CN111948964B - 一种切换钢琴配套电子设备工作状态的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及切换钢琴配套电子设备工作状态的方法及实现该方法的装置。该装置包括架体，用于检测切换钢琴配套电子设备工作状态的装置周围的光强度的环境光传感器，检测钢琴黑键的琴键检测传感器，用于驱动所述钢琴配套电子设备开关或者置于节能状态的驱动开关，以及控制主板，控制主板接受环境光传感器、琴键检测传感器检测到的信号，控制主板的输出端与驱动开关电联接。本发明基于多用户场景“智能化”自适应开关机，免除了用户人工操作；在用户结束弹奏合上琴盖，可自动关机，避免因忘记人工关机消耗电池，增加电池续航时间，本发明不仅结构简单、可自动化运行不需要人为控制，而且可取消开关键，节省成本，也使得设备更为简洁美观。

Description

一种切换钢琴配套电子设备工作状态的方法及装置

技术领域

本发明涉及智能钢琴学习机，具体是一种可智能切换工作状态的钢琴学习机以及对应的切换方法。

背景技术

传统的钢琴练习是在钢琴老师的指导下进行的，请钢琴教师的费用较高，而且不能随时随地的得到教学指导。

随着电子信息技术的发展，数字技术正在逐渐渗透钢琴行业，用于采集传统钢琴数据（击键数据、声音数据、图像数据等）的配套电子设备越来越多。中国专利CN201710497916.6公开了一种智能钢琴学习机及其控制方法，智能钢琴学习机可以是钢琴上的一种附加设备，放置在钢琴的键盘上面，该设备采用上位机向LED灯条发送曲谱所显示需要弹奏按键的信息，根据信息点亮灯条所对应的LED指示灯，按下相应琴键，通过灯条的红外传感器捕捉琴键运动状态并将信息上传至上位机以完成跟灯弹奏，这样练习者可在钢琴学习机的指引下自行练习，较好的解决了传统钢琴练习中的缺点。

但是该智能钢琴学习机需要供电，通常设备配置有物理开关以控制设备的供电和断电，用户在使用所述设备时人工打开开关，结束使用所述设备时时人工关闭电源或拔出电源，需要人工操作，体验上并不方便，如果设备是内置电池供电，如果忘记关闭电源会减少设备的有效使用时间，增加充电频次，用户体验不佳。然而在讲究用户体验的今天，人们追求设备使用的简便，有必要设计出更加节能的智能钢琴学习机。但一旦取消传统开关键，“智能化”开关和节能控制需要“兼顾”整个从包装出厂到用户打开包装，将设备放置于钢琴键盘上，或不放置于钢琴键盘上，盖上或不盖上钢琴键盘琴盖的各类场景，自动的正确的进行开关和节能控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种根据用户使用情景自动切换配套电子设备开关机状态的装置，该装置可使设备从包装出厂到用户打开包装，放置于钢琴键盘上或不放置于钢琴上，盖上或不盖上钢琴键盘琴盖，针对各种场景都能自动的进行开关或节能控制，弹奏者在弹奏过程中不必分心关注设备的工作状态,简化用户开关机操作，延长设备电力支持时长。

本发明进一步要解决的技术问题是提供一种根据用户使用情景自动切换配套电子设备开关机状态的方法。

本发明解决上述第一个技术问题采用的技术方案如下。

一种切换钢琴配套电子设备工作状态的装置，用在钢琴配套电子设备上，包括：架体，为切换钢琴配套电子设备工作状态的装置的支撑部分；环境光传感器，设置在架体上，用于检测切换钢琴配套电子设备工作状态的装置周围的光强度，当设备处包装盒内或放置于钢琴键盘上并盖上琴盖时，检测到环境光弱，用于控制设备关闭或处于低功耗状态；琴键检测传感器，设置在架体上，用于检测设备是否放置于钢琴键盘上，用于进一步在环境光基础上区分设备是否归位于钢琴键盘上，若未放置在钢琴键盘上，即使有光也应该控制设备处于关闭或处于低功耗状态，否则设备也会徒消耗电能，该琴键检测传感器包括配对的发射端和接收端，当接收端被钢琴黑键阻挡不能接收到发射端的发射信号时所述琴键检测传感器置于黑键检出状态，当接收端可接收到发射端的发射信号时所述琴键检测传感器置于黑键检未出状态,也可以检测白键，即设置朝向白键的红外发射和接收器，根据接收器接收的来自白键的反射红外信号强度判断是否处于白键检出状态，当检测不到反射信号或信号微弱时，认为白捡未检出；驱动开关，用于驱动所述钢琴配套电子设备开关或者置于节能状态；以及控制主板，所述控制主板接受环境光传感器、琴键检测传感器检测到的信号，控制主板的输出端与驱动开关电联接；其中，当环境光传感器检测到切换钢琴配套电子设备工作状态的装置周围的光强度超过阈值、并且琴键检测传感器处于黑键检出状态时，所述控制主板控制驱动开关使钢琴配套电子设备为正常工作状态，否则控制主板控制驱动开关使钢琴配套电子设备关断电源或者置于低功耗状态。即，当设备处理包装盒内时，环境光弱，控制设备处于关闭状态；当设置暴露于有光环境，但没有放置于钢琴键盘时，控制设置处于节能慢速工作状态；当设备暴露于有光环境，且检测出设备放置于钢琴键盘上时控制设备处于正常工作状态，但当长时没有弹奏按键时，可控制进入节能慢速状态或休眠状态，当接收到上位机（比如通过蓝牙连接的APP）的唤醒命令时，重新进行正常工作状态。基于该方法实现对各类环境统一兼顾的开关和节能控制。

作为本发明上述切换钢琴配套电子设备工作状态的装置的改进，所述琴键检测传感器的发射端和接收端相对或者平行设置，用于检出钢琴黑键。

作为本发明上述切换钢琴配套电子设备工作状态的装置的进一步改进，当接收端被钢琴黑键阻挡不能接收到发射端的发射信号时所述琴键检测传感器置于琴键检出状态，当接收端可接收到发射端的发射信号时所述琴键检测传感器置于琴键检未出状态。

作为本发明上述切换钢琴配套电子设备工作状态的装置的进一步改进，所述琴键检测传感器的发射端和接收端并行设置。

作为本发明上述切换钢琴配套电子设备工作状态的装置的进一步改进，所述琴键检测传感器为1组，这时选择钢琴键盘中部的按键进行检测，如果中部按键被检出，认为设备放置于钢琴键盘上。

作为本发明上述切换钢琴配套电子设备工作状态的装置的进一步改进，所述琴键检测传感器至少为2组。

作为本发明上述切换钢琴配套电子设备工作状态的装置的进一步改进，所述的一组琴键检测传感器检测钢琴左侧的钢琴按键，另一组琴键检测传感器检测钢琴右侧的钢琴按键,两组分别检查设备左右两端是否放置于钢琴键盘上，若两端都要检测到放置于钢琴键盘上，则认为设备整体放置在了钢琴键盘上。

作为本发明上述切换钢琴配套电子设备工作状态的装置的进一步改进，所述检测钢琴左侧钢琴按键以及检测钢琴右侧钢琴按键的琴键检测传感器皆为2组及其以上，检测同侧钢琴按键的琴键检测传感器协同判断，当至少1组的同侧琴键检测传感器处于琴键检出状态时，该侧琴键检测传感器为琴键检出状态，有且仅有两侧都为琴键检出状态时琴键检测传感器向控制主板输入琴键检出状态信号，否则琴键检测传感器向控制主板输入琴键未检出状态信号。

作为本发明上述切换钢琴配套电子设备工作状态的装置的进一步改进，所述架体架设在钢琴键盘上，琴键检测传感器设置在架体下方。

作为本发明上述切换钢琴配套电子设备工作状态的装置的进一步改进，所述琴键检测传感器为红外收发装置、超声波收发装置、接触式开关或雷达感应装置中的任意一种。

本发明解决上述第二个技术问题采用的技术方案如下。

一种切换钢琴配套电子设备工作状态的方法，包括以下步骤：

采集设备的当前环境光强度，对比采集的光强和预设的临界值，若采集的光强大于等于临界值，输出当前环境为明亮状态，若采集的光强小于临界值，输出当前环境为黑暗状态；

检测前述切换钢琴配套电子设备工作状态的装置是否处在归位状态；

当当前环境为明亮状态并且切换钢琴配套电子设备工作状态的装置为归为状态时，所述钢琴配套电子设备工作正常工作，否者控制所述钢琴配套电子设备工作关闭或者置于低功耗模式。

作为本发明上述切换钢琴配套电子设备工作状态的方法的改进，其中切换钢琴配套电子设备工作状态的装置是否处在归位状态的方法为检测装置包括发射端和接收端，当接收端被钢琴黑键阻挡不能接收到发射端的发射信号时所述琴键检测传感器置于琴键检出状态，当接收端可接收到发射端的发射信号时所述琴键检测传感器置于琴键检未出状态。

本发明 “智能化”判别设备从包装出厂到客户使用设备所处各类环境，包括设备是否置于包装盒或黑暗环境，（打开包装）暴露于有光环境但未放于钢琴键盘上，暴露于有光环境且放置于钢琴键盘上，放置于钢琴键盘上后是否盖上钢琴键盘盖子，根据所处环境自适应开关机，免除了人工开关机操作；在用户结束弹奏合上琴盖，可自动关机，避免因忘记人工关机消耗电池，增加电池续航时间，本发明不仅结构简单、可自动化运行不需要人为控制，而且可取消开关键,使得设备更为简洁美观。

附图说明

附图1为本发明切换钢琴配套电子设备工作状态的装置的结构示意图。

附图2为本发明一未放置于钢琴键盘上的状态示意图。

附图3为本发明另一未放置于钢琴键盘上的状态示意图。

附图4为本发明切换钢琴配套电子设备工作状态的第二实施方式的结构示意图。

附图5为本发明同侧琴键检测传感器协同配合示意图。

附图6为本发明切换钢琴配套电子设备工作状态的第三实施方式的结构示意图。

附图中，1为钢琴键盘、2为黑键、3为环境光传感器、4为红外发射器、5为红外接受器、6为架体、7为单侧琴键检测传感器。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

参看图1所示的本发明切换钢琴配套电子设备工作状态的装置，该装置是钢琴配套电子设备的附加机构，用于依据环境状态自动控制钢琴配套电子设备的工作状态，例如关断电源或者置于低功耗模式。切换钢琴配套电子设备工作状态的装置主体是一个架体6，架设与钢琴键盘1上方，架体6上设置有环境光传感器3和琴键检测传感器。其中环境光传感器3可选用感光三极管，感光三极管电阻为300Ω，用于检测设备周围环境光强度。如果环境光无或弱，则“环境光强度输出”输出低电平，表示环境光弱，如果环境光光强超过阈值，则“环境光强度输出”输出高电平，表示环境光强。琴键检测传感器设置在架体6下方，并且至少为2组，甚至琴键检测传感器与钢琴的黑键2的数目一致，其包括配对的红外发射器4和红外接收器5，红外发射器4和红外接收器5之间的间距稍大于黑键2的宽度，当本发明切换钢琴配套电子设备工作状态的装置正常架设在钢琴键盘1上方时，也即图1所示状态，此时黑键2在红外发射器4和红外接收器5之间，所有的红外接收器5都接受不到红外发射器4发出的信号，认为本设备处于“放置于钢琴键盘上”状态。而若只要有任一的一个红外接收器5能够正常接收红外发射器4发出的信号，要么是本装置并未放置在钢琴键盘1上，如图2所示，要么是本装置并未正确的放置在钢琴键盘1上，例如图3所示的倾斜情况，这些情况下认为本设备处于“未放置于钢琴键盘上”的状态。在本发明的其他一些实施方式中，红外发射器4和红外接收器5可被替换为成对使用的超声波收发装置或雷达感应装置，甚至被替换为单侧琴键检测传感器7，其发射端与接收端并行设置，参看图4，发射端发射的信号经黑键2反射后被接收端接收，例如超声波传感器。

本发明切换钢琴配套电子设备工作状态的装置还具有控制主板与驱动开关，控制主板接收环境光传感器3和琴键检测传感器的信号，在环境光弱的条件下，不管琴键检测传感器的状态如何，控制主板都将通过驱动开关使设备置于关断或者低功耗模式下，因为在环境光为弱时，一是由于设备还在箱子中并未取出，二是安放在了钢琴键盘1上，但是钢琴键盘盖子盖合，这两种情况下应使设备关断或者处于低功耗模式下节省电能，延长设备使用时间。同样的，只要有任一的一个红外接收器5接收到红外发射器4发出的信号，控制主板都将通过驱动开关使设备置于关断或者低功耗模式下；当切仅当环境光光强超过阈值，并且所有的红外接收器5接收不到信号，也即本装置正确的放置在了钢琴键盘1上后，本装置才正常工作。

本发明切换钢琴配套电子设备工作状态的装置还具有其他的智能节能自动设置方式，例如低频率用户按键检测：如果处于设备放置于键盘状态，持续检测用户按键，如果长时没有按键按过，降低按键检测频率，减少红外器件的工作时长，达到节能的目的。

以及上位机（比如平板电脑或手机）节能指令接收与执行：所述设备与上位机通过蓝牙或WiFi等方式通讯，若接收到上位机/APP唤醒指令，唤醒设备，方法可以是执行CPU串口唤醒指令（有的CPU具有这个功能）；若接收到上位机/APP减速/休眠指令，控制设备进入减速/休眠状态。

当然，环境光传感器3和琴键检测传感器的状态都可以使设备处在低功耗状态下，但还可以进一步细分来达到极致节省电能，如果环境光传感器3检测为环境光弱，设备进入极低功耗状态下，此时99%器件关闭以节省电能。

设备处于“未放置在钢琴键盘上”状态：环境光传感器3根据环境光强度输出“明亮环境”状态，但琴键检测传感器发现未放置的键盘上，控制电控模块工作在低功耗状态（低频/5秒扫描）；

设备处于“放置在钢琴键盘上”状态，掀开钢琴键盘盖子时，黑暗检测模块根据环境光强度输出“明亮环境”状态，键盘检测模块发现设备放置的键盘上：控制设备处于键盘正常工作状态，长时间用户没有按键，转低速模式，有按键，恢复正常模式。

上位机模块：向”开关和节能控制模块”发送指令，开关和节能控制模块若接收到上位机/APP唤醒指令，唤醒设备；若接收到上位机/APP休眠指令，控制设备进入休眠状态。

本发明还提供了切换钢琴配套电子设备工作状态的方法，包括以下步骤：

采集设备的当前环境光强度，对比采集的光强和预设的临界值，若采集的光强大于等于临界值，输出当前环境为明亮状态，若采集的光强小于临界值，输出当前环境为黑暗状态；

检测切换钢琴配套电子设备工作状态的装置是否处在归位状态，其中检测方法为检测装置包括发射端和接收端，当接收端被钢琴黑键阻挡不能接收到发射端的发射信号时所述琴键检测传感器置于黑键检出状态，当接收端可接收到发射端的发射信号时所述琴键检测传感器置于黑键检未出状态；

当当前环境为明亮状态并且切换钢琴配套电子设备工作状态的装置为归为状态时，所述钢琴配套电子设备工作正常工作，否者控制所述钢琴配套电子设备工作关闭或者置于低功耗模式。

应当注意的是，上述采集设备的当前环境光强度以及检测切换钢琴配套电子设备工作状态的装置是否处在归位状态两个步骤之间并无严格意义上的先后顺序。

为增强健壮性，防止个别黑键被人为按下，干扰以上放置状态的正确判断，所述的检测装置有多组，且分别检测钢琴的左右两端，参见图5，所述检测钢琴左侧钢琴按键以及检测钢琴右侧钢琴按键的琴键检测传感器皆为2组，检测同侧钢琴按键的琴键检测传感器协同判断，当至少1组的同侧琴键检测传感器处于琴键检出状态时，该侧琴键检测传感器为琴键检出状态，有且仅有两侧都为琴键检出状态时琴键检测传感器向控制主板输入琴键检出状态信号，否则琴键检测传感器向控制主板输入琴键未检出状态信号。

一种简便的检测方法是，选择键盘中部的按键进行检测，参见图6，若检出按键，认为设备放置在了钢琴键盘上。

Claims (10)

1.一种切换钢琴配套电子设备工作状态的装置，用在钢琴配套电子设备上，其特征在于，包括：

架体，为切换钢琴配套电子设备工作状态的装置的支撑部分；环境光传感器，设置在架体上，用于检测切换钢琴配套电子设备工作状态的装置周围的光强度；

琴键检测传感器，设置在架体上，该琴键检测传感器包括配对的发射端和接收端，根据接收信号判别是否检测出钢琴黑键或白键；

驱动开关，用于驱动所述钢琴配套电子设备开关或者置于低功耗状态；

以及控制主板，所述控制主板接收环境光传感器、琴键检测传感器检测到的信号，控制主板的输出端与驱动开关电联接；

其中，当环境光传感器检测到切换钢琴配套电子设备工作状态的装置周围的光强度超过阈值、并且琴键检测传感器检测出钢琴黑键或白键时，所述控制主板控制驱动开关使钢琴配套电子设备为正常工作状态，否则控制主板控制驱动开关使钢琴配套电子设备关断电源或者置于低功耗状态。

2.根据权利要求1所述的切换钢琴配套电子设备工作状态的装置，其特征在于，所述琴键检测传感器的发射端和接收端相对或者平行设置，用于检出钢琴黑键。

3.根据权利要求2所述的切换钢琴配套电子设备工作状态的装置，其特征在于，当接收端被钢琴黑键阻挡不能接收到发射端的发射信号时所述琴键检测传感器置于琴键检出状态，当接收端可接收到发射端的发射信号时所述琴键检测传感器置于琴键未检出状态。

4.根据权利要求1所述的切换钢琴配套电子设备工作状态的装置，其特征在于，所述琴键检测传感器至少为2组。

5.根据权利要求4所述的切换钢琴配套电子设备工作状态的装置，其特征在于，所述的一组琴键检测传感器检测钢琴左侧的钢琴按键，另一组琴键检测传感器检测钢琴右侧的钢琴按键。

6.根据权利要求5所述的切换钢琴配套电子设备工作状态的装置，其特征在于，所述检测钢琴左侧钢琴按键以及检测钢琴右侧钢琴按键的琴键检测传感器皆为2组及其以上，检测同侧钢琴按键的琴键检测传感器协同判断，当至少1组的同侧琴键检测传感器处于琴键检出状态时，该侧琴键检测传感器为琴键检出状态，有且仅有两侧都为琴键检出状态时琴键检测传感器向控制主板输入琴键检出状态信号，否则琴键检测传感器向控制主板输入琴键未检出状态信号。

7.根据权利要求1至6任一所述的切换钢琴配套电子设备工作状态的装置，其特征在于，所述架体架设在钢琴键盘上，琴键检测传感器设置在架体下方。

8.根据权利要求7所述的切换钢琴配套电子设备工作状态的装置，其特征在于，所述琴键检测传感器为红外收发装置、超声波收发装置、接触式开关或雷达感应装置中的任意一种。

9.一种切换钢琴配套电子设备工作状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集设备的当前环境光强度，对比采集的光强度和预设的临界值，若采集的光强度大于等于临界值，输出当前环境为明亮状态，若采集的光强度小于临界值，输出当前环境为黑暗状态；

检测权利要求1所述的切换钢琴配套电子设备工作状态的装置是否处在钢琴配套电子设备处于“ 放置在钢琴键盘上”的状态；

当前环境为明亮状态并且切换钢琴配套电子设备工作状态的装置为钢琴配套电子设备处于“ 放置在钢琴键盘上”的状态时，所述钢琴配套电子设备正常工作， 否则控制所述钢琴配套电子设备电源关闭或者置于低功耗模式。

10.根据权利要求9所述的切换钢琴配套电子设备工作状态的方法，其特征在于，其中切换钢琴配套电子设备工作状态的装置是否处在钢琴配套电子设备处于“ 放置在钢琴键盘上”的状态的方法为检测装置包括发射端和接收端，当接收端被钢琴黑键阻挡不能接收到发射端的发射信号时所述琴键检测传感器置于琴键检出状态，当接收端可接收到发射端的发射信号时所述琴键检测传感器置于琴键未检出状态。