电吹管
技术领域
本申请涉及电子乐器技术领域,具体涉及一种电吹管。
背景技术
传统乐器在生活中很常见,传统乐器的发音体,基本上是弦、膜、簧、板或者金属体等。如钢琴、小提琴、二胡等乐器是由弦振动而发出声音的,鼓是由膜振动发出声音,锣则是由金属体振动发出声音的。然而,传统乐器的操作复杂,不容易上手。
相关技术中,随着智能手机的普及,出现了在智能手机上安装乐器应用程序来模拟乐器的应用,这种乐器应用程序借助智能手机的屏幕或者其他部分可以实现部分乐器的功能。然而,智能手机上安装乐器应用程序形式单一,不具备传统乐器的体验感,使用感不佳,无法激发人们尤其是儿童对音乐的乐趣。
实用新型内容
有鉴于此,本申请的目的在于克服现有技术的不足,提供一种电吹管。
本申请的目的是通过以下技术方案实现的:
一种电吹管,包括:
壳体;所述壳体内部具有空腔;
设置在所述壳体外部的吹嘴、音频输出模块和多个触摸端子;
设置在所述空腔内的电路板;所述电路板上设置有第一感应器件、第二感应器件、处理器、分别与所述处理器连接的信号采集器和功放模块;所述功放模块还与所述音频输出模块连接;
其中,所述多个触摸端子分别穿过所述壳体的壳壁,与所述第一感应器件接触设置;所述第一感应器件,用于检测各所述触摸端子上的输入操作,并转化成相应的电信号;
所述吹嘴包括第二感应器件,所述第二感应器件用于检测吹气强度和咬合强度,并转化成相应的电信号;
所述信号采集器,用于采集相应的电信号并发送给所述处理器;
所述处理器,用于将接收到的电信号转化成音频信号并发送给所述功放模块;
所述功放模块,用于将所述音频信号进行放大并发送给所述音频输出模块;
所述音频输出模块,用于将所述音频信号进行播放。
可选的,所述触摸端子包括:按键;
所述第一感应器件包括:第一霍尔传感器;
所述按键通过固定座与所述第一霍尔传感器接触设置;
所述第一霍尔传感器与所述信号采集器连接。
可选的,所述电吹管还包括:设置在所述壳体上的触摸片和设置在所述电路板上的触控芯片;
所述触摸片与所述触控芯片电连接;
所述触控芯片与所述处理器电连接。
可选的,所述第二感应器件包括:压敏传感器和第二霍尔传感器;
所述压敏传感器,与所述信号采集器连接,用于检测吹气强度,并转化成相应的电信号并发送给所述信号采集器;
所述第二霍尔传感器,与所述信号采集器连接,用于检测咬合强度,并转化成相应的电信号并发送给所述信号采集器。
可选的,所述触摸片是导体。
可选的,所述音频输出模块包括扬声器;
所述扬声器与所述功放模块相连接。
可选的,所述音频输出模块还包括耳机孔;
所述功放模块,还与所述耳机孔相连接,用于将所述音频信号通过所述耳机孔发送给耳机进行播放。
可选的,所述壳体的形状为柱体。
可选的,所述吹嘴设置在所述壳体的第一端,所述音频输出模块设置在所述壳体的第二端。
可选的,所述按键和所述触摸片相对设置在所述壳体的两个侧面。
本申请采用以上技术方案,具有如下有益效果:
在使用电吹管时,用户通过操作触摸端子,与触摸端子接触设置的第一感应器件检测用户的输入操作,并转化成相应的电信号,发送给信号采集器;用户通过吹嘴向电吹管吹气,吹嘴中的第二感应器件检测用户的吹气强度和咬合强度,并转化成相应的电信号,发送给信号采集器。信号采集器采集第一感应器件和第二感应器件发送的电信号,并发送给处理器,处理器将电信号转化成音频信号并发送给所述功放模块,功放模块将接收的音频信号进行放大并发送给音频输出模块,音频输出模块能够将音频信号播放。相比相关技术,电吹管操作简单,容易上手,同时具备传统乐器的特点,体验度佳,更容易吸引人们,激发人们尤其是儿童的学习兴趣。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个实施例提供的一种电吹管的侧视图;
图2是本申请一个实施例提供的一种电吹管的连接关系图;
图3是本申请另一个实施例提供的一种电吹管的按键的结构示意图;
图4是本申请另一个实施例提供的一种电吹管的俯视图;
图5是本申请另一个实施例提供的一种电吹管的触摸板的结构示意图;
图6是本申请另一个实施例提供的一种电吹管的连接关系图;
图1-6中:101-第一通孔;102-第二通孔;103-第三通孔;104-第四通孔; 105-第五通孔;106-第六通孔;11-壳体;111-上壳;112-下壳;12-吹嘴;13-按键;131-第一按键;132-第二按键;133-第三按键;134-第四按键;135-第五按键;136-第六按键;14-音频输出模块;141-扬声器;142-耳机孔;15-音量控制模块;16-排气孔;21-第一感应器件;22-第二感应器件;23-处理器;24- 信号采集器;25-功放模块;1301-末端;1302-凹腔;1303-固定座;30-第一霍尔传感器;301-磁力传感器;302-永久磁铁;40-触摸片;401-第一触摸片;402- 第二触摸片;403-第三触摸片;404-第四触摸片;405-第五触摸片;406-第六触摸片;407-第七触摸片;408-第八触摸片;411-第一拇指区域;412-第二拇指区域;43-显示屏;44-开关键;45-充电接口;46-触摸板;461-第一触摸板; 462-第二触摸板;501-第一凹槽;502-第二凹槽;503-第三凹槽;504-第四凹槽;511-第七通孔;512-第八通孔;513-第九通孔;514-第十通孔;52-螺纹孔; 61-供电装置。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本申请所保护的范围。
以下,参照附图对实施例进行说明。此外,下面所示的实施例不对权利要求所记载的内容起任何限定作用。另外,下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的申请的解决方案所必需的。
实施例
参见图1,图1是本申请一个实施例提供的一种电吹管的侧视图。
参见图2,图2是本申请一个实施例提供的一种电吹管的连接关系图。
如图1和图2所示,本申请实施例提供的电吹管包括:
壳体11;壳体11内部具有空腔;
设置在壳体11外部的吹嘴12、音频输出模块14和多个触摸端子;
设置在空腔内的电路板;电路板上设置有第一感应器件21、第二感应器件 22、处理器23、分别与处理器23连接的信号采集器24和功放模块25;功放模块25还与音频输出模块14连接;
其中,多个触摸端子分别穿过壳体11的壳壁,与第一感应器件21接触设置;第一感应器件21,用于检测各触摸端子上的输入操作,并转化成相应的电信号;
吹嘴12包括第二感应器件22,第二感应器件22用于检测吹气强度和咬合强度,并转化成相应的电信号;
信号采集器24,用于采集相应的电信号并发送给处理器23;
处理器23,用于将接收到的电信号转化成音频信号并发送给功放模块25;
功放模块25,用于将所述音频信号进行放大并发送给音频输出模块14;
音频输出模块14,用于将音频信号进行播放。
在使用电吹管时,用户通过操作触摸端子,与触摸端子接触设置的第一感应器件21检测用户的输入操作,并转化成相应的电信号,发送给信号采集器 24;用户通过吹嘴12向电吹管吹气,吹嘴中的第二感应器件22检测用户的吹气强度和咬合强度,并转化成相应的电信号,发送给信号采集器24。信号采集器24采集第一感应器件21和第二感应器件22发送的电信号,并发送给处理器 23,处理器23将电信号转化成音频信号并发送给所述功放模块25,功放模块 25将接收的音频信号进行放大并发送给音频输出模块14,音频输出模块14能够将音频信号播放。相比相关技术,电吹管操作简单,容易上手,同时具备传统乐器的特点,体验度佳,更容易吸引人们,激发人们尤其是儿童的学习兴趣。
在一些实施例中,如图1所示,电吹管的壳体11可以包括上壳111和下壳112。上壳111和下壳112可拆卸的连接在一起,其中,可拆卸结构可以但不限于包括以下举例中的任意几种:
上壳111的周边设置有螺纹孔,下壳112通过螺钉旋入螺纹孔与上壳111 连接。
下壳112的周边设置有螺纹孔,上壳111通过螺钉旋入螺纹孔与下壳112 连接。
上壳111设置有卡扣,下壳112与上壳111通过卡扣组件连接。
下壳112设置有卡扣,上壳111与下壳112通过卡扣组件连接。
考虑到电路板的性能和电吹管的完整性,本实施例中,电吹管的壳体11 采用的是螺纹连接,如此设置,可以更好的保护电吹管内部的电路板,保证电吹管的结构完整。
本实施例中,电吹管的壳体11采用的是上壳111的周边设置有螺纹孔,下壳112通过螺钉旋入螺纹孔与上壳111连接,如此设置,使得电吹管的结构更稳固。
壳体的材料可以采用塑胶,也可以采用铝合金,当然,并不限于上述提到的材料。
在一些实施例中,如图1所示,触摸端子可以包括按键13,第一感应器件 21可以包括第一霍尔传感器30。按键13与第一霍尔传感器30接触设置;第一霍尔传感器30与信号采集器24连接。
参见图3,图3是本申请另一个实施例提供的一种电吹管的按键的结构示意图。
本实施例中,如图1所示,电吹管的上壳111设置有六个按键13,分别为第一按键131、第二按键132、第三按键133、第四按键134、第五按键135和第六按键136,电吹管的上壳还设置有六个通孔,分别为第一通孔101、第二通孔102、第三通孔103、第四通孔104、第五通孔105和第六通孔106,六个按键13分别穿过对应的通孔,使得按键13的末端1301暴露在上壳111的外部。如图3所示,按键13与固定座1303之间通过嵌装、粘连或者卡扣等组合方式连接。当使用者按压按键13时,末端1301下降,撤去按压操作后,末端1301 自动恢复原来位置。
其中,霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。磁场中有一个霍尔半导体片,恒定电流通过半导体片,在洛伦兹力的作用下,电流的电子流在通过霍尔半导体片时向一侧偏移,使得这个方向产生电位差,这就是所谓的霍尔电压。霍尔电压随磁场强度的变化而变化,磁场越强,电压越高,磁场越弱,电压越低。如图3所示,本实施例提供的第一霍尔传感器30包括第一磁力传感器301和永久磁铁302,磁力传感器301固定设置在电路板上,与信号采集器24连接。按键13的末端1301有一个中空的凹腔1302,永久磁铁302固定于按键13的凹腔1302内。当使用者按压按键13,永久磁铁302下降,靠近磁力传感器301。按键13的末端1301受按压的程度越大,永久磁铁302下降得越多,越靠近磁力传感器301,使得磁力传感器301感受到的磁场更强,产生的霍尔电压更强,霍尔电信号得以产生。本实施例中采用的第一霍尔传感器 30型号可以为SS39ET。
参见图4,图4是本申请另一个实施例提供的一种电吹管的俯视图。
参见图5,图5是本申请另一个实施例提供的一种电吹管的触摸板的结构示意图。
在一些实施例中,为了增强多功能性,如图4所示,电吹管还包括:设置在壳体11上的触摸片40和设置在电路板上的触控芯片;触摸片40与触控芯片电连接;触控芯片与处理器23电连接。
如图4所示,电吹管的下壳112具有两个开孔,开孔的形状可以是长条状,也可以是椭圆状。开孔处可拆卸的固定着第一触摸板461和第二触摸板462,触摸板46的形状与开孔的形状一致,使得触摸板46能够完全嵌合在开孔处,与壳体11形成一个封闭的空间。其中,开孔与触摸板46的可拆卸结构可以但不限于包括螺钉或者卡扣。如图5所示,本实施例中,触摸板46的两侧设置有螺纹孔52,通过螺钉与下壳112固定连接,更能增强其稳固性。
如图5所示,以第一触摸板461为例进行说明,在每个触摸板46上都设置有4个凹槽,分别为:第一凹槽501、第二凹槽502、第三凹槽503和第四凹槽 504,其中4个凹槽的中心位置各设置有一个通孔,具体的,第一凹槽501设置有第七通孔511,第二凹槽502设置有第八通孔512,第三凹槽503设置有第九通孔513,第四凹槽504设置有第十通孔514。第二触摸板462的结构与第一触摸板461的结构完全相同,可以参照第一触摸板461的结构进行设置,此处不再赘述。
如图4所示,触摸片40设置在触摸板46上,图4中,每个触摸板46上以各设置有四个触摸片40示意。触摸片40与触控芯片电连接,触控芯片设置在电路板上,与处理器23电连接。触摸片40固定在触摸板46的凹槽内,其中,触摸片40的固定方式可以但不限于包括嵌装或者粘连。凹槽内的通孔用于设置触摸片40与触控芯片的电连接部件,具体的,可以在通孔处设置一个弹性部件或者一根导线。弹性部件必须是导体,可以但不限于包括弹簧。触摸片的材质必须是导体,可以包括铝箔,也可以包括不锈钢。用触摸片替代传统的触点开关,防水防尘易清洗。
在电吹管使用过程中,通过接触触摸片40,可以实现控制音高、切换音色、半音、变调等功能。各个触摸片40的功能设置可以但不限于包括以下一种功能映射方式:触摸片401-触摸片404用于控制音高,触摸片405用于切换音色,可以实现对笛子、黑管、葫芦丝等乐器的模仿,触摸片406和触摸片407用于控制半音,触摸片408用于变调。实际场景中,可以根据使用者需要,实现上述功能的设置,而不局限于上述提到的一种方式。
其中,触摸片是通过触控芯片来实现的。触控芯片的原理是通过人体手指的触摸引起输入电容的变化,输入电容和触控芯片内置的基准电容比较输出差分信号,再经由放大电路放大后在输出端得到高低电平,触摸电信号由此产生,从而实现对模拟信号的控制。触摸片的灵敏度可以根据灵敏度电容自由调节。与传统的机械按键相比,触摸片没有机械损伤,寿命更长,操作面板外观完整性好。本实施例中,触控芯片采用的是四键四通道电容式触控IC芯片,型号可以为8224B-4,ASC0104B-4。
通过以上实施例的描述,在上壳111设置按键13,在下壳112设置触摸片 40,按键13和触摸片40相对设置在壳体11的两个侧面上,使得电吹管的操作更加灵活方便。
在一些实施例中,电吹管使用时需要双手的大拇指托起电吹管的下壳112,因为下壳112设置有触摸片40,以防大拇指不小心触碰到触摸片40,使得电吹管的性能改变,如图4所示,在下壳112的接触板46上分别设置有第一拇指区域411和第二拇指区域412。为了能更准确地判断出拇指区域41的位置,将拇指区域41与触摸片40设置成不同的大小,并在拇指区域刷上不同质感的漆,以便更好的区分。同时,可以根据电吹管的尺寸以及手持电吹管的姿势,合理的选择拇指区域41的位置,并不限于将拇指区域41设置在触摸片40之间。
在一些实施例中,如图1所示,电吹管的壳体11是一个柱形,按键12和触摸片40分别设置在柱形壳体的上壳111和下壳112上。壳体的形状可以但不限于包括圆柱体或者椭圆柱体,可以根据实际需求进行设计。吹嘴12设置在壳体11的第一端,音频输出模块14设置在壳体11的第二端,如此设置简单方便。
其中,吹嘴12可以包括第二感应器件22,第二感应器件22可以包括压敏传感器,压敏传感器与信号采集器24连接,用于检测吹气强度,并转化成相应的电信号并发送给信号采集器24。压敏传感器设置在电路板中,靠近吹嘴12,设置方向要垂直吹嘴12的进气方向,如此设置能够使得压敏传感器灵敏度更高。当使用者的吹气强度不同时,输出的电信号也是不同的,能够产生不同的音频效果。本实施例中采用的压力传感器的型号可以是XGZP684。
第二感应器件22也可以包括第二霍尔传感器。第二霍尔传感器与信号采集器24连接,用于检测咬合强度,并转化成相应的电信号并发送给信号采集器 24。第二霍尔传感器由磁力传感器和永久磁铁组成,磁力传感器设置在电路板上,永久磁铁设置在吹嘴12内的舌片上,使用者吹气时会对吹嘴12进行不同强度的咬合,使得舌片与磁力传感器的相对位置发生变化,当两者靠近时,磁力传感器感受的磁场增强,输出的电信号增大;当两者远离时,磁力传感器感受的磁场减弱,输出的电信号减小,以此输出不同的音频效果。本实施例中采用的第二霍尔传感器型号可以为SS39ET。
在一些实施例中,电吹管的吹嘴12优选为竖式吹嘴,使用者利用吹嘴12 吹气,非常省力。吹嘴12与壳体11的连接是可拆卸的,更加方便了使用者对电吹管吹嘴12的更换,更加卫生。其中,可拆卸连接可以但不限于包括卡扣或者嵌装等方式。吹嘴12的外层材质采用的硅胶材料,既能保证气密性又能保护使用者的嘴部不受伤害。
在一些实施例中,如图1所示,在电吹管靠近吹嘴12的一端,下壳112 设置有排气孔16,排气孔16用于将使用者吹气中的水蒸汽及时排除,以防影响电路板的功能。
在一些实施例中,如图2所示,信号采集器24分别与第一感应器件21、第二感应器件22和处理器23相连接,信号采集器24有多个电信号输入引脚,通过印刷电路板与第一霍尔传感器、第二霍尔传感器和压敏传感器相连接,用于采集上述实施例中的按键13和吹嘴12各自生成的相应的电信号。本实施例中采用的信号采集器的型号可以为ST030。
信号采集器24将采集的电信号发送给处理器23,处理器23根据接收到的电信号,转化成相应的音频信号,控制电吹管的发音。处理器23是一种集成电路芯片,具有信号处理功能。处理器23可以是通用处理器,包括中央处理器 (Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等。处理器可以是微处理器或者单片机,也可以是带有CPU的功能模块。本实施例中提供的处理器23可以包括蓝牙通讯模块和单片机。
蓝牙通讯模块分别与与信号采集器24和单片机相连接,用于将信号采集器24发送的电信号转化成MIDI信号,并发送给单片机;单片机分别与蓝牙通讯模块和功放模块25相连接,用于将MIDI信号转化成音频信号,并发送给功放模块25。MIDI信号是通用的数字音频序列数据,凡带有音频播放器的设备都可以播放音频序列数据。由电信号转化成MIDI信号,再由MIDI信号转化成音频信号是电子乐器中常用的技术,属于现有的成熟技术,可以参考相关技术,此处不再赘述。本实施例中所采用的蓝牙通讯模块的型号可以是nRF51822,单片机的型号可以是stm32f407。
由处理器23发送给功放模块25的音频信号太微弱,无法驱动音频输出模块14发声,不能够让人听到声音。声音的本质就是不同振幅和不同频率的波,即交流信号电流,电流太小不足以驱动负载。功放模块25是指在给定失真率的条件下,能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。功放模块25在整个音响系统中起到了组织、协调的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。所以,音频信号经过功放模块25的功率放大作用后,驱动音频输出模块14发声。本实施例中采用的功放模块25的型号可以是CS43L22。
在一些实施例中,如图1所示,音频输出模块14可以包括扬声器141,扬声器141与功放模块25相连接,用于将功放模块25放大的音频信号进行播放。音频输出模块14也可以包括耳机孔142,功放模块25还与耳机孔142相连接,用于将音频信号通过耳机孔142发送给耳机进行播放。扬声器或耳机容易获取且应用范围广。
为了获取合适的音量,如图1所示,本实施例中提供的电吹管还设置有音量调节模块15,音量调节模块15可以包括音量放大键和音量缩小键。音量调节模块15与处理器23相连,用于控制输出声音的大小,如此可以获得让使用者及听众感到舒适的音量。
参见图6,图6是本申请另一个实施例提供的一种电吹管的连接关系图。
在一些实施例中,如图4所示,电吹管还包括显示屏43,显示屏43与处理器23相连接。显示屏43固定设置在壳体11上,可以设置在壳体11的上壳111,也可以设置在壳体的下壳112。本实施例中显示屏设置在壳体11的下壳 112中。显示屏43可以用于显示电吹管的开机、关机和电池电量等信息。显示屏12可以但不限于包括电子墨水显示屏、OLED(OrganicLight-Emitting Diode, OLED)显示屏、LED(Light-Emitting Diode,LED)显示屏或LCD(Liquid Crystal Dispaly,LCD)显示屏。
其中,电子墨水显示屏具有成本低、功耗低等优点,可以降低电吹管的整体功耗。OLED显示屏包括阴极、阳极、电子传输层、空穴传输层和发光层。在给OLED显示屏施加偏压时,阴极注入电子,阳极注入空穴,被注入的电子和空穴分别在电子传输层和空穴传输层以碰撞波的形式传输,并在发光层复合,从而激发发光分层分子产生单态激子,单态激子辐射衰减而发光。OLED显示屏具有自发光的特性相较于液晶显示器(LCD显示屏)来说,OLED显示屏不需要背光源和液晶层,因此,OLED显示屏的厚度较薄。另外,OLED显示屏的自发光特性使得OLED显示屏在暗画面时的功耗远低于LCD显示器的恒定背光功耗,拥有节能的特性。此外,OLED显示屏还具有可绕曲、不易破裂的特性,可以满足电吹管壳体的各种可能形状对耐弯折的需求。
当然,显示屏43也可以采用其他类型的显示屏,不限于以上讨论的电子墨水显示屏、OLED显示屏、LED显示屏和LCD显示屏,可根据实际需求设计。本实施例中采用的显示屏的型号可以为OLED显示屏。
在一些实施例中,电吹管还可以包括供电装置61。如图4所示,供电装置 61可以包括电源、充电接口45、电源线(未画出)和开关键44。
其中,电源位于壳体11内部的空腔中,分别与第一感应器件21、第二感应器件22、处理器23、信号采集器24、功放模块25、音频输出模块14和显示屏43相连接,用于为这些器件提供电能。充电接口45和开关键44设置在电吹管壳体11的下壳112上。电源可以包括可充电电池或者干电池,本实施例中采用的电源可以是1500mAh的聚合物锂电池802370,锂电池轻便节能,有利于保护环境。
充电接口45可以包括TYPE-C接口,也可以包括USB接口。电源线需要与充电接口45耦合,用于为电源充电。
开关键44控制电吹管的工作状态,开关键44打开之后,电吹管才能够使用。开关键44可以但不限于按钮型开关、船型开关或者拨动式开关。本实施例中使用的开关键44可以是按钮型开关。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,任何熟悉本技术领域的普通技术人员在本申请揭露的的范围内,可轻易想到的变化、修改、替换和变型,都应该涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。