CN209912214U

CN209912214U - 光信号提示设备、便携式指法练习键盘及钢琴

Info

Publication number: CN209912214U
Application number: CN201920180932.7U
Authority: CN
Inventors: 赵屹帆; 黄向阳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2020-01-07
Anticipated expiration: 2029-02-01

Abstract

本实用新型提供一种光信号提示设、便携式指法练习键盘及钢琴，能够实现分阶段训练的效果。该设备包括底板、主控板和多个级联的LED板；所述主控板和多个级联的LED板可拆卸地安装在底板上；所述主控板上集成设置有微处理器和蓝牙模块，所述蓝牙模块与移动终端通信连接，实时接收移动终端发送的电子乐谱信号，并传输至微处理器；微处理器根据接收到的电子乐谱信号编制LED控制码，输出时钟信号和串型数组至每个LED板；每个LED板上的移位寄存器根据时钟信号对串行数据进行移位锁存，移位寄存器各输出端的高低电平控制相应的LED灯的亮/灭状态，以达到钢琴教学辅助的效果。

Description

光信号提示设备、便携式指法练习键盘及钢琴

技术领域

本实用新型涉及信号处理领域，特别地涉及一种用于辅助钢琴教学的光信号提示设、便携式钢琴指法练习键盘及钢琴。

背景技术

传统钢琴的辅助装置放置于钢琴键盘上，没有和钢琴融为一体，容易挪动，也影响了钢琴整体的美观。还有一些辅助装置放置于钢琴键盘下方，需要拆卸钢琴键盘，破坏了钢琴原始的音色，组装复杂，需要专业的调音师矫音等等。

发明人在研究过程中，还发现现有技术存在以下问题：

现有的钢琴教学辅助设备中LED板与底板是一体的，如果某个LED板上的灯坏了，不易更换。

现有的钢琴教学辅助设备为单色灯或双色灯，双色灯主要是引导初学者练习左右手，无法实现分阶段训练的效果。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于辅助钢琴教学的光信号提示设备、便携式钢琴指法练习键盘以及应用该光信号提示设备的钢琴，能够实现分阶段训练的效果。

一种用于辅助钢琴教学的光信号提示设备，该设备包括底板、主控板和多个级联的LED板；所述主控板和多个级联的LED板可拆卸地安装在底板上；

所述主控板上集成设置有微处理器和蓝牙模块，所述蓝牙模块与移动终端通信连接，实时接收移动终端发送的电子乐谱信号，并传输至微处理器；微处理器根据接收到的电子乐谱信号编制LED控制码，输出时钟信号和串型数组至每个LED板。

多个级联的LED板中，第一级LED板的输入端与微处理器的输出端连接，下一级LED板的的输入端接前一级LED板的输出端；每个LED板上集成设置有移位寄存器和多个颜色不同的LED灯，所述移位寄存器的输入端与微处理器连接，输出端与LED灯连接，用于接收微处理器发送的时钟信号和串行数据，根据时钟信号对串行数据进行移位锁存，控制相应的LED灯的亮灭。

所述多个LED灯呈金字塔状多层分布。

一种便携式钢琴指法练习键盘，其特征是，包括壳体和多个均匀设置在壳体上的按键，所述壳体内设置有如上所述的光信号提示设备。

所述LED灯分布在一个平面上。

在每个按键相对应的位置设置有LED板，所述按键数量为18个。

一种钢琴，该钢琴包括如上所述的光信号提示设备。

通过上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为：

（1）本实用新型将LED板与底板是分体式安装，便于更换LED板，并且多个LED板之间采用级联的方式连接，可根据使用需要LED板的数量进行级联，无需重新设计；

（2）本实用新型通过蓝牙模块与手机通信连接，实时接收手机发送电子乐谱信号，主控板根据接收到的电子乐谱信号编制LED控制码，并利用主控板上微处理器的通用IO口输出时钟和串行数据至每个LED板；每个LED板上的移位寄存器根据时钟信号对串行数据进行移位锁存，移位寄存器各输出端的高低电平控制相应的LED灯的亮/灭状态，以达到钢琴教学辅助的效果。

附图说明

附图用于更好地理解本实用新型，不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1是实施例一光信号提示设备的结构示意图；

图2是实施例一LED板的电路图；

图3是实施例二便携式钢琴练习键盘的电路图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例一

请参阅附图1，本实施例提供一种用于辅助钢琴教学的光信号提示设备，该设备包括底板、主控板1、九个级联的LED板2和供电模块3，所述主控板1、若干个级联的LED板2和供电模块3分别可拆卸地安装在底板上，所述主控板1通过蓝牙信号与移动终端4通信连接，用于接收实时接收终端4发送电子乐谱信号，主控板1根据接收到的电子乐谱信号编制LED控制码，并输出时钟和串行数据至每个LED板2，每个LED板2上的移位寄存器根据时钟信号对串行数据进行移位锁存，移位寄存器各输出端的高低电平控制相应的LED灯的亮/灭状态；所述供电模块3分别与主控板1、九个级联的LED板2连接，用于给主控板1、九个级联的LED板2供电。

具体的，所述主控板1上集成设置有微处理器11和蓝牙模块12，所述蓝牙模块12通过UART接口与微处理器11连接，用于与移动终端4通信连接，实时接收移动终端4发送的电子乐谱信号，并传输至微处理器11，微处理器11根据接收到的电子乐谱信号编制LED控制码；所述微处理器11分别与每个LED板2上的移位寄存器时钟端连接，用于通用IO口给每个LED板上的移位寄存器的发送时钟信号；所述微处理器11还与最靠近主控板的LED板上的移位寄存器输入端连接，后续的LED板上的移位寄存器依次级联，用于将编制LED控制码的串行数据依次传送至每个LED板上的移位寄存器。

具体的，每个LED板2与每个琴键的位置相对应，每个LED板2上集成有移位寄存器21和多个颜色不同且呈金字塔状排列布置的LED灯22，每个LED板上的移位寄存器21的时钟端与主控板的微处理器11连接，用于接收微处理器发送的时钟信号；最靠近LED板上的移位寄存器21输入端与主控板的微处理器连接，输出端与下一级LED板上的移位寄存器输入端连接，下一级LED板上的移位寄存器输出端与下下一级LED板上的移位寄存器输入端连接，后续的N-1个LED板上的移位寄存器按照前级LED板上的移位寄存器输出端接后级LED板上的移位寄存器输入端的方式级联，用于依次接收微处理器发送的串行数据；每个移位寄存器21的各输出端连接相应的LED灯22；LED板上的移位寄存器21根据时钟信号对串行数据进行移位锁存，移位寄存器各输出端的高低电平控制相应的LED灯22的亮灭。

本实施例提出的用于辅助钢琴教学的光信号提示设备使用时，移动终端在播放乐谱的同时，蓝牙模块实时接收手机发送电子乐谱信号，主控板上的微处理器根据接收到的电子乐谱信号编制LED控制码，并利用通用IO口输出时钟和串行数据至每个LED板；每个LED板上的移位寄存器根据时钟信号对串行数据进行移位锁存，移位寄存器各输出端的高低电平控制相应的LED灯的亮/灭状态，使得每个LED板对应于每个琴键的LED灯的亮/灭状态随之改变，用以提示钢琴操作者当前音符。

本实施例提出的主控板1上还集成有稳压模块13，所述稳压模块13的输入端通过供电口与供电模块连接，输出端与蓝牙模块12和微处理器11连接，用于给蓝牙模块和微处理器提供稳定电源。在本申请中，所述稳压模块13采用现有的技术结构，不再赘述。

本实施例提出的主控板1上还集成有状态指示灯14和晶振模块15，所述状态指示灯和晶振模块分别与微处理器连接，用于显示微处理器与蓝牙模块的通信状态，当微处理器与蓝牙模块完成通信后，状态指示灯每秒闪烁一次。

优选地，所述微处理器11采用STM32单片机，STM32单片机与蓝牙模块利用UART口进行通信，当STM32单片机与蓝牙模块完成通信后，主控板上的状态指示灯每秒闪烁一次。

在本实施例中，所述LED板2的数量可根据实际需要的个数进行级联，级联时需要将当前最末级LED板的数据输出口（Dout）接入新LED板的数据输入口（Din），并接入时钟线和电源。

请参阅附图2，每个LED板2上集成设置有1个8位74HC164型移位寄存器21和6个LED灯22，颜色分别为白、红、橙、黄、绿、蓝等6种颜色，这样每个琴键有6个不同颜色的LED灯的亮/灭状态可控。

在本实施例中，6个LED灯22呈金字塔状排列布置，分三层分布，第一层是白色灯；第二层是红色、橙色灯；第三层是黄色、绿色、蓝色灯。

在本实施例中，该6个LED灯可采用如下工作方式：

（1）移位寄存器控制白色灯亮，则提示用户用左手弹钢琴键；若移位寄存器控制白色灯和红色灯亮，则提示用户用左手大拇指弹钢琴键；若移位寄存器控制白色灯和橙色灯亮，则提示用户用左手食指弹钢琴键；若移位寄存器控制白色灯和黄色灯亮，则提示用户用左手中指弹钢琴键；若移位寄存器控制白色灯和绿色灯亮，则提示用户用左手无名指弹钢琴键；若移位寄存器控制白色灯和蓝色灯亮，则提示用户用左手小拇指弹钢琴键；

（2）移位寄存器控制白色灯亮，则提示用户弹重音或跳音或保持音等提示音；若移位寄存器控制白色灯和红色灯亮，则提示用户用左手大拇指弹重音；若移位寄存器控制白色灯和橙色灯亮，则提示用户用左手食指弹重音；若移位寄存器控制白色灯和黄色灯亮，则提示用户用左手中指弹重音；若移位寄存器控制白色灯和绿色灯亮，则提示用户用左手无名指弹重音；若移位寄存器控制白色灯和蓝色灯亮，则提示用户用左手小拇指弹重音。

本公开采用多个不同颜色LED灯，针对初学者可以采用方式（1），针对左右手已不会搞混的学者可以采用方式（2），实现了分阶段练习的效果。

在本实施例中，所述底板上设置有1个主控板和9个集成LED板的插槽位，并实现主控板与所有LED板之间时钟信号传输以及主控板与第1级LED板输入端之间的信号传输，其余第2-9级LED板实现级联，前一级的输出端接下一级的输入端，以此类推，第9级LED板无需引出输出端。

在本实施例中，所述供电模块3给主控板和所有LED板提供5V直流电源供电。优选地，所述供电模块3采用220V AC-5V DC适配器。

在本实施例中，所述移动终端4为手机。

本实施例提出的光信号提示设备将LED板与底板是分体式安装，便于更换LED板，并且多个LED板之间采用级联的方式连接，可根据使用需要LED板的数量进行级联，无需重新设计；通过蓝牙模块与手机通信连接，实时接收手机发送电子乐谱信号，主控板根据接收到的电子乐谱信号编制LED控制码，并利用主控板上微处理器的通用IO口输出时钟和串行数据至每个LED板；每个LED板上的移位寄存器根据时钟信号对串行数据进行移位锁存，移位寄存器各输出端的高低电平控制相应的LED灯的亮/灭状态，以达到钢琴教学辅助的效果。

实施例二

请参阅附图3，本实施例提供一种便携式钢琴指法练习键盘，该便携式钢琴练习键盘包括壳体、设置在壳体上的18个钢琴键、设置在壳体内的底板、主控板、以及设置在每个钢琴键的下方的LED板、供电模块，多个LED板之间级联连接，所述主控板、LED板和供电模块分别可拆卸地安装在底板上，所述主控板通过蓝牙信号与移动终端通信连接，用于接收实时接收移动终端发送电子乐谱信号，主控板根据接收到的电子乐谱信号编制LED控制码，并输出时钟和串行数据至每个LED板，每个LED板上的移位寄存器根据时钟信号对串行数据进行移位锁存，移位寄存器各输出端的高低电平控制相应的LED灯的亮/灭状态；所述供电模块分别与主控板、每个LED板连接，用于给主控板、LED板供电。

具体的，所述主控板上集成设置有微处理器和蓝牙模块，所述蓝牙模块通过UART接口与微处理器连接，用于与移动终端通信连接，实时接收移动终端发送的电子乐谱信号，并传输至微处理器，微处理器根据接收到的电子乐谱信号编制LED控制码；所述微处理器分别与每个LED板上的移位寄存器时钟端连接，用于通用IO口给每个LED板上的移位寄存器的发送时钟信号；所述微处理器还与最靠近主控板的LED板上的移位寄存器输入端连接，后续的LED板上的移位寄存器依次级联，用于将编制LED控制码的串行数据依次传送至每个LED板上的移位寄存器。

具体的，每个LED板上集成有移位寄存器和多个颜色不同位于同一平面上的LED灯，每个LED板上的移位寄存器的时钟端与主控板的微处理器连接，用于接收微处理器发送的时钟信号；最靠近LED板上的移位寄存器输入端与主控板的微处理器连接，输出端与下一级LED板上的移位寄存器输入端连接，下一级LED板上的移位寄存器输出端与下下一级LED板上的移位寄存器输入端连接，后续的N-1个LED板上的移位寄存器按照前级LED板上的移位寄存器输出端接后级LED板上的移位寄存器输入端的方式级联，用于依次接收微处理器发送的串行数据；每个移位寄存器的各输出端连接相应的LED灯22；LED板上的移位寄存器根据时钟信号对串行数据进行移位锁存，移位寄存器各输出端的高低电平控制相应的LED灯的亮灭。

本实施例提出的便携式钢琴指法练习键盘使用时，移动终端在播放乐谱的同时，蓝牙模块实时接收手机发送电子乐谱信号，主控板上的微处理器根据接收到的电子乐谱信号编制LED控制码，并利用通用IO口输出时钟和串行数据至每个LED板；每个LED板上的移位寄存器根据时钟信号对串行数据进行移位锁存，移位寄存器各输出端的高低电平控制对应于每个琴键的LED灯的亮/灭状态随之改变，用以提示钢琴操作者当前音符。

本实施例提出的主控板上还集成有稳压模块，所述稳压模块的输入端通过供电口与供电模块连接，输出端与蓝牙模块和微处理器连接，用于给蓝牙模块和微处理器提供稳定电源。在本申请中，所述稳压模块采用现有的技术结构，不再赘述。

优选地，所述微处理器采用STM32单片机，STM32单片机与蓝牙模块利用UART口进行通信，当STM32单片机与蓝牙模块完成通信后，主控板上的状态指示灯每秒闪烁一次。

在本实施例中，所述LED板的数量可根据实际需要的个数进行级联，级联时需要将当前最末级LED板的数据输出口（Dout）接入新LED板的数据输入口（Din），并接入时钟线和电源。

每个LED板上集成设置有1个8位74HC164型移位寄存器21和5个LED灯22，颜色分别为红、橙、黄、绿、蓝等5种颜色，这样每个琴键有5个不同颜色的LED灯的亮/灭状态可控。

在本实施例中，5个LED灯分别在一个平面上，其可采用如下工作方式：

移位寄存器控制红色灯亮，则提示用户用大拇指弹钢琴键；若移位寄存器控制橙色灯亮，则提示用户用食指弹钢琴键；若移位寄存器控制黄色灯亮，则提示用户中指弹钢琴键；若移位寄存器控制绿色灯亮，则提示用户用无名指弹钢琴键；若移位寄存器控制蓝色灯亮，则提示用户用小拇指弹钢琴键。

在本实施例中，所述底板上设置有1个主控板和18个集成LED板的插槽位，并实现主控板与所有LED板之间时钟信号传输以及主控板与第1级LED板输入端之间的信号传输，其余第2-18级LED板实现级联，前一级的输出端接下一级的输入端，以此类推，第18级LED板无需引出输出端。

在本实施例中，所述供电模块给主控板和所有LED板提供5V直流电源供电。优选地，所述供电模块采用220V AC-5V DC适配器。

在本实施例中，所述移动终端为手机。

本实施例提出的便携式钢琴指法练习键盘，将LED板与底板是分体式安装，便于更换LED板，并且多个LED板之间采用级联的方式连接，可根据使用需要LED板的数量进行级联，无需重新设计；通过蓝牙模块与手机通信连接，实时接收手机发送电子乐谱信号，主控板根据接收到的电子乐谱信号编制LED控制码，并利用主控板上微处理器的通用IO口输出时钟和串行数据至每个LED板；每个LED板上的移位寄存器根据时钟信号对串行数据进行移位锁存，移位寄存器各输出端的高低电平控制相应钢琴键的LED灯的亮/灭状态，实现了引导老、青、少的单纯指法练习，并且便于携带。

实施例三

一种钢琴，该钢琴包括钢琴主体和设置在钢琴主体内的底板、主控板和供电模块，所述钢琴主体上的每个钢琴键相应的位置分别设置有LED板，LED板采用级联方式连接。

本实施例中底板、主控板、LED板和供电模块的具体结构请参阅前面实施例的相关描述，在此不作赘述。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims

1.一种用于辅助钢琴教学的光信号提示设备，其特征是，包括底板、主控板和多个级联的LED板；所述主控板和多个级联的LED板可拆卸地安装在底板上；

2.根据权利要求1所述的光信号提示设备，其特征是，多个级联的LED板中，第一级LED板的输入端与微处理器的输出端连接，下一级LED板的输入端接前一级LED板的输出端。

3.根据权利要求1所述的光信号提示设备，其特征是，每个LED板上集成设置有移位寄存器和多个颜色不同的LED灯，所述移位寄存器的输入端与微处理器连接，输出端与LED灯连接，用于接收微处理器发送的时钟信号和串行数据，根据时钟信号对串行数据进行移位锁存，控制相应的LED灯的亮灭。

4.根据权利要求3所述的光信号提示设备，其特征是，所述多个颜色不同的LED灯呈金字塔状多层分布。

5.根据权利要求1所述的光信号提示设备，其特征是，所述主控板上还集成有稳压模块，所述稳压模块的输入端通过供电口与供电模块连接，输出端与蓝牙模块和微处理器连接，用于给蓝牙模块和微处理器提供稳定电源。

6.根据权利要求1所述的光信号提示设备，其特征是，所述主控板上还集成有状态指示灯，所述状态指示灯与微处理器连接，用于显示微处理器与蓝牙模块的通信状态。

7.一种便携式指法练习键盘，其特征是，包括壳体和多个均匀设置在壳体上的按键，所述壳体内设置有如权利要求1至3中任一项所述的光信号提示设备。

8.根据权利要求7所述的便携式指法练习键盘，其特征是，多个颜色不同的LED灯分布在一个平面上。

9.根据权利要求7所述的便携式指法练习键盘，其特征是，在每个按键相对应的位置设置有LED板，所述按键数量为18个。

10.一种钢琴，其特征是，包括权利要求1至6中任一项所述的光信号提示设备。