携化。同时，各种电子琴琴键的检测通过单片机进行行列扫描，扫描不仅耗费单片机机时，还要为键盘阵列提供外部电源。有鉴于此，柔性薄膜电子琴应运而生，弹奏时通过按压薄膜琴键产生一定的电压信号，完成传感器的自驱动。但是实际设计或生产过程中，存在多种原因可能使系统运行不稳定，导致琴键无法输出，因此，需要能够对柔性薄膜电子琴的琴键功能进行有效可靠检测的装置及方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是柔性薄膜电子琴的琴键功能检测装置和检测过程中耗费单片机机时且检测条件要求高的问题。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：本专利技术提供一种用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置，包括控制器，用于控制整个系统；控制器连接有音源存储装置，音源存储装置用于存储并供控制器读取测试音乐数字乐谱；控制器上还连接有驱动装置，舵机阵列固定在支架上，支架可稳定置于需要检测的薄膜电子琴的琴键上方，控制器控制驱动装置驱动舵机阵列来敲击薄膜电子琴的琴键；控制器还连接有琴键信号判断装置，用于判断敲击琴键时该琴键是否有输出，进而判断该琴键是否正常。进一步地，所述舵机阵列包括多个微型直线舵机，所述微型直线舵机的数量与需要检测的薄膜电子琴琴键的数量相同，每个所述微型直线舵机位于其对应琴键的上方。进一步地，所述微型直线舵机靠近琴键的一端连接有延长轴，所述延长轴可拆卸地连接在所述微型直线舵机的直线运动轴上。进一步地，所述微型直线舵机的初始角度为90°-120°。进一步地，所述驱动装置包括驱动阵列和开关阵列，所述开关阵列用于选择所述驱动阵列输出的PWM信号送给一个或多个所述微型直线舵机，所述驱动阵列通过开关阵列控制所述微型直线舵机以敲击相应琴键。进一步地，所述每个驱动阵列带动四个微型直线舵机，该四个微型直线舵机分别对应白键低音区、白键中音区、白键高音区及黑键区的各一个琴键。进一步地，所述琴键信号判断装置包括琴键信号输入接口和比较器阵列；所述琴键信号输入接口与柔性薄膜电子琴共用接口，敲击琴键时琴键传感器通过所述琴键信号输入接口输出信号，经过信号处理电路处理为模拟电压信号；所述比较器阵列包括比较器和参考电压可调电路，所述琴键信号输入接口的模拟电压信号与比较器阵列的参考电压进行比较，从而将模拟信号转换0/1电平信号，并由所述控制器判断琴键输出情况。进一步地，所述控制器还连接有设定装置，所述设定装置采用矩阵键盘，用于定时、选择测试音乐数字乐谱、参考电压的设定。进一步地，所述控制器还连接有外接显示装置，所述外接显示装置为液晶显示模块，用于人机交互显示以及测试结果的显示。本专利技术还提供一种利用前述检测装置的检测方法，包括以下步骤：步骤一：系统初始化，所述控制器进行系统初始化，包括初始化系统时钟、内部定时器、GPIO和专用的SDIO和专用的FSMC液晶显示接口；步骤二：进行系统设置及选择测试音乐，通过所述设定装置进行系统各参数设置以及选择测试音乐；步骤三：读取数字乐谱并触键，所述控制器读取所述步骤二所选测试音乐的数字乐谱，依照顺序触发所述微型直线舵机完成触键动作；步骤四：读取并存储比较器阵列值，比较器输出端直接连接在单片机控制的I/O端口上，控制器1通过读取相应的I/O端口值，即可读取出比较器输出值并存储于控制器内部的数组缓冲区；步骤五：判定琴键是否输出并记录错误，判别琴键是否存在输出，并进行相应的操作：如果测试到某一个音符，控制所述微型直线舵机敲击相应的琴键，再读取与相应的比较器输出端相连接的I/O端口值；如果该端口输出为高电平，则说明没有琴键输出，则需要记录该错误，记录完毕执行步骤六；如果输出为低电平，则说明琴键有输出，直接执行步骤六；步骤六：判断音乐检测是否完毕，判断乐谱音符是否全部测试完毕，如果没有完毕，返回执行步骤三直至全部测试完毕；如果乐谱音符全部测试完毕，执行步骤七；步骤七：显示测试结果并返回进入等待状态，测试完毕后，则送将测试结果液晶显示，如果存在错误，则显示出错误的琴键值，之后进入等待状态，等待按键操作。与现有技术相比，本专利技术的优点在于该琴键检测装置和方法构造简单，成本低，不易受外界因素干扰，运行稳定，能够快速准确测试全键盘琴键，且易于操作。附图说明图1为本专利技术琴键功能的检测装置的结构框图；图2为本专利技术琴键功能的检测装置中支架4与舵机阵列5的结构示意图；图3为本专利技术琴键功能的检测方法的流程图。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。如图1和图2所示，一种用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置，包括控制器1，用于控制整个系统；控制器1上连接有音源存储装置2，音源存储装置2用于存储并供控制器1读取测试音乐数字乐谱；控制器1上还连接有驱动装置3，驱动装置3与舵机阵列5连接，舵机阵列5固定在支架4上，支架4可稳定置于需要检测的薄膜电子琴的键盘9上方，控制器1控制驱动装置3驱动位于支架4上的舵机阵列5来敲击薄膜电子琴的琴键；控制器1还连接有琴键信号判断装置6，用于判断敲击琴键时该琴键是否有输出，进而判断该琴键是否正常。在本专利技术实施例中，控制器1为STM32单片机控制器，采用LQFP144封装的高性能单片机STM32F103RET6，该单片机拥有112个I/O端口，多个定时器、SCI通信接口、专用的SDIO(SecureDigitalInputandOutputCard安全数字输入输出卡)，即SD卡接口，以及专用的FSMC(FlexibleStaticMemoryController可变静态存储控制器)液晶显示接口，主频最高72MHz。在本系统中，用于对整个系统的控制，包含测试音乐数字乐谱的选择及读取、液晶显示、舵机驱动阵列信号的产生及控制、开关阵列控制等。在本专利技术实施例中，支架4为四脚支撑的长方形台，支架4的长度略大于电子琴的长度，支架4的宽度大于琴键的长度，支架4可采用塑料或者金属等材料制成。舵机阵列5包括若干微型直线舵机502，微型直线舵机502的数量与需要检测的薄膜电子琴琴键的数量相同，在本专利技术实施例中电子琴有88个琴键，则对应的微型直线舵机502为88个。每个微型直线舵机502位于其对应琴键的上方，以保证微型直线舵机502能够准确敲击相应琴键。微型直线舵机502靠近琴键的一端连接有延长轴503，延长轴503可拆卸地连接在微型直线舵机502的直线运动轴504上，例如可拆卸地套接或者卡接于直线运动轴504上，延长轴503可以是圆柱形、棱柱形或者其他任意能够延长直线运动轴504的延长部件。在本专利技术实施例中，微型直线舵机502的最大直线行程为10mm，最大旋转角度为180°，速度0.11sec/60°，供电电压3.7-5V，尺寸21mm(长)×15mm(宽)×12mm(高)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置，包括控制器(1)，用于控制整个系统，其特征在于：所述控制器(1)连接有音源存储装置(2)，所述音源存储装置(2)用于存储并供控制器(1)读取测试音乐数字乐谱；控制器(1)上还连接有驱动装置(3)，舵机阵列(5)固定在支架(4)上，所述支架(4)能稳定置于需要检测的薄膜电子琴的琴键上方，控制器(1)控制所述驱动装置(3)驱动位于所述支架(4)上的所述舵机阵列(5)来敲击薄膜电子琴的琴键；控制器(1)还连接有琴键信号判断装置(6)，所述琴键信号判断装置(6)用于判断敲击琴键时该琴键是否有输出，进而判断该琴键是否正常。

【技术特征摘要】
1.一种用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置，包括控制器(1)，用于控制整个系统，其特征在于：所述控制器(1)连接有音源存储装置(2)，所述音源存储装置(2)用于存储并供控制器(1)读取测试音乐数字乐谱；控制器(1)上还连接有驱动装置(3)，舵机阵列(5)固定在支架(4)上，所述支架(4)能稳定置于需要检测的薄膜电子琴的琴键上方，控制器(1)控制所述驱动装置(3)驱动位于所述支架(4)上的所述舵机阵列(5)来敲击薄膜电子琴的琴键；控制器(1)还连接有琴键信号判断装置(6)，所述琴键信号判断装置(6)用于判断敲击琴键时该琴键是否有输出，进而判断该琴键是否正常。2.根据权利要求1所述的用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置，其特征在于：所述舵机阵列(5)包括多个微型直线舵机(502)，所述微型直线舵机(502)的数量与需要检测的薄膜电子琴琴键的数量相同，每个所述微型直线舵机(502)位于其对应琴键的上方。3.根据权利要求2所述的用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置，其特征在于：所述微型直线舵机(502)靠近琴键的一端连接有延长轴(503)，所述延长轴(503)可拆卸地连接在所述微型直线舵机(502)的直线运动轴(504)上。4.根据权利要求3所述的用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置，其特征在于：所述微型直线舵机(502)的初始角度为90°-120°。5.根据权利要求2-4任一项所述的用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置，其特征在于：所述驱动装置(3)包括驱动阵列(301)和开关阵列(302)，所述开关阵列(302)用于选择所述驱动阵列(301)输出的PWM信号送给一个或多个所述微型直线舵机(502)，所述驱动阵列(301)通过开关阵列(302)控制所述微型直线舵机(502)以敲击相应琴键。6.根据权利要求5所述的用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置，其特征在于：所述每个驱动阵列(301)驱动四个微型直线舵机(502)，该四个微型直线舵机(502)分别对应键盘(9)的白键低音区、白键中音区、白键高音区及黑键区的各一个琴键。7.根据权利要求1-4或6中任一项所述的用于柔性薄膜电子琴的琴键功能的检测装置，其特征在于：所述琴键信号判断装置(6)包括琴键信号输入接口(601)和比较器阵列(602)；所述琴键信号输入接口(601)与柔性薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖永军，周骁，
申请(专利权)人：孝感量子机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42