智能电子鼓制造技术

本实用新型专利技术公开了一种智能电子鼓，包括两个鼓槌、主机和电脑上位机，所述鼓槌内置有姿态传感器、单片机和无线通信模块；所述姿态传感器将采集到的鼓槌的加速度、角速度通过I2C总线传送给单片机，单片机进行数据处理，并将处理后的信息通过无线通信模块发送给主机；所述主机包括无信通信模块、NVC语音芯片和单片机；所述主机接收到数据信息后通过单片机将数据转化并传送给NVC语音芯片，NVC语音芯片带动音频设备发音；也可以将所述主机通过串口与电脑上位机连接，通过鼓槌操纵实现游戏动作。本电子鼓体积小易携带、成本低、多模式切换、锂电池供电、可插耳机可接音箱、micro USB充电接口，用普通安卓手机充电器即可进行快速充电。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能电子鼓。
技术介绍
电子鼓是使用电子合成器来发出鼓声的电子乐器。通常由电子合成器和打击界面两个部分组成，在外观上通常会接近于正式的爵士鼓，也可为了缩小体积而通过减小鼓面来设计成特殊的造型。在音色上可以模拟各种原声鼓，也可以使用特殊的音色。但是其存在以下缺陷：(1)体积大，不方便携带；(2)价格昂贵；(3)鼓种单音；(4)受电源条件制约；(5)扰民现象严重。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提出一种体积小巧、成本低且具有多种实现模式的智能电子鼓。为了达到上述目的，本技术的技术方案如下：一种智能电子鼓，包括两个鼓槌和主机，所述鼓槌内置有姿态传感器、单片机和无线通信模块；所述姿态传感器将采集到的鼓槌的加速度、角速度通过I2C总线传送给单片机，单片机进行数据处理，并将处理后的信息通过无线通信模块发送给主机；所述主机包括无信通信模块、NVC语音芯片和单片机；所述主机接收到数据信息后通过单片机将数据转化并传送给NVC语音芯片，NVC语音芯片带动音频设备发音；作为优选，所述主机也可以通过串口与电脑上位机连接，通过鼓槌操纵实现游戏动作。本电子鼓可以实现不同模式的切换，与主机相连可以实现电子鼓演奏，同时接上电脑上位机或者手机APP可以直接联网互动游戏。作为优选，所述姿态传感器为MPU6050六轴陀螺仪，单片机将六轴陀螺仪发送过来的数据进行整合运算，采用融合算法，将3轴的角速度与测得的3轴重力加速度分量进行融合计算，计算出精确的融合角度，用于表示手的姿态的不同。采用I2C传输协议与单片机传输数据，接线少，数据传输准确。作为优选，所述单片机为STC11F04E单片机，该单片机系统在主机和鼓槌中作为主控。作为优选，所述无线通信模块采用NRF24L01模块或者ESP8266wifi模块。作为优选，该电子鼓的供电电源采用锂电池供电，续航能力强。作为优选，所述主机和鼓槌采用microUSB充电接口，即普通的安卓手机充电器即可快速充电。而且本电子鼓可以戴上耳机演奏，避免扰民现象的发生，同时，也可以连接电脑上位机或者手机APP直接进行联网互动游戏。本技术的有益效果：硬件系统由主机部分和两个从机鼓槌组成。主机部分由STC11F04E单片机作为主控，ESP8266wifi模块或者NRF24L01模块作为无线传输模块，进行无线传输，NVC语音芯片作为发音部分，进行鼓音的发出。本电子鼓体积小易携带、成本低、多模式切换、锂电池供电、可插耳机可接音箱、microUSB充电接口，用普通安卓手机充电器即可进行快速充电。附图说明图1为本技术的鼓槌的工作原理图；图2为本技术主机的工作原理图；图3为本技术电脑上位机的工作原理图；图4为鼓槌部分的工作流程图；图5为主机部分的工作流程图；图6为电脑上位机的工作流程图；具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。如图1至3所示，一种智能电子鼓，包括两个鼓槌和主机，所述鼓槌内置有姿态传感器、单片机和无线通信模块；所述姿态传感器将采集到的鼓槌的加速度、角速度通过I2C总线传送给单片机，单片机进行数据处理，并将处理后的信息通过无线通信模块发送给主机；所述主机包括无信通信模块、NVC语音芯片和单片机；所述主机接收到数据信息后通过单片机将数据转化并传送给NVC语音芯片，NVC语音芯片带动音频设备发音；也可以将所述主机通过串口与电脑上位机连接，通过鼓槌操纵实现游戏动作。如图4所示，为鼓槌部分的工作流程图：将系统初始化，MPU6050六轴陀螺仪将采集到的手的姿势的数据传送给单片机进行处理，单片机整合数据是否满足条件，如果满足条件则将整合后的数据通过无线通信模块发送给主机，然后进行下一个工作的重复，如果不满足则退回上一步，单片机对收到的数据再进行处理。在本环节中，负责采集手的姿势的为姿态传感器，在本专利中为MPU6050六轴陀螺仪，上电后能够以数字输出6轴的旋转矩阵、四元数、欧拉角格式的融合演算数据。具有131LSBs/°/sec敏感度与全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec的3轴角速度陀螺仪。可程式控制，且程式控制范围为±2g、±4g、±8g和±16g的3轴加速器。移除加速器与陀螺仪轴间敏感度，降低设定给予的影响与感测器的飘移。数字运动处理引擎可减少复杂的融合演算数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷。单片机将六轴陀螺仪发送过来的数据进行整合运算，采用融合算法，将3轴的角速度与测得的3轴重力加速度分量进行融合计算，计算出精确的融合角度，用于表示手的姿态的不同。采用I2C传输协议与单片机传输数据，接线少，数据传输准确。如图5所示，为主机部分的工作流程图，无线通信模块等待接收数据，当接收到数据后，单片机会将数据转化成方波传送给语音芯片。在本专利中发音部分采用NVC系列语音芯片，采用一线串口来进行控制，其储存音乐多且音质高，通过单片机给DATA数据线发送不同频率的方波信号来进行选择播放的音乐。性能稳定，体积小。本次选用NVC系列的NVC040C芯片，最多可以录入225段声音，总长度不超过40秒。所述单片机为STC11F04E单片机，该单片机系统在主机和鼓槌中为作为主控。如图6所示，为电脑上位机的工作流程图，无线通信模块等待接收数据，当接收到数据后，单片机讲信息通过串口发送给电脑上位机，然后重复动作，如果没有接收到信号，即返回上一步，继续等待接收数据信息。在本专利中主机通过串口与电脑上位机连接，通过鼓槌操纵实现游戏动作。其既可以作为电子鼓来使用，也可以代替键盘操作游戏，实现该智能电子鼓的多种模式的切换。所述无线通信模块采用NRF24L01模块或者ESP8266wifi模块。在本专利中优选ESP8266wifi模块作为无线通信模块。采用当下最流行的wifi芯片ESP8266，ESP8266是一款高度集成的芯片，该芯片专门针对无线连接的需求而开发，是一个完整且自成系统的wifi网络解决方案。它能够搭载软件应用，也能通过另一个应用处理器卸载所有的wifi网络功能。鼓槌上的wifi模块连接上主机wifi模块发出的wifi信号后，再采用TCP数据传输控制协议与之连接，TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,TCP层是位于IP层之上，应用层之下的中间层应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，然后TCP把数据流分区成适当长度的报文段,之后TCP把结果包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。TCP为了保证不发生丢包，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的包发回一个相应的确认(ACK)；如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认，那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进行重传。TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验。该电子鼓的供电电源采用锂电池供电，续航能力强。所述主机和鼓槌采用microUSB充电接口，即普通的安卓手机充电器即可快速充电。而且本电子鼓可以戴上耳机演奏，避免扰民现象的发生，同时，也可以连接电脑上位机或者手机APP直接进行联网互动游戏。本专利硬件系统由主机部分和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能电子鼓，其特征在于，包括两个鼓槌和主机，所述鼓槌内置有姿态传感器、单片机和无线通信模块；所述姿态传感器将采集到的鼓槌的加速度、角速度通过I2C总线传送给单片机，单片机进行数据处理，并将处理后的信息通过无线通信模块发送给主机；所述主机包括无信通信模块、NVC语音芯片和单片机；所述主机接收到数据信息后通过单片机将数据转化并传送给NVC语音芯片，NVC语音芯片带动音频设备发音。

【技术特征摘要】
1.一种智能电子鼓，其特征在于，包括两个鼓槌和主机，所述鼓槌内置有姿态传感器、单片机和无线通信模块；所述姿态传感器将采集到的鼓槌的加速度、角速度通过I2C总线传送给单片机，单片机进行数据处理，并将处理后的信息通过无线通信模块发送给主机；所述主机包括无信通信模块、NVC语音芯片和单片机；所述主机接收到数据信息后通过单片机将数据转化并传送给NVC语音芯片，NVC语音芯片带动音频设备发音。2.根据权利要求1所述的智能电子鼓，其特征在于，所述主机通过串口与电脑上位机连接，通过鼓槌操纵实现游戏动作。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成祥，李新竣，
申请(专利权)人：王成祥，李新竣，
类型：新型
国别省市：山东;37