CN107316537A - 一种音乐练习地谱装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种音乐练习地谱装置及其控制方法，所述装置包括地垫、脚踏谱板、卷轴和控制系统。所述的脚踏谱板包括多个，分别为：下加一线、下加一间、1线、1间、2线、2间、3线、3间、4线、4间、5线；所述的脚踏谱板优选透明有机玻璃板，多个脚踏谱板之间进行柔性连接，按五线谱顺序上下布置。所述的地垫为柔性材料，多个脚踏谱板均匀布置固接在地垫上，卷轴设置在地垫的一端。将五线谱以地垫的形式铺在地下，采用传感器及单片机智能控制，小朋友能够以脚踏的方式进行识谱练习，有效解决了在幼儿识谱教学中的厌学情绪，能够让幼儿灵活的将理论和实践相结合，让幼儿能够在轻松愉悦的环境中学习音乐知识。

Description

一种音乐练习地谱装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及音乐教学设备技术领域，特别涉及一种音乐练习地谱装置及其控制方法。

背景技术

目前，在儿童的音乐教学中，缺乏体验式教学的方法与手段，缺乏一种能够让儿童灵活的将理论和实践结合的体验式教学方式，需要一种能够让儿童能够在轻松愉悦的环境中学习音乐知识的教学用具，尤其是在识谱的理论学习过程中，规避儿童因理论内容枯燥而产生的厌学情绪，从而增加学习记忆的趣味性与牢固度，是儿童音乐教学中需要解决的问题。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种音乐练习地谱装置及其控制方法，将五线谱以地垫的形式铺在地下，采用传感器及单片机智能控制，小朋友能够以脚踏的方式进行识谱练习，有效解决了在儿童识谱教学中的厌学情绪，增加学习记忆的趣味性与牢固度，本发明的地谱技术融入了音的四种性质：即音量、音值、音色和音高，能够让儿童灵活的将理论和实践相结合，让儿童能够在轻松愉悦的环境中学习音乐知识。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种音乐练习地谱装置，包括地垫、脚踏谱板、卷轴和控制系统。

所述的脚踏谱板包括多个，分别为：下加一线、下加一间、1线、1间、2线、2间、3线、3间、4线、4间、5线；所述的脚踏谱板优选透明有机玻璃板，多个脚踏谱板之间进行柔性连接，按五线谱顺序上下布置。

所述的地垫为柔性材料，多个脚踏谱板均匀布置固接在地垫上，卷轴设置在地垫的一端。

所述的控制系统包括单片机控制装置、液晶显示屏、音箱、灯带、压力传感器、振动器、红外遥控器和供电装置。

所述的单片机控制装置嵌于卷轴内部，液晶显示屏和音箱设置于卷轴上表面，灯带、压力传感器及振动器均为多个，分别设置于每个脚踏谱板与地垫之间，液晶显示屏、音箱、灯带、压力传感器和振动器均通过电缆与单片机控制装置相连接。

所述的单片机控制装置内部电路结构包括：主控MCU、信号接口扩展电路、DO接口扩展电路、继电器输出电路、电机驱动模块、RAM存储模块、ROM存储模块、音频解码模块、音频功放模块、红外遥控解码芯片和供电电路；所述的主控MCU为单片机芯片，其通过IO引脚分别连接信号接口扩展电路和DO接口扩展电路，通过信号接口扩展电路连接多个压力传感器，通过DO接口扩展电路连接继电器输出电路和电机驱动模块，通过继电器输出电路连接多个灯带，通过电机驱动模块连接多个振动器；所述的单片机芯片还通过IO引脚连接音频解码芯片，音频解码芯片依次连接音频功放模块和音箱；所述的单片机芯片还通过IO引脚连接LCD液晶显示屏和红外遥控解码芯片，同时单片机芯片还通过地址锁存器连接RAM存储模块和ROM存储模块。

一种音乐练习地谱装置的控制方法，所述方法包括：当脚踏谱板被踩踏时，谱板下面的压力传感器检测到压力变化，单片机控制装置检测到某个脚踏谱板被踩下，进行如下的控制：

1)触发此脚踏谱板下面的灯带发光；

2)控制此脚踏谱板下面的振动器的振动；

3)将此脚踏谱板对应的调式单音通过音箱播放出来。

所述方法还包括：由遥控器按键一键触发自动循环控制程序，所述的自动循环控制程序包括：

1)所有脚踏谱板下面的灯带和振动器按上行顺序自动点亮和振动，同时音箱发出对应的调式单音；

2)所有脚踏谱板下面的灯带和振动器按下行顺序自动点亮和振动，同时音箱发出对应的调式单音；

3)所有脚踏谱板下面的灯带和振动器按设定的曲谱顺序自动点亮和振动，同时音箱播放对应的音乐乐曲。

所述的设定的曲谱是存储器中预先存储的一些固定儿童练习曲目。

所述方法还包括：单片机控制装置根据教学的老师的遥控器按键操作，控制单个脚踏谱板发光和播放单个音。

所述方法还包括：单片机控制装置根据检测到的脚踏谱板的脚踏力度，即压力传感器的数值，调整振动器电机的电流，脚踏力度越大，振动越强，同时单片机控制装置还根据检测到的脚踏谱板的脚踏力度调整音箱的音量，脚踏力度越大，音量越大。

所述方法还包括：单片机控制装置根据遥控器按键操作对播放的音乐的音色进行设置，可以设置成例如：钢琴、人声、小提琴、笛子，还可以设置成小动物的叫声。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的一种音乐练习地谱装置，将五线谱以地垫的形式铺在地下，采用传感器及单片机智能控制，小朋友能够以脚踏的方式进行识谱练习，有效解决了在儿童识谱教学中的厌学情绪，能够让儿童灵活的将理论和实践相结合，让儿童能够在轻松愉悦的环境中学习音乐知识。

2、本发明的一种音乐练习地谱装置融入了音的四种性质：即音量、音值、音色和音高，通过脚踏力度感受音量，通过音色选择感受音色，通过踩踏时间长短感受音值，通过每个音阶的踩踏感受音高。

3、本发明的一种音乐练习地谱装置，采用声、光、振动三种方式将乐谱信号传递给学生，使学生更直观的体验到乐谱知识，产生音乐学习的乐趣。

4、本发明的一种音乐练习地谱装置，地垫为柔性材料，脚踏谱板之间进行柔性连接并设有卷轴，使本装置在不用时可以卷起放置。

5、本发明的一种音乐练习地谱装置，还可以在家庭中使用，家长可以在家中方便的对儿童进行教学与游戏，增加亲子互动，寓教于乐。

附图说明

图1为本发明的一种音乐练习地谱装置结构布置图；

图2为本发明的一种音乐练习地谱装置的单片机控制装置结构图。

其中：1-脚踏谱板 2-地垫 3-卷轴 4-音箱 5-LCD液晶显示屏。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，一种音乐练习地谱装置，包括地垫2、脚踏谱板1、卷轴3和控制系统。

所述的脚踏谱板1包括多个，分别为：下加一线、下加一间、1线、1间、2线、2间、3线、3间、4线、4间、5线；所述的脚踏谱板1为透明有机玻璃板，多个脚踏谱板1之间进行柔性连接，按五线谱顺序上下布置。

所述的地垫2为柔性材料，多个脚踏谱板1均匀布置固接在地垫1上，卷轴3设置在地垫2的一端。本发明的音乐练习地谱装置在不用时，可以用卷轴3卷起放置。

所述的地垫2底部为防滑设计，可以采用吸盘方式或设置防滑颗粒等进行防滑。

所述的控制系统包括单片机控制装置、液晶显示屏5、音箱4、灯带、压力传感器、振动器、红外遥控器和供电装置。

所述的单片机控制装置嵌于卷轴3内部，液晶显示屏5和音箱4设置于卷轴3上表面，灯带、压力传感器及振动器均为多个，分别设置于每个脚踏谱板1与地垫2之间，液晶显示屏5、音箱4、灯带、压力传感器和振动器均通过电缆与单片机控制装置相连接。

所述的单片机控制装置内部电路结构包括：主控MCU、信号接口扩展电路、DO接口扩展电路、继电器输出电路、电机驱动模块、RAM存储模块、ROM存储模块、音频解码模块、音频功放模块、红外遥控解码芯片和供电电路。

所述的主控MCU为单片机芯片，其通过IO引脚分别连接信号接口扩展电路和DO接口扩展电路，通过信号接口扩展电路连接多个压力传感器，通过DO接口扩展电路连接继电器输出电路和电机驱动模块，通过继电器输出电路连接多个灯带，通过电机驱动模块连接多个振动器。

所述的单片机芯片还通过IO引脚连接音频解码芯片，音频解码芯片依次连接音频功放模块和音箱4。

所述的单片机芯片还通过IO引脚连接LCD液晶显示屏5和红外遥控解码芯片。

所述的单片机芯片还通过地址锁存器连接RAM存储模块和ROM存储模块。

所述的多个脚踏谱板1中的多个灯带、振动器和压力传感器与卷轴3中单片机控制装置之间的连线设置于地垫2内部。

所述的供电装置包括锂电池和外部电源接口，锂电池与外部供电接口均连接单片机控制装置，为单片机控制装置提供电源。

所述的单片机控制装置还包括USB接口电路和蓝牙模块，单片机芯片通过USB接口电路与USB接口相连接。

所述的单片机优选STM32系列单片机。

所述的振动器优选扁平马达振动器。

所述的压力传感器优选压电陶瓷式压力传感器，其感受外部的压力，当有人踩踏到脚踏谱板时，压力传感器检测到脚踏信号，产生一个0-5V的电压信号发送给单片机控制装置。

所述的电机驱动模块优选L298N型直流电机驱动模块。

所述的红外遥控解码芯片优选BC7210芯片。

所述的遥控器包括壳体、功能按键和红外遥控编码芯片，红外遥控编码芯片可以为多种型号，与红外遥控解码芯片BC7210芯片配套即可。

一种音乐练习地谱装置的控制方法，所述方法包括：当脚踏谱板1被踩踏时，谱板1下面的压力传感器检测到压力变化，单片机控制装置检测到某个脚踏谱板被踩下，进行如下的控制：

1)触发此脚踏谱板1下面的灯带发光；

2)控制此脚踏谱板1下面的振动器的振动；

3)将此脚踏谱板1对应的调式单音通过音箱播放出来。

所述方法还包括：由遥控器按键一键触发自动循环控制程序，所述的自动循环控制程序包括：

1)所有脚踏谱板1下面的灯带和振动器按上行顺序自动点亮和振动，同时音箱发出对应的调式音阶；

2)所有脚踏谱板1下面的灯带和振动器按下行顺序自动点亮和振动，同时音箱发出对应的调式音阶；

3)所有脚踏谱板1下面的灯带和振动器按设定的曲谱顺序自动点亮和振动，同时音箱播放对应的音乐乐曲。

所述的设定的曲谱是存储器中预先存储的一些固定儿童练习曲目。

所述方法还包括：单片机控制装置根据教学的老师的遥控器按键操作，控制单个脚踏谱板1发光和播放单个音。即老师想让哪个踏板亮，哪个踏板就亮，然后学生可以按老师的操作指导进行脚踏练习。

所述方法还包括：单片机控制装置根据检测到的脚踏谱板1的脚踏力度，即压力传感器的数值，调整振动器电机的电流，脚踏力度越大，振动越强，同时单片机控制装置还根据检测到的脚踏谱板1的脚踏力度调整音箱4的音量，脚踏力度越大，音量越大。

所述方法还包括：单片机控制装置根据红外遥控器按键操作对播放的音乐的音色进行设置，可以设置成例如：钢琴、人声、小提琴、笛子，还可以设置成小动物的叫声。

本发明的音乐练习地谱装置的LCD液晶显示屏5配合红外遥控器实现功能的设置和显示功能。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (8)

1.一种音乐练习地谱装置，其特征在于，包括地垫、脚踏谱板、卷轴和控制系统；

所述的脚踏谱板包括多个，分别为：下加一线、下加一间、1线、1间、2线、2间、3线、3间、4线、4间、5线；所述的脚踏谱板优选透明有机玻璃板，多个脚踏谱板之间进行柔性连接，按五线谱顺序上下布置；

所述的地垫为柔性材料，多个脚踏谱板均匀布置固接在地垫上，卷轴设置在地垫的一端；

所述的控制系统包括单片机控制装置、液晶显示屏、音箱、灯带、压力传感器、振动器、红外遥控器和供电装置；

所述的单片机控制装置嵌于卷轴内部，液晶显示屏和音箱设置于卷轴上表面，灯带、压力传感器及振动器均为多个，分别设置于每个脚踏谱板与地垫之间，液晶显示屏、音箱、灯带、压力传感器和振动器均通过电缆与单片机控制装置相连接。

2.根据权利要求1所述的一种音乐练习地谱装置，其特征在于，所述的单片机控制装置内部电路结构包括：主控MCU、信号接口扩展电路、DO接口扩展电路、继电器输出电路、电机驱动模块、RAM存储模块、ROM存储模块、音频解码模块、音频功放模块、红外遥控解码芯片和供电电路；所述的主控MCU为单片机芯片，其通过IO引脚分别连接信号接口扩展电路和DO接口扩展电路，通过信号接口扩展电路连接多个压力传感器，通过DO接口扩展电路连接继电器输出电路和电机驱动模块，通过继电器输出电路连接多个灯带，通过电机驱动模块连接多个振动器；所述的单片机芯片还通过IO引脚连接音频解码芯片，音频解码芯片依次连接音频功放模块和音箱；所述的单片机芯片还通过IO引脚连接LCD液晶显示屏和红外遥控解码芯片，同时单片机芯片还通过地址锁存器连接RAM存储模块和ROM存储模块。

3.一种音乐练习地谱装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括：当脚踏谱板被踩踏时，谱板下面的压力传感器检测到压力变化，单片机控制装置检测到某个脚踏谱板被踩下，进行如下的控制：

1)触发此脚踏谱板下面的灯带发光；

2)控制此脚踏谱板下面的振动器的振动；

3)将此脚踏谱板对应的调式单音通过音箱播放出来。

4.根据权利要求3所述的一种音乐练习地谱装置的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：由遥控器按键一键触发自动循环控制程序，所述的自动循环控制程序包括：

1)所有脚踏谱板下面的灯带和振动器按上行顺序自动点亮和振动，同时音箱发出对应的调式音阶；

2)所有脚踏谱板下面的灯带和振动器按下行顺序自动点亮和振动，同时音箱发出对应的调式音阶；

3)所有脚踏谱板下面的灯带和振动器按设定的曲谱顺序自动点亮和振动，同时音箱播放对应的音乐乐曲。

5.根据权利要求4所述的一种音乐练习地谱装置的控制方法，其特征在于，所述的设定的曲谱是存储器中预先存储的一些固定儿童练习曲目。

6.根据权利要求3所述的一种音乐练习地谱装置的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：单片机控制装置根据教学的老师的遥控器按键操作，控制单个脚踏谱板发光和播放单个音。

7.根据权利要求3所述的一种音乐练习地谱装置的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：单片机控制装置根据检测到的脚踏谱板的脚踏力度，即压力传感器的数值，调整振动器电机的电流，脚踏力度越大，振动越强，同时单片机控制装置还根据检测到的脚踏谱板的脚踏力度调整音箱的音量，脚踏力度越大，音量越大。

8.根据权利要求3所述的一种音乐练习地谱装置的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：单片机控制装置根据遥控器按键操作对播放的音乐的音色进行设置，可以设置成例如：钢琴、人声、小提琴、笛子，还可以设置成小动物的叫声。