CN102426830A - 一种弦类乐器的自动调音装置 - Google Patents

Abstract

一种弦类乐器的自动调音装置，涉及乐器技术领域，所解决的是弦类乐器调音的技术问题。该装置包括单片机、电机控制器、伺服电机、拾音头、弦钮接头；所述单片机的音频信号采集口连接拾音头，其各拨码信号输入端各接一拨码开关；所述伺服电机上设有一用于监测其动力轴转动角度的角度编码器；所述电机控制器的控制数据输入口连接单片机的控制数据输出口，其转速信号输出端及转向信号输出端分别接到伺服电机的转速控制端及转向控制端，其反馈信号输入端接到角度编码器的脉冲信号输出端；所述弦钮接头同轴固定在伺服电机的动力轴上，其端部设有与乐器弦钮相配合的弦钮连接孔。本发明提供的装置，适用于弦类乐器的调音。

Description

一种弦类乐器的自动调音装置

技术领域

本发明涉及乐器技术，特别是涉及一种弦类乐器的自动调音装置的技术。

背景技术

琴弦是弦类乐器中最容易磨损的地方，许多因素都会导致琴弦的张力变小而使乐器音不准，所以弦类乐器的琴弦保护非常重要。

弦类乐器的琴弦常规保护方法是在不使用乐器时将琴弦放松3至5度音，需要使用乐器时再借助电子调音器将弦音调准。弦类乐器的学琴者借助电子调音器进行调音时，先将电子调音器放置在琴头，再按所需调音的弦号拨动琴弦，然后根据电子调音器的指示，手动旋松琴弦或旋紧琴弦，直至电子调音器指示弦音正确。这种调音方式操作很不方便，往往需要往复旋松旋紧琴弦多次才能将弦音调准，需要花费较长的调音时间。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种操作方便，能节省调音时间的弦类乐器的自动调音装置。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种弦类乐器的自动调音装置，其特征在于：包括单片机、电机控制器、伺服电机、拾音头、弦钮接头；

所述单片机设有音频信号采集口、控制数据输出口及多个拨码信号输入端，其音频信号采集口连接拾音头，其各拨码信号输入端各接一拨码开关；

所述伺服电机上设有一用于监测其动力轴转动角度的角度编码器，该角度编码器设有一脉冲信号输出端；

所述电机控制器设有控制数据输入口、转速信号输出端、转向信号输出端、反馈信号输入端，其控制数据输入口连接单片机的控制数据输出口，其转速信号输出端接到伺服电机的转速控制端，其转向信号输出端接到伺服电机的转向控制端，其反馈信号输入端接到角度编码器的脉冲信号输出端；

所述弦钮接头呈柱状，其一端与伺服电机的动力轴同轴固接，另一端设有轴向向内凹限且能与乐器弦钮同轴套接的弦钮连接孔，所述弦钮连接孔的孔心轴线与弦钮接头的中心轴线重合。

本发明提供的弦类乐器的自动调音装置，利用拾音头拾取琴弦发出的乐音，利用单片机将拾音头拾取的乐音与标准音进行比较，再根据比较结果，通过伺服电机控制弦钮转动来实现琴弦的调音，使用者只需弹一下琴弦即可调准弦音，具有操作方便的特点，能节省琴弦调音时间。

附图说明

图1是本发明实施例的弦类乐器的自动调音装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种弦类乐器的自动调音装置，其特征在于：包括单片机U1、电机控制器U2、伺服电机M、拾音头B1、弦钮接头（图中未示）；

所述单片机U1设有音频信号采集口、控制数据输出口及多个拨码信号输入端，其音频信号采集口连接拾音头B1，其各拨码信号输入端各接一拨码开关（K01～K07，K11～K14）；

所述伺服电机M上设有一用于监测其动力轴转动角度的角度编码器B2，该角度编码器B2设有一脉冲信号输出端；

所述电机控制器U2设有控制数据输入口、转速信号输出端、转向信号输出端、反馈信号输入端，其控制数据输入口连接单片机U1的控制数据输出口，其转速信号输出端接到伺服电机M的转速控制端，其转向信号输出端接到伺服电机M的转向控制端，其反馈信号输入端接到角度编码器B2的脉冲信号输出端；

所述弦钮接头呈柱状，其一端与伺服电机M的动力轴同轴固接，另一端设有轴向向内凹限且能与乐器弦钮同轴套接的弦钮连接孔，所述弦钮连接孔的孔心轴线与弦钮接头的中心轴线重合。

本发明实施例中，所述电机控制器U2是型号为LM628的电机控制芯片。

本发明实施例中，所述拨码开关有11个，其中的7个拨码开关（K01～K07）分别为音级开关，分别对应7个音级（即简谱中的1、2、3、4、5、6、7），另四个拨码开关（K11～K14）中的一个拨码开关为音准设定开关（K14），其它三个拨码开关为音区开关（K11～K13），三个音区开关分别为低音开关（K11）、中音开关（K12）、高音开关（K13），每个拨码开关闭合时，单片机连接该拨码开关的拨码信号输入端为低电平，每个拨码开关开路时，单片机连接该拨码开关的拨码信号输入端为高电平；

本发明实施例的使用方法如下：

将音准设定开关（K14）闭合，单片机即工作在设定音准模式，将音准设定开关（K14）开路，单片机即工作在调音模式；

将其中一个音区开关及其中一个音级开关闭合，其它音区开关及其它音级开关开路时，单片机即将闭合的音区开关及音级开关所对应的音区及音级设定为当前音区、当前音级；

单片机工作在设定音准模式时，先通过音区开关及音级开关设定当前音区、当前音级，再拨动相应琴弦使其发声，单片机即通过拾音头拾取琴弦发出的乐音，并将其转换为数字音频后存储为当前音区的当前音级的标准音，例如要设定低音Do（对应简谱中的低音1）的标准音，即将低音开关（K11）及对应低音Do的音级开关闭合，然后拨动先前已调准音的琴弦，使其发出低音Do的乐音，单片机即将琴弦发出的低音Do的乐音存为低音Do的标准音，本发明实施例初次使用时需先进行一次各音区的各音级标准音设定；

单片机工作在调音模式时，先将弦钮接头端部的弦钮连接孔与当前琴弦（即待调音琴弦）的弦钮套接，再通过音区开关及音级开关设定当前琴弦所对应的当前音区、当前音级，然后拨动当前琴弦使其发声，单片机即通过拾音头拾取当前琴弦发出的乐音，并将其转换为数字音频后，与先前存储的当前音区的当前音级的标准音进行比较，并根据比较结果输出带有转动角度及转动方向的控制数据给电机控制器，电机控制器根据收到的控制数据输出相应控制信号来控制伺服电机的动力轴正转或反转，弦钮接头也随之转动，并带动当前琴弦的弦钮转动，电机控制器通过角度编码器反馈的信号实时检测伺服电机动力轴的转动角度，并在检测到伺服电机动力轴的转动角度与单片机发送来的转动角度数据一致时控制伺服电机停转，即完成对当前琴弦的调音；

例如要调试低音Do（对应简谱中的低音1）时，先使单片机工作在调音模式，再将弦钮接头端部的弦钮连接孔与低音Do所对应琴弦的弦钮套接，将低音开关（K11）及对应低音Do的音级开关闭合，然后拨动低音Do所对应的琴弦，使其发出乐音，单片机即通过拾音头拾取琴弦发出的乐音，并将其转换为数字音频后，与先前存储的低音Do的标准音进行比较，并根据两者之间的音差输出控制数据给电机控制器，由电机控制器控制伺服电机运行，伺服电机随即通过弦钮接头带动低音Do所对应琴弦的弦钮转动，使低音Do所对应琴弦的音准与单片机内所存储的低音Do的标准音一致。   

Claims (1)

1.一种弦类乐器的自动调音装置，其特征在于：包括单片机、电机控制器、伺服电机、拾音头、弦钮接头；

所述单片机设有音频信号采集口、控制数据输出口及多个拨码信号输入端，其音频信号采集口连接拾音头，其各拨码信号输入端各接一拨码开关；

所述伺服电机上设有一用于监测其动力轴转动角度的角度编码器，该角度编码器设有一脉冲信号输出端；

所述电机控制器设有控制数据输入口、转速信号输出端、转向信号输出端、反馈信号输入端，其控制数据输入口连接单片机的控制数据输出口，其转速信号输出端接到伺服电机的转速控制端，其转向信号输出端接到伺服电机的转向控制端，其反馈信号输入端接到角度编码器的脉冲信号输出端；

所述弦钮接头呈柱状，其一端与伺服电机的动力轴同轴固接，另一端设有轴向向内凹限且能与乐器弦钮同轴套接的弦钮连接孔，所述弦钮连接孔的孔心轴线与弦钮接头的中心轴线重合。

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