一种基于主动式红外障碍检测的无弦电子琴制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于主动式红外障碍检测的无弦电子琴，包括琴体以及设置在所述琴体内的电子控制单元；所述电子控制单元包括微处理器，用于供电的电源模块，用于储存音频文件的存储模块，用于进行数模信号转换的数模转换模块以及扬声器，所述电源模块、存储模块以及数模转换模块均电连接至所述微处理器，所述扬声器电连接至所述数模转换模块的输出端；还包括多个用于触发电子琴键音的无弦琴键模块，所述无弦琴键模块包括一对相互间隔且正对设置的红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和红外接收器均电连接至所述微处理器。本实用新型专利技术具有结构设计巧妙，操作使用简单，入门容易，易于激发演奏兴趣，使用安全，功耗较小成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于主动式红外障碍检测的无弦电子琴
本技术涉及电子琴
，特别的涉及一种基于主动式红外障碍检测的无弦电子琴。
技术介绍
电子琴是电子科学技术发展中的产物。随着电子技术的飞速发展，电子琴也在不断地更新换代。尤其是数字技术，大规模集成电路和计算机技术的高度发展，使电子琴不但在音域上超出钢琴、风琴、小提琴等传统乐音，而且还能模拟各种传统乐器的音色，还能产生种种独特的甚至是自然界根本没有的音响。另外，电子琴种类繁多，体积小，演奏携带方便，价格相对来说比较低廉。所以深受广大音乐爱好者的喜欢。然而，现有的电子琴大多采用类似钢琴的结构，利用机械按键进行触发，对于婴幼儿，儿童或者是手部有残疾的人来说，由于手部力量较弱或手部缺陷，无法亲身体验音乐演奏。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是：如何提供一种结构设计巧妙，操作使用简单，入门容易，易于激发演奏兴趣，使用安全，功耗较小成本低的基于主动式红外障碍检测的无弦电子琴。为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：一种基于主动式红外障碍检测的无弦电子琴，包括琴体以及设置在所述琴体内的电子控制单元；所述电子控制单元包括微处理器，用于供电的电源模块，用于储存音频文件的存储模块，用于进行数模信号转换的数模转换模块以及扬声器，所述电源模块、存储模块以及数模转换模块均电连接至所述微处理器，所述扬声器电连接至所述数模转换模块的输出端；其特征在于，还包括多个用于触发电子琴键音的无弦琴键模块，所述无弦琴键模块包括一对相互间隔且正对设置的红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和红外接收器均电连接至所述微处理器。采用上述装置，就可以预先将电子琴上每个键音的单音音频文件储存到存储模块中，然后通过微处理器控制每个无弦琴键模块的红外发射器发出红外信号，对应的红外接收器就可以接收到红外信号并反馈给微处理器，一旦某个无弦琴键模块的红外发射器和红外接收器之间存在遮挡，该无弦琴键模块的红外接收器收到的红外信号将会发生变化，微处理器即可判断该无弦琴键模块为当前演奏的无弦琴键模块，并从存储模块中调取对应的音频文件，经过数模转换模块的数模转换后，由扬声器进行发声。演奏者只需用手或其他物品遮挡在想要演奏的无弦琴键模块上的红外发射器和红外接收器之间，就可以触发该无弦琴键模块的声音，操作非常方便，不受手指力量的限制。对于婴幼儿或儿童，因无需按键即可发音，会大大激发其演奏兴趣。另外，红外发射器和红外接收器成本较低，功耗较小，对视网膜无伤害，适用于婴幼儿或儿童使用。进一步的，所述红外发射器和红外接收器均为脉冲型。传统红外障碍检测根据光强变化确定是否有障碍物遮挡，需要持续发出红外光，发出的红外光光强越大，能探测的距离就越长，但是随着光功率的增加，将会增加系统功耗。脉冲型的红外障碍监测，只会在监测的瞬间发出一束时间极短的红外光，由于时间短，系统平均功耗低。当红外发射器和红外接收器之间存在遮挡，收到的红外脉冲信号将会发生变化，微处理器实时监测红外脉冲信号，当信号的变化超过阈值，则判定为有障碍物遮挡。进一步的，所述红外接收器的采样频率至少为所述红外发射器的发射频率的2倍。根据奈奎斯特定理，在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率大于信号中最高频率的2倍时，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息。进一步的，还包括与所述无弦琴键模块对应设置的指示灯，所述指示灯电连接至所述微处理器。采用上述结构，可以通过微处理器根据当前触发的无弦琴键模块控制对应的指示灯点亮，为演奏者提供视觉反馈；还可以利用微处理器根据内置的教学程序控制指示灯点亮，引导初学者根据当前点亮的指示灯触发对应的无弦琴键模块，完成曲目的演奏。进一步的，所述指示灯为彩色LED指示灯。这样，可以利用微处理器根据内置的程序调节不同无弦琴键模块对应的LED指示灯的颜色，增强演奏时的观赏性。进一步的，所述微处理器上还连接有用于调节琴音升调的升调键模块和用于调节琴音降调的降调键模块；每个所述无弦琴键模块均对应设置有三个分别用于指示升调、平调以及降调状态的所述指示灯。进一步的，所述升调键模块和降调键模块均包括一对相互间隔且正对设置的红外发射器和红外接收器。进一步的，所述微处理器上还连接设置有能够用于显示曲目信息的显示屏。进一步的，多个所述无弦琴键模块呈圆弧形布置，且每个所述无弦琴键模块的红外发射器和红外接收器沿径向方向正对设置。进一步的，每个所述无弦琴键模块的红外发射器位于对应的红外接收器内。综上所述，本技术具有结构设计巧妙，操作使用简单，入门容易，易于激发演奏兴趣，使用安全，功耗较小成本低等优点。附图说明图1为本技术的电路原理结构示意图。图2为本技术琴体的外形结构示意图。图3为本技术实施例的发射装置电路图。图4为本技术实施例的接收端电路图。图5为本技术实施例的LED指示电路图。图6为本技术实施例的音频输出电路图。图7为自由模式下指示灯的控制流程图。图8为自由模式下电子琴的控制流程图。图9为练习模式下指示灯的控制流程图。图10为练习模式下电子琴的控制流程图。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步的详细说明。具体实施时：如图1和图2所示，一种基于主动式红外障碍检测的无弦电子琴，用于供电的电源模块3，用于储存音频文件的存储模块4，用于进行数模信号转换的数模转换模块5以及扬声器6，所述电源模块3、存储模块4以及数模转换模块5均电连接至所述微处理器2，所述扬声器6电连接至所述数模转换模块5的输出端；其特征在于，还包括多个用于触发电子琴键音的无弦琴键模块7，所述无弦琴键模块7包括一对相互间隔且正对设置的红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和红外接收器均电连接至所述微处理器2，所述红外发射器和红外接收器均为脉冲型。所述微处理器2上还连接设置有能够用于显示曲目信息的显示屏11。多个所述无弦琴键模块7呈圆弧形布置，且每个所述无弦琴键模块7的红外发射器和红外接收器沿径向方向正对设置。采用上述装置，就可以预先将电子琴上每个键音的单音音频文件储存到存储模块中，然后通过微处理器控制每个无弦琴键模块的红外发射器发出红外信号，对应的红外接收器就可以接收到红外信号并反馈给微处理器，一旦某个无弦琴键模块的红外发射器和红外接收器之间存在遮挡，该无弦琴键模块的红外接收器收到的红外信号将会发生变化，微处理器即可判断该无弦琴键模块为当前演奏的无弦琴键模块，并从存储模块中调取对应的音频文件，经过数模转换模块的数模转换后，由扬声器进行发声。演奏者只需用手或其他物品遮挡在想要演奏的无弦琴键模块上的红外发射器和红外接收器之间，就可以触发该无弦琴键模块的声音，操作非常方便，不受手指力量的限制。对于婴幼儿或儿童，因无需按键即可发音，会大大激发其演奏兴趣。另外，红外发射器和红外接收器成本较低，功耗较小，对视网膜无伤害，适用于婴幼儿或儿童使用。传统红外障碍检测根据光强变化确定是否有障碍物遮挡，需要持续发出红外光，发出的红外光光强越大，能探测的距离就越长，但是随着光功率的增加，将会增加系统功耗。脉冲型的红外障碍监测，只会在监测的瞬间发出一束时间极短的红外光，由于时间短，系统平均功耗低。当红外发射器和红外接收器之间存在遮挡，收到的红本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于主动式红外障碍检测的无弦电子琴，包括琴体(1)以及设置在所述琴体(1)内的电子控制单元；所述电子控制单元包括微处理器(2)，用于供电的电源模块(3)，用于储存音频文件的存储模块(4)，用于进行数模信号转换的数模转换模块(5)以及扬声器(6)，所述电源模块(3)、存储模块(4)以及数模转换模块(5)均电连接至所述微处理器(2)，所述扬声器(6)电连接至所述数模转换模块(5)的输出端；其特征在于，还包括多个用于触发电子琴键音的无弦琴键模块(7)，所述无弦琴键模块(7)包括一对相互间隔且正对设置的红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和红外接收器均电连接至所述微处理器(2)。

【技术特征摘要】
1.一种基于主动式红外障碍检测的无弦电子琴，包括琴体(1)以及设置在所述琴体(1)内的电子控制单元；所述电子控制单元包括微处理器(2)，用于供电的电源模块(3)，用于储存音频文件的存储模块(4)，用于进行数模信号转换的数模转换模块(5)以及扬声器(6)，所述电源模块(3)、存储模块(4)以及数模转换模块(5)均电连接至所述微处理器(2)，所述扬声器(6)电连接至所述数模转换模块(5)的输出端；其特征在于，还包括多个用于触发电子琴键音的无弦琴键模块(7)，所述无弦琴键模块(7)包括一对相互间隔且正对设置的红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和红外接收器均电连接至所述微处理器(2)。2.如权利要求1所述的基于主动式红外障碍检测的无弦电子琴，其特征在于，所述红外发射器和红外接收器均为脉冲型。3.如权利要求2所述的基于主动式红外障碍检测的无弦电子琴，其特征在于，所述红外接收器的采样频率至少为所述红外发射器的发射频率的2倍。4.如权利要求1所述的基于主动式红外障碍检测的无弦电子琴，其特征在于，还包括与所述无弦琴键模块(7)对应设置的指示灯(8)，所述指示灯(8)电连接至所述微处理器(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨奕，林健辉，孙钰伶，刘强，刘志强，谢磊，王长庚，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：新型
国别省市：重庆,50