EP4088274A1 - Piano electronique - Google Patents

Piano electronique

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Publication number
EP4088274A1
EP4088274A1 EP21700020.7A EP21700020A EP4088274A1 EP 4088274 A1 EP4088274 A1 EP 4088274A1 EP 21700020 A EP21700020 A EP 21700020A EP 4088274 A1 EP4088274 A1 EP 4088274A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
keyboard
electronic
central
card
piano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21700020.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Benoit REY
Jean-Pierre CEYSSON
Chakib HABOUBI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Adele H Musik
Original Assignee
Adele H Musik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adele H Musik filed Critical Adele H Musik
Publication of EP4088274A1 publication Critical patent/EP4088274A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/32—Constructional details
    • G10H1/34—Switch arrangements, e.g. keyboards or mechanical switches specially adapted for electrophonic musical instruments
    • G10H1/344—Structural association with individual keys
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/18—Selecting circuits
    • G10H1/182—Key multiplexing
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2220/00—Input/output interfacing specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2220/155—User input interfaces for electrophonic musical instruments
    • G10H2220/221—Keyboards, i.e. configuration of several keys or key-like input devices relative to one another
    • G10H2220/256—Keyboards, i.e. configuration of several keys or key-like input devices relative to one another foldable or rollable, e.g. for transport
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2220/00—Input/output interfacing specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2220/155—User input interfaces for electrophonic musical instruments
    • G10H2220/265—Key design details; Special characteristics of individual keys of a keyboard; Key-like musical input devices, e.g. finger sensors, pedals, potentiometers, selectors
    • G10H2220/271—Velocity sensing for individual keys, e.g. by placing sensors at different points along the kinematic path for individual key velocity estimation by delay measurement between adjacent sensor signals
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2240/00—Data organisation or data communication aspects, specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2240/171—Transmission of musical instrument data, control or status information; Transmission, remote access or control of music data for electrophonic musical instruments
    • G10H2240/201—Physical layer or hardware aspects of transmission to or from an electrophonic musical instrument, e.g. voltage levels, bit streams, code words or symbols over a physical link connecting network nodes or instruments
    • G10H2240/271—Serial transmission according to any one of RS-232 standards for serial binary single-ended data and control signals between a DTE and a DCE

Definitions

  • the invention relates to the field of musical instruments, and more particularly that of electronic musical instruments. More specifically, the invention relates to an electronic piano with a mechanical keyboard, in which the sound is generated electronically. This keyboard can be foldable.
  • An electronic piano keyboard includes an arrangement of keys, typically white and black, so as to resemble a conventional mechanical piano keyboard. These keys usually span several octaves; the keyboard range of an electric piano may be 88 keys, as on a conventional mechanical piano, or it may be different, and in this case usually smaller.
  • the term "digital piano” is often used for electronic pianos designed to provide playing possibilities similar to those of a conventional mechanical piano.
  • the lowering (pressing) of a key generally actuates a sensor or a switch associated with this key, and likewise, the releasing (raising) of said key actuates a sensor or switch associated with this key.
  • This principle has been known and used for a long time, see for example EP 0263494 (Yamaha Corporation).
  • two switches are used, in order to be able to determine the velocity of the lowering of the key (which, in an acoustic piano, has a decisive influence on the sound obtained).
  • the sensors or switches actuated by releasing the key may be the same as those actuated by depressing the key. You can also use a different sensor or different switches.
  • the sensors or switches generate an electrical signal which is transmitted to a microprocessor or, preferably, to a programmable logic circuit.
  • This electrical signal typically represents the state of pressing or releasing of the key.
  • this signal is linked to the identification of the key which was at the origin and takes a value corresponding to a pressing / releasing time and / or a pressing / releasing speed, knowing that each key represents a different basic acoustic frequency.
  • EP 0 727 766 B1 (Fatar Srl) describes a keyboard for an electronic piano, in which the hammer actuated by the key of the keyboard actuates a rubber coated switch which is mounted on an electronic board.
  • a widely used electronic keyboard is also known, sold by the company FATAR, in which the keys are mounted on an electronic card comprising for each key a flexible membrane with two offset switches.
  • the diaphragm may be rubber, and for this reason those skilled in the art call this set of switches "rubbers".
  • This electronic keyboard can be integrated into electronic pianos.
  • Such an electronic piano is sold for example by the company Studiologic.
  • each switch is connected to an electric signal processing unit, which comprises a programmable intelligent component of the microcontroller or microprocessor type or programmable logic circuit (for example an FPGA).
  • the scan algorithm detects a key press, it accurately measures the time between depressing the first and second switch, and vice versa upon releasing the key.
  • Pressing time of key n ° x measurement of the time between the depressing of the first switch associated with this key, and the second switch;
  • Release time of key n ° x measurement of the time between the release of the second switch associated with this key and said first switch.
  • insertion and release times are also used to calculate the insertion and release speed.
  • the system therefore associates the "Note pressed or released" information with the speed of insertion or release. If the key remains pressed or released, no information is transmitted: the information sent to the system is transient information. In addition, if only one of the two switches is pressed or released, no information is transmitted.
  • the depression time is converted into a normalized value according to the protocol of the MIDI (Musical Instrument Digital Interface) 1.0 standard, known to those skilled in the art, on 7 bits (value from 0 to 127) which corresponds to the value velocity of the note. This standard also provides for an extended 14-bit velocity encoding format, the use of which improves accuracy.
  • the problem is that the known architectures with a multiplexing system do not make it possible to capture the velocity information with sufficient precision to be compatible with the precision sought by the professional pianist.
  • Document ES 1183 512 U (Pocketpiano) describes a foldable piano with magnetic keys formed from an elastic film, comprising a main module and several secondary modules which can be connected laterally to form a keyboard.
  • Each secondary module includes a microcontroller. The signal travels from one module to another to be collected in the main module's microcontroller, which transfers the signal wirelessly to an external amplifier.
  • WO 2014/122642 (Lifshitz & Lerner) describes another modular keyboard comprising segments which can be connected by a system of connectors of the male - female type, one of said segments comprising control electronics.
  • data transmission and processing is too slow to be compatible with the demands of a professional pianist who seeks sound reproduction of a quality comparable to that of a concert piano.
  • the present invention aims to provide a system which makes it possible to increase the precision in the detection of the speed of pressing and releasing of the keys, and in which the processing time of the signal and of the data remains sufficiently short so that the processing time. latency between the action of the pianist on the keyboard and the translation into audible sound is less than the processing time of the human brain.
  • Such a system should make it possible to offer an electronic piano capable of reproducing a sound of a quality comparable to that of a concert piano.
  • the problem is solved by a combination of several cooperating means.
  • the electronic piano comprises a plurality of keys capable of being actuated by a pianist.
  • Each key includes at least one, and preferably at least one at least two, devices for detecting movement and / or force on the key (such as switches or sensors). Said devices generate an electrical signal which is then processed, as will be explained below, to deduce therefrom a parameter representative of the velocity of the key or of another mechanical element actuated by the key when it is pressed and / or when it is pressed. of its release, such as a lever.
  • the electrical signals coming from each key are transmitted to a microcontroller type processing unit, to a microprocessor or to a programmable circuit, by means of differential drivers installed between the electronic keyboard cards and the central card.
  • all the devices for detecting movement and / or force on the key (such as switches or sensors) of the keys are connected to one or more electrical signal processing units. and at least the data coming from some of the devices for detecting movement and / or force on the key (such as switches or sensors) are processed in parallel.
  • Said electrical signal processing unit comprises a programmable intelligent component, and can in particular be a microcontroller or a microprocessor or else a programmable logic circuit (such as an FGPA (Field-Programmable Gâte Array)).
  • the keyboard is subdivided into several sub-parts, and a smart card is integrated into each sub-part of the keyboard.
  • a smart card is used here for a card which incorporates a microcontroller or a microprocessor or a programmable circuit associated with software, which is typically on-board software. This card is typically powered by the central card.
  • the data are processed successively at at least two levels: first, the signals generated by the device (s) for detecting movement and / or force on the [key]. such as switch (s) or sensor (s)] of a key are processed by a first card associated with this key (knowing that this card receives the signals from several contiguous keys), and then the data generated by said first card (which is one of a plurality of cards here called “keyboard electronic cards”) are transmitted to a central card, which generates data, which is typically in MIDI format, which can then be used by a sound card.
  • the detection information of each key is transmitted as electrical signals to an electrical signal processing unit such as a microcontroller or a microprocessor or a programmable circuit (of the FPGA type for example).
  • an electrical signal processing unit such as a microcontroller or a microprocessor or a programmable circuit (of the FPGA type for example).
  • differential drivers which makes it possible to avoid frame interpretation errors. These drivers are installed between the keyboard boards and the central board.
  • each key to the input of a signal processing unit and using a plurality of keyboard cards enables information processing relating to the movement of the keys which is done in parallel and not in sequential mode.
  • a first object of the invention is an electronic piano comprising an electronic keyboard, a central electronic system and a plurality of keyboard sub-parts, each of these keyboard sub-parts comprising at least one electronic keyboard card and a plurality of keyboard parts. successive keys, said electronic piano being characterized in that
  • each of these keyboard sub-parts comprises at least one electronic keyboard card which is specific to it and which is configured to transmit digital data to said central electronic system;
  • each key of a sub-part of the keyboard is connected to an electronic keyboard card of said sub-part;
  • each electronic keyboard card is configured to generate for each key of said sub-part an information block expressing the pressing speed and the release speed;
  • Said information blocks may include an identifier of the key.
  • Each of the electronic keyboard cards is connected to said central electronic system configured to process the data for pressing and releasing the keys and their associated speed which are transmitted to it by said electronic keyboard cards, the link between said electronic keyboard cards (24, 25a , 25b, 26) and said central electronic system (51) being a differential asynchronous bidirectional serial link.
  • said central electronic system performs concatenation processing of all of said information blocks to create a new digital signal, which is preferably in MIDI format.
  • said central electronic system comprises a centralization card, to which each of the electronic keyboard cards is connected by said bidirectional serial link, to which said information blocks are transmitted, and which is configured to process the data. data for pressing and releasing the keys and their associated speed which are transmitted to it by said electronic keyboard cards.
  • the transmission of data between the electronic keyboard cards and the centralization card is effected by a bidirectional connection of the SPI - Serial Peripheral Interface type.
  • the signals exchanged between said central electronic system and said electronic keyboard cards are transformed by a set of differential drivers.
  • each electronic keyboard card is in a functional relationship with at least one differential driver.
  • the data emanating from the central system and the data emanating from the electronic keypad boards are transmitted simultaneously.
  • each electronic keyboard card has a functional relationship with two differential drivers, the first of which transforms the data emanating from the electronic keyboard card to the central system, and the second transforms the data emanating from the central system to the electronic keyboard card, said first and second differential drivers being able to be found on each of said electronic keyboard cards.
  • the digital data emanating from an electronic keyboard card intended for the central system are transformed by a first differential driver, which is in a functional relationship with said card, into two differential signals each transported on its own. driver, said two differential signals then being transformed by a second differential driver, which is in functional relation with said central system, into a digital signal.
  • the digital data emanating from the central system intended for an electronic keyboard card are transformed by a first differential driver, which is in functional relation with said central system, into two differential signals each transported on its own conductor, said two signals differentials then being transformed by a second differential driver, which is in functional relation with said electronic keyboard card, into a digital signal.
  • said electronic piano comprises three keyboard sub-parts, including two end sub-parts, respectively left and right, each of which is provided with its electronic keyboard card, and a central sub-part of keyboard, comprising a greater number of keys than each of the keyboard end sub-parts, and which is provided with two electronic keyboard boards, each of which is associated with a group of successive keys of said central keyboard sub-part.
  • Said electronic piano may further comprise at least one loudspeaker.
  • it comprises a left loudspeaker and a right loudspeaker; it can also include at least one bass speaker.
  • the latter can be integrated into a stand capable of supporting said electronic piano.
  • Said left speaker is advantageously integrated in a left unit which comprises said left end assembly of said keyboard, said left end assembly also comprising said left end part keyboard.
  • Said right-hand speaker is advantageously integrated in a right-hand unit which comprises said right-end assembly of said keyboard, said right-end assembly also comprising said keyboard-right-end portion.
  • said central sub-part of the keyboard is integrated in a central unit which also comprises said central system and a sound generator.
  • Said sound generator is connected to said right and left speakers through an amplifier.
  • Each of the keyboard cards is connected to a centralization card configured to process the data for pressing and releasing the keys and their associated speed which are transmitted to it by said keyboard cards.
  • Said central system generates data in MIDI format which is then used by said sound generator.
  • Said central system comprises said centralization card and / or said amplifier.
  • each of the keyboard end sub-parts is connected to the central keyboard part by hinges, so as to allow folding of the keyboard.
  • the exchange of data between each of the keyboard end sub-parts and the central part of the keyboard can be carried out preferably by a wired link, preferably using a means selected in the group formed by: the tips or contact surfaces, optionally mounted on a spring and / or integrated in magnetic connectors, flexible cables, ribbon cables, preferably integrated in the hinge.
  • FIG. 1 schematically shows the structure of an electronic piano according to the invention.
  • FIG. 2 schematically represents the functional structure of an electronic keyboard in accordance with Figure 1.
  • FIG. 3 gives a more complete representation of the functional structure of an electronic piano as shown in Figure 2.
  • FIG. 4 gives a schematic representation of the interface between the centralization card and the electronic keyboard cards.
  • FIG. 5 schematically represents the double transformation of a binary signal "1" during its transfer through two differential drivers.
  • FIG. 1 schematically shows the structure of an electronic piano 1 according to the invention. It includes an electronic keyboard 10, a foot 14 and a power supply 15.
  • the foot 14 is optional; it is preferably detachable from the keyboard 10, which allows the keyboard 10 to be placed on a table, and which facilitates transport.
  • the power supply 15 can in particular be a power supply system connected to the mains, or a rechargeable battery.
  • the electronic keyboard 10 comprises a central part assembly 11, a left end assembly 12, and a right end assembly 13.
  • the left end assembly 12 and the right end assembly 13 may each comprise between 18 and 24 keys, preferably the same number of keys for each of these two assemblies 12, 13, and the central part assembly 11 comprises the other keys.
  • 20 keys can be provided in each of the left 12 and right 13 end assemblies, and 48 keys in the central part 11 assembly. It is also possible to produce such a keyboard with a number of keys which is less than or greater than 88. .
  • FIG. 2 schematically shows the functional structure of an electronic keyboard 20 according to FIG. 1.
  • the electronic keyboard assembly 20 comprises a left end part keyboard 22, which interacts with its left end keyboard electronic card 24, and a keyboard right end part 23, which interacts with its right end keyboard electronic card 26.
  • the electronic piano assembly 20 also includes a central part keyboard 21, which interacts with its central part electronic keyboard card.
  • said central part keyboard electronic card comprises a left center keyboard electronic card 25a, and a right center keyboard electronic card 25b, each of which interacts with the keys forming the left and right part, respectively, of the keyboard central part 21.
  • Said electronic keyboard cards are advantageously located below the part of the keyboard with which they interact, in particular by transmitting data to it.
  • Each key activates at least one device for detecting movement and / or force on the key (such as a switch or sensor); in an advantageous embodiment, these are two devices for detecting movement and / or force on the key (such as switches and / or sensors).
  • the sensors can for example be optical or laser sensors.
  • Each device for detecting movement and / or force on the key (such as a switch or sensor) of each key has its own input on the electronic keyboard card to which it transmits data. This ensures parallel reading of all motion and / or button force detection devices (such as switches and / or sensors).
  • Each of the electronic keyboard cards transmits data to a central card 27, and is supplied, directly or indirectly, by the latter. More precisely, the central card 27 communicates with a differential asynchronous bidirectional serial link (advantageously of the SPO, CLK data in - data out type) with the electronic keyboard cards 24, 25a, 25b, 26 in order to limit latency times. The data transfer time from the keyboard cards 24, 25a, 25b, 26 to the central card 27 is insignificant.
  • the functions of the central card 27 can be performed by several cards.
  • each of the different sub-parts of the keyboard has its own smart card (s).
  • the different sub-parts of the keyboard can be connected by devices which allow the folding of the keyboard (such as hinges), but this is only one particular embodiment, knowing that the sub-parts of the keyboard do not need to be materialized other than by the fact that they group together a plurality of neighboring keys which are connected to the same smart card.
  • the electronic keyboard 20 is a keyboard that can be folded into three segments 21, 22, 23, the keyboard extreme left part 22 is materialized by its own electronic card 24, and the keyboard keyboard right end part 23 is materialized by its own electronic card 26, and these two sub-parts 22, 23 can be connected to the central part 21 of the keyboard by a hinge (not shown in the figures); the central part keyboard 21 is subdivided into two sub-parts, but this subdivision is only materialized by the fact that each sub-part has its own intelligent electronic card 25a, 25b.
  • Each of these electronic keyboard cards 24, 25a, 25b, 26 comprises a microcontroller or a microprocessor or a programmable circuit with on-board software; the same is true of the central card.
  • FIG. 3 shows schematically and in a more complete manner, the functional structure of an electronic piano 1 according to the invention, in accordance with FIG. 2.
  • the keyboard comprises a left block 42, a right block 43 and a block central 41.
  • the right block 43 and the left block 42 can be connected to the central block 41 by hinges, which makes the electronic piano according to the invention foldable.
  • the invention applies in the same way to an electronic piano which is not foldable.
  • Said left-hand unit 42 comprises the left-end part keyboard 22 with its left-end keyboard electronic card 24, and the left loudspeaker 52.
  • Said right-hand unit comprises the left-end part keyboard 22 with its left-end keyboard electronic card 24, and the left loudspeaker 52.
  • Said central unit 41 comprises the central part keyboard 21 with its two electronic cards, namely its left center keyboard electronic card 25a and its center right keyboard electronic card 25b.
  • the central unit 41 also comprises a system called here “central system” 51 (or “central card”).
  • central system 51 or “central card”.
  • the latter comprises a centralization card 44 for the data coming from the different parts of the keyboard, which receives data from each of the electronic keyboard cards 25a, 25b, 24, 26.
  • Said centralization card 44 communicates, on the one hand, with the generator. sound 56, and on the other hand with an input - output interface 45; the latter advantageously forms part of the central system 51.
  • Said electronic keyboard cards 25a, 25b, 24, 26 advantageously comprise at least one electrical signal processing unit, which may in particular be a component.
  • intelligent programmable such as a programmable logic circuit, for example a component of FPGA (Field-Programmable Gâte Array) type, or even a microcontroller.
  • FPGA Field-Programmable Gâte Array
  • Each of the electronic keyboard cards 25a, 25b, 24, 26 is connected to the centralization card 44; this link is made by a differential asynchronous bidirectional serial link, within which the data packets containing the information coming from the switches or sensors of the keyboard keys are sent and transported asynchronously.
  • the centralization card fulfills several functions. In general, it retrieves information from electronic keyboard + cards 25a, 25b, 24, 26, transforms the data into MIDI format, and then stores this data. More precisely, the keyboard data centralization card 44 processes the data for pressing and releasing the keys and their associated speed, which are transmitted to it by the electronic keyboard cards 24, 25a, 25b, 26. This will be explained below. below in greater detail in relation to figure 4.
  • a bidirectional connection of the SPI (Serial Peripheral Interface) type is used. It operates according to a protocol that allows serialization of the data obtained from reading the keys on the keyboard.
  • the circuits communicate according to a master - slave scheme.
  • Three common conductors and one conductor per slave are used: a) a first common conductor which carries a clock signal (signal designated SCK - Serial ClocK), this signal being generated by the master; b) a second common conductor which carries the data going from the master to the slave (signal designated MOSI - Master Out, Slave In), this signal being generated by the master; c) a third common conductor which carries the data going from the slave to the master (signal designated MISO - Master In, Slave Out), this signal being generated by the slave; d) a conductor to select the slave with which the master communicates (signal designated SS - Slave Select), this signal being generated by the master.
  • This protocol makes it possible to communicate very quickly between the master and the slave; the frequency can reach 10 MHz.
  • the MISO and MOSI data can be transmitted at the same time, the protocol being synchronous.
  • this structure presents two residual problems.
  • the distance between the master and the slave must be very short in order to be able to guarantee this speed in good safety conditions.
  • the signal in the foldable keyboard according to the invention, the signal must pass through wire transmission means which ensure communication between the left end 12 or right 13 end assemblies to the central part 11 assembly; these wired transmission means are quite long and risk increasing the latency time of the transmission system.
  • these wire transmission means being quite long, they increase the risk of electromagnetic disturbance of the signal.
  • this problem is solved by the association of an SPI type protocol, which is efficient in terms of its speed for reducing latency, with a differential mode which ensures the SPI protocol the reliability of the signal over a long period of time. distance.
  • a driver signal adapter
  • For data transmission at least two conductors are used instead of just one for each of the four signals a), b), c), d).
  • a driver signal adapter
  • FIG. 4 schematically shows the interface between the centralization card 44 and the electronic keyboard cards 24, 25a, 25b, 26.
  • Each of these electronic keyboard cards 24, 25a, 25b, 26 includes its own microcontroller 144; 124,1251,1252,126, and each of these electronic keyboard cards 24, 25a, 25b, 26 is in a functional relationship with at least one differential driver, which is advantageously mounted on the card, as in FIG. 4, in order to minimize the length of the connection.
  • the left-end keyboard electronic card 24 has here two differential drivers 180, 181;
  • the right-end keyboard electronic card 26 here has two differential drivers 186,187;
  • the left center keyboard electronic card 25a has here two differential drivers 182.183;
  • the center right keyboard electronic card 25b has here two differential drivers 184,185.
  • one of the differential drivers transports the MISO data emanating from the keyboard electronic card to the central system 51 (typically to the centralization card 44), and another of the drivers carries the signals emanating from the central system 51 ( typically from the centralization card 44) to the electronic keyboard card, namely the MOSI, SS and SCK signals.
  • step (ii) the frame is transformed by the differential driver into two opposite signals which change in the same way as the incoming frame.
  • the transformed frame circulates in step (iii) on two conductors (represented by the two horizontal dotted lines), one of which carries the first signal, and the other the second signal. These signals are transmitted to the second differential driver (symbolized by the second square box).
  • this second differential driver reverses the transformation and restores the initial frame at output on a single conductor (step (v)).
  • This FIG. 5 also represents the occurrence of an electromagnetic disturbance of the frame: in step (iii), the transmission of one of the five binary digits is affected by an electromagnetic disturbance (indicated by the vertical arrow).
  • This disturbance affects the two opposite signals representing the binary digit in the same way, which negates the effect of the disturbance.
  • the binary digit is not affected by said electromagnetic disturbance.
  • a sound generator 56 converts the digital data coming from the centralization card 44 of the keyboard data and generates the analog signal associated with the musical note which corresponds to the key which is at the origin of the signal.
  • the sound generator 56 can use software of known type, based on modeling and sampling techniques (for example software marketed under the trademark Pianoteq TM by the company Modartt) which use data in MIDI format; this format is known to those skilled in the art.
  • the sound generator 56 may be in the form of a sound card.
  • this sound card can be integrated in the central unit 41, or in an external computer; the latter can then be connected to the central unit 41 for example by means of an input-output interface.
  • the input - output interface 45 can include in particular one or more outputs selected from the group formed by: outputs for headphones, XLR type audio outputs, USB outputs for connection to a MIDI type interface, USB type outputs Host for audio and MIDI recording on USB key, digital audio outputs (including AES type outputs and SPDIF type outputs).
  • the sound generator 56 is connected to the left 52 and right 53 speakers via an amplifier 54. The latter is part of the central system 51.
  • the piano can also include a bass speaker 57 which is advantageously located in the foot 14 of the piano.
  • the central system 51 may include other cards, or may be structured differently. For example, it may include a PC card that integrates the modeling and sampling software mentioned above. This embodiment facilitates access to the options of said software in order to modify the sound reproduction.
  • the amplification function can be provided by a specific amplifier card, which communicates with the two left 52 and right 53 loudspeakers, and possibly also with the bass loudspeaker 57, or with a separate bass sound generator.
  • said left end assembly 12 comprises said left block 42
  • said right end assembly 13 comprises said right block 43
  • said central part assembly 11 comprises said block central 41.
  • the latter comprises said central system assembly 51, which itself comprises said central card 27.
  • the left block 42 and the right block 43 must each exchange data with the central block 41.
  • This data exchange is advantageously done by wire 60, 61, insofar as a radio link, which is possible, proves to be too inefficient, in particular as regards the speed of transmission, and too unreliable as to the rigor. imposed by the absence of error requested by the playing of the pianist.
  • the signals must therefore pass through the faces which include the hinge.
  • Several means 61 are available for establishing this wired transmission channel. It is possible to use tips or contact surfaces, optionally mounted on a spring, with fixed positioning or integrated in magnetic connectors, known as such. Visible ribbon cables can be used, a well-known solution which has a certain brittleness and which can be considered unsightly.
  • the web is passed through the hinge without the web being visible when the hinge is opened and closed.
  • these wired transmission means 60, 61 does not generate additional latency of the data transmission system, and does not make it sensitive to electromagnetic disturbances which would be totally unacceptable for an electric piano which seeks to achieve the acoustic quality of a concert hall grand piano.
  • a bass speaker power supply board converts power from the mains or the battery to power the various functions of the card. In particular, it provides power to the power management module, power to the digital signal processor (DSP), power to the bass amplifier.
  • DSP digital signal processor
  • this piano additionally includes a pedal board.
  • this pedal comprises two analog pedals, which correspond, respectively, to the so-called strong pedal (which, in an acoustic piano, prolongs the sound and raises all the dampers), usually located to the right of the pedal, and to the so-called soft pedal (which, in an acoustic piano, moves the keyboard sideways so that, in the high and middle registers, the hammers no longer hit all the strings associated with a note), usually located to the left of the pedalboard.
  • the so-called strong pedal which, in an acoustic piano, prolongs the sound and raises all the dampers
  • soft pedal which, in an acoustic piano, moves the keyboard sideways so that, in the high and middle registers, the hammers no longer hit all the strings associated with a note
  • the pedal board can include a third pedal, of the all or nothing type, which corresponds to the so-called support or sostenuto pedal (which, in an acoustic piano, keeps the dampers raised only with the keys lowered), typically located in the middle of the pedal. crankset.
  • a third pedal of the all or nothing type, which corresponds to the so-called support or sostenuto pedal (which, in an acoustic piano, keeps the dampers raised only with the keys lowered), typically located in the middle of the pedal. crankset.
  • the signals from these pedals are processed by the centralization card 44. They can pass through said bass speaker power card.
  • this bass power supply board which also supplies the various elements of the pedals. Specifically, it converts power from the mains or the battery to power the various elements of the pedals. Alternatively or in addition, it can supply all the functions of the piano, in particular by converting the power supply from the mains or the battery to power the various elements of the piano, or by directly supplying the amplifier board and / or the centralization board.
  • one of the functions of the amplifier board 54 is to power various functions of the piano.
  • it can convert the power supply from the bass speaker power supply board to power the centralization board.
  • the powered functions cover in particular analog audio output, digital audio output, left and right speaker amplifiers and headphones (or headphones).
  • the sound generator includes a digital to analog converter that converts digital sound data to analog or digital sound data. It incorporates software for piloting and managing this conversion.
  • the sound is generated by the sound card digitally.
  • the sound card can be part of the sound generator or can be separate.
  • the amplifier board takes this digital signal to convert it into a low power analog signal. This signal is then split into two tracks, left and right, to be transmitted to the right 53 and left 52 speakers. The left track also goes to the bass amplifier power supply board to be processed and amplified.
  • a digital signal output can be used to send a digital signal to the outside.
  • the electronic piano according to the invention is produced with a foldable keyboard, it may be advantageous to provide in the right end assembly 13 and in the left end assembly 12 an interface card to which the wired transmission means are connected. used to transmit signals from one of the left 12 or right 13 end assemblies to the central part 11 assembly.
  • the invention has many advantages.
  • Extended MIDI format which is a more powerful variant of the basic MIDI format.
  • This extended format allows the velocity to be encoded on a range from 0 to 16383.
  • an encoding from 0 to 1024 is used, which ensures sound quality which meets the objective, without unnecessarily increasing the quantity of data to be processed which would increase the processing time. treatment.
  • the transmission of data from the keyboard cards to the central card by means of a differential bidirectional asynchronous serial protocol ensures secure transmission in terms of data loss and in terms of data exchange speed.

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Abstract

Piano électronique (1) comprenant un clavier électronique (10, 20), un système électronique central (51) et plusieurs sous-parties de clavier (21, 22, 23) dont chacune comprend une au moins une carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) et plusieurs touches qui se succèdent, caractérisé en ce que chacune des sous-parties de clavier (21, 22, 23) comprend au moins une carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) qui lui est propre, configurée pour transmettre des données numérique audit système électronique central (51); chaque touche d'une sous- partie du clavier (21, 22, 23) est reliée à une carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) de ladite sous- partie (21, 22, 23); chaque carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) est configurée pour générer pour chaque touche de ladite sous-partie un bloc d'information exprimant la vitesse d'enfoncement et la vitesse de relâchement, lesdits blocs d'information sont transmis audit système électronique central (51).

Description

PIANO ELECTRONIQUE Domaine technique de l’invention
L’invention concerne le domaine des instruments de musique, et plus particulièrement celui des instruments de musique électroniques. Plus précisément, l’invention porte sur un piano électronique doté d’un clavier mécanique, dans lequel le son est généré de manière électronique. Ce clavier peut être pliable.
Etat de la technique Dans un piano électronique le son est généré de manière électronique ; un tel piano ne comporte pas de cordes mises en vibration par l’actionnement des touches. Un clavier pour piano électronique comprend un agencement de touches, typiquement blanches et noires, de manière à ressembler à un clavier de piano mécanique de type courant. Ces touches s’étendent en règle générale sur plusieurs octaves ; l’étendue du clavier d’un piano électrique peut être de 88 touches, comme sur un piano mécanique de type courant, ou elle peut être différente, et dans ce cas le plus souvent plus petite. Le terme « piano numérique » est souvent utilisé pour des pianos électroniques conçus pour offrir des possibilités de jeux similaires à celles d'un piano mécanique de type courant. Dans un clavier pour piano électronique, l’abaissement (enfoncement) d’une touche actionne en règle générale un capteur ou un interrupteur associé à cette touche, et de même, le relâchement (relèvement) de ladite touche actionne un capteur ou interrupteur associé à cette touche. Ce principe est connu et utilisé depuis longtemps, voir par exemple EP 0263494 (Yamaha Corporation). On utilise de préférence deux interrupteurs, afin de pouvoir déterminer la vélocité de l’abaissement de la touche (qui, dans un piano acoustique, influe de manière déterminante sur le son obtenu). Les capteurs ou les interrupteurs actionnés par le relâchement de la touche peuvent être les mêmes que ceux qui sont actionnés par l’abaissement de la touche. On peut aussi utiliser un capteur différent ou des interrupteurs différents.
Les capteurs ou interrupteurs génèrent un signal électrique qui est transmis vers un microprocesseur ou, de manière préférée, vers un circuit logique programmable. Ce signal électrique représente typiquement l'état d'enfoncement ou de relâchement de la touche. Pour générer le son, ce signal est lié à l’indentification de la touche qui en a été à l’origine et prend une valeur correspondant à une durée d'enfoncement/relâchement et/ou une vitesse d'enfoncement/relâchement, sachant que chaque touche représente une fréquence acoustique de base différente. Le brevet EP 0 727 766 B1 (Fatar S.r.l.) décrit un clavier pour piano électronique, dans lequel le marteau actionné par la touche du clavier actionne un interrupteur revêtu de caoutchouc qui est monté sur une carte électronique.
On connaît également un clavier électronique largement répandu, vendu par la société FATAR, dans lequel les touches sont montées sur une carte électronique comprenant pour chaque touche une membrane souple avec deux interrupteurs décalés. La membrane peut être en caoutchouc, et c’est pour cette raison que l’homme du métier appelle cet ensemble d’interrupteurs des « rubbers ». Ce clavier électronique peut être intégré dans des pianos électroniques. Un tel piano électronique est vendu par exemple par la société Studiologic. Dans ces pianos électriques, chaque interrupteur est relié à une unité de traitement du signal électrique, qui comporte un composant intelligent programmable de type microcontrôleur ou microprocesseur ou circuit logique programmable (par exemple un FPGA). Lorsque l’algorithme de scrutation détecte un appui de touche, il mesure précisément le temps entre l’enfoncement du premier et du deuxième interrupteur, et vice versa lors du relâchement de la touche.
Pour chaque touche du clavier électronique on a donc les relations :
Temps d’enfoncement de la touche n° x = mesure du temps entre l’enfoncement du premier interrupteur associé à cette touche, et le deuxième interrupteur ;
Temps de relâchement de la touche n° x = mesure du temps entre le relâchement du deuxième interrupteur associé à cette touche et dudit premier interrupteur.
Ces temps d’enfoncement et de relâchement permettent également de calculer la vitesse d’enfoncement et de relâchement. Le système associe donc les informations « Note appuyée ou relâchée » à la vitesse d’enfoncement ou de relâchement. Si la touche reste appuyée ou relâchée on ne transmet pas d’information : l’information envoyée au système est une information transitoire. De plus si un seul des deux interrupteurs est enfoncé ou relâché, on ne transmet pas d'information. En général le temps d’enfoncement est converti en valeur normalisée selon le protocole de la norme MIDI (Musical Instrument Digital Interface) 1.0, connue de l’homme du métier, sur 7 bits (valeur de 0 à 127) qui correspond à la valeur de vélocité de la note. Cette norme prévoit également un format de codage étendu de la vélocité sur 14 bits, dont l’utilisation améliore la précision.
Sur un tel clavier de taille standard avec 88 touches il y a donc 2 x 88 = 176 interrupteurs. Certains claviers utilisent même des solutions basées sur trois interrupteurs ; soit un total de 264 interrupteurs pour 88 touches. Il est compliqué de relier tous ces interrupteurs au même système de commande intelligent, et ainsi la plupart des systèmes utilisent un multiplexage à base de diodes.
Le problème est que les architectures connues avec un système de multiplexage ne permettent pas de capter l'information de vélocité avec une précision suffisante pour être compatibles avec la précision recherchée par le pianiste professionnel.
Par ailleurs, les systèmes connus ne sont pas directement compatibles avec un clavier électronique modulaire ou pliable.
Le document ES 1183 512 U (Pocketpiano) décrit un piano pliable avec des touches magnétiques formées d’un film élastique, comprenant un module principal et plusieurs modules secondaires qui peuvent être raccordés latéralement pour former un clavier. Chaque module secondaire comprend un microcontrôleur. Le signal transite d’un module à l’autre pour être recueilli dans le microcontrôleur du module principal, qui transfère le signal par une liaison sans fils vers un amplificateur externe.
WO 2014/122642 (Lifshitz & Lerner) décrit un autre clavier modulaire comprenant des segments pouvant être raccordés par un système de connecteurs de type mâle - femelle, l’un desdits segments comprenant une électronique de contrôle. Dans ces systèmes, la transmission des données et leur traitement est trop lent pour être compatible avec les exigences d’un pianiste professionnel qui recherche une restitution de son d’une qualité comparable à celle d’un piano de concert.
La présente invention vise à proposer un système qui permet d’accroître la précision dans la détection de la vitesse d’enfoncement et de relâchement des touches, et dans lequel le temps de traitement du signal et des données reste suffisamment court pour que le temps de latence entre l’action du pianiste sur le clavier et la traduction en son audible soit inférieur au temps de traitement du cerveau humain. Un tel système doit permettre de proposer un piano électronique capable de restituer un son d’une qualité comparable à celle d’un piano de concert.
Objets de l’invention
Selon l’invention, le problème est résolu par une combinaison de plusieurs moyens qui coopèrent.
Le piano électronique selon l’invention comprend une pluralité de touches aptes à être actionnées par un pianiste. Chaque touche comprend au moins un, et de préférence au moins deux, dispositifs de détection de mouvement et/ou d’effort sur la touche (tels que des interrupteur ou capteurs). Lesdits dispositifs génèrent un signal électrique qui est ensuite traité, comme cela sera expliqué ci-dessous, pour en déduire un paramètre représentatif de la vélocité de la touche ou d’un autre élément mécanique actionné par la touche lors de son enfoncement et/ou lors de son relâchement, tel qu’un levier. De manière avantageuse, les signaux électriques en provenance de chaque touche sont transmis à une unité de traitement de type microcontrôleur, à un microprocesseur ou à un circuit programmable, par l’intermédiaire de drivers différentiels installés entre les cartes électroniques clavier et la carte centrale.
Selon une première caractéristique, essentielle, de l’invention, tous les dispositifs de détection de mouvement et/ou d’effort sur la touche (tels que des interrupteurs ou capteurs) des touches sont reliés à une ou plusieurs unités de traitement du signal électrique et au moins les données issues d’une partie des dispositifs de détection de mouvement et/ou d’effort sur la touche (tels que des interrupteurs ou capteurs) sont traitées en parallèle. Ladite unité de traitement du signal électrique comprend un composant intelligent programmable, et peut notamment être un microcontrôleur ou un microprocesseur ou encore un circuit logique programmable (tel qu’un FGPA (Field-Programmable Gâte Array)).
Selon une deuxième caractéristique, essentielle, de l’invention, le clavier est subdivisé en plusieurs sous-parties, et une carte intelligente est intégrée dans chaque sous-partie du clavier. On appelle ici « carte intelligente » une carte qui intègre un microcontrôleur ou un microprocesseur ou un circuit programmable associé à un logiciel, qui est typiquement un logiciel embarqué. Cette carte est typiquement alimentée par la carte centrale.
Selon une troisième caractéristique de l’invention, les données sont traitées successivement à au moins deux niveaux : d’abord les signaux générés par le (ou les) dispositif(s) de détection de mouvement et/ou d’effort sur la touche [tels que des interru pteur(s) ou capteur(s)] d’une touche sont traités par une première carte associée à cette touche (sachant que cette carte reçoit les signaux de plusieurs touches contiguës), et ensuite les données générées par ladite première carte (qui fait partie d’une pluralité de cartes appelées ici « cartes électroniques clavier ») sont transmises à une carte centrale, qui génère des données, qui sont typiquement au format MIDI, qui peuvent ensuite être exploitées par une carte son.
Les informations de détection de chaque touche sont transmises en tant que signaux électriques à une unité de traitement du signal électrique telle qu’un microcontrôleur ou un microprocesseur ou un circuit programmable (de type FPGA par exemple). Afin de garantir l’intégrité des signaux on préfère utiliser des drivers différentiels, ce qui permet d’éviter des erreurs d’interprétation de trame. Ces drivers sont installés entre les cartes clavier et la carte centrale.
Le fait de relier chaque touche à l’entrée d’une unité de traitement du signal et d’utiliser une pluralité de cartes clavier permet un traitement des informations relatif au mouvement des touches qui se fait en parallèle et non en mode séquentiel. En particulier, les touches du clavier sont réparties par blocs, avec une unité de traitement du signal par bloc ; le nombre de ces blocs peut être entre 1 et n pour n touches, mais on préfère utiliser n= 2 ou n= 4.
Un premier objet de l’invention est un piano électronique comprenant un clavier électronique, un système électronique central et une pluralité de sous-parties de clavier, chacune de ces sous-parties de clavier comprenant une au moins une carte électronique clavier et une pluralité de touches qui se succèdent, ledit piano électronique étant caractérisé en ce que
- chacune de ces sous-parties de clavier comprend au moins une carte électronique clavier qui lui est propre et qui est configurée pour transmettre des données numériques audit système électronique central ;
- chaque touche d’une sous-partie du clavier est reliée à une carte électronique clavier de ladite sous-partie ;
- chaque carte électronique clavier est configurée pour générer pour chaque touche de ladite sous-partie un bloc d’information exprimant la vitesse d’enfoncement et la vitesse de relâchement ;
- lesdits blocs d’information sont transmis audit système électronique central.
Lesdits blocs d’information peuvent comprendre un identifiant de la touche. Chacune des cartes électroniques clavier est reliée audit système électronique central configuré pour traiter les données d’enfoncement et de relâchement des touches et de leur vitesse associée qui lui sont transmises par lesdites cartes électroniques clavier, la liaison entre lesdites cartes électroniques clavier (24, 25a, 25b, 26) et ledit système électronique central (51) étant une liaison série bidirectionnelle asynchrone différentielle.
Ledit système électronique central effectue un traitement de concaténation de l’ensemble desdits blocs d’information pour créer un nouveau signal digital, qui est de préférence au format MIDI. Selon un aspect de l’invention, ledit système électronique central comprend une carte de centralisation, à laquelle est reliée chacune des cartes électroniques clavier par ladite liaison série bidirectionnelle, à laquelle sont transmis lesdits blocs d’information, et qui est configurée pour traiter les données d’enfoncement et de relâchement des touches et de leur vitesse associée qui lui sont transmises par lesdites cartes électroniques clavier.
Selon un autre aspect de l’invention, la transmission des données entre les cartes électroniques clavier et la carte de centralisation se fait par une liaison bidirectionnelle de type SPI - Serial Peripheral Interface.
Selon un autre aspect de l’invention, les signaux échangés entre ledit système électronique central et lesdites cartes électroniques clavier sont transformées par un jeu de drivers différentiels. Typiquement chaque carte électronique clavier est en relation fonctionnelle avec au moins un driver différentiel. Les données émanant du système central et les données émanant des cartes électroniques clavier sont transmises simultanément.
Selon un autre aspect de l’invention, chaque carte électronique clavier est en relation fonctionnelle avec deux drivers différentiels, dont le premier transforme les données émanant de la carte électronique clavier vers le système central, et le deuxième transforme les données émanant du système central vers la carte électronique clavier, lesdits premiers et deuxièmes drivers différentiels pouvant se trouver sur chacune desdits cartes électroniques clavier.
Selon un autre aspect de l’invention, les données digitales émanant d’une carte électronique clavier à destination du système central sont transformées par un premier driver différentiel, qui est en relation fonctionnelle avec ladite carte, en deux signaux différentiels transportés chacun sur son propre conducteur, lesdits deux signaux différentiels étant ensuite transformés par un deuxième driver différentiel, qui est en relation fonctionnelle avec ledit système central, en un signal digital. De même, les données digitales émanant du système central à destination d’une carte électronique clavier sont transformées par un premier driver différentiel, qui est en relation fonctionnelle avec ledit système central, en deux signaux différentiels transportés chacun sur son propre conducteur, lesdits deux signaux différentiels étant ensuite transformés par un deuxième driver différentiel, qui est en relation fonctionnelle avec ladite carte électronique clavier, en un signal digital. Dans un mode de réalisation, ledit piano électronique comprend trois sous-parties de clavier, dont deux sous-parties d’extrémités, respectivement de gauche et de droite, dont chacune est dotée de sa carte électronique clavier, et une sous-partie centrale de clavier, comprenant un nombre de touches plus grand que chacune des sous-parties d’extrémités de clavier, et qui est dotée de deux cartes électroniques clavier, dont chacune est associée à un groupe de touches successives de ladite sous-partie centrale de clavier.
Ledit piano électronique peut comprendre, en outre, au moins un haut-parleur. Avantageusement, il comprend un haut-parleur de gauche et un haut-parleur de droite ; il peut comprendre en outre au moins un haut-parleur de basses. Ce dernier peut être intégré dans un pied apte à soutenir ledit piano électronique.
Ledit haut-parleur de gauche est avantageusement intégré dans un bloc de gauche qui comprend ledit ensemble extrémité gauche dudit clavier, ledit ensemble extrémité gauche comprenant également ledit clavier partie extrémité gauche. Ledit haut-parleur de droite est avantageusement intégré dans un bloc de droite qui comprend ledit ensemble extrémité droite dudit clavier, ledit ensemble extrémité droite comprenant également ledit clavier partie extrémité droite.
Dans un mode de réalisation avantageux, ladite sous-partie centrale du clavier est intégrée dans un bloc central qui comprend par ailleurs ledit système central et un générateur de son. Ledit générateur de son est relié auxdits haut-parleurs de droite et de gauche par l’intermédiaire d’un amplificateur.
Chacune des cartes clavier est reliée à une carte de centralisation configurée pour traiter les données d’enfoncement et de relâchement des touches et de leur vitesse associée qui lui sont transmises par lesdites cartes clavier.
Ledit système central génère des données au format MIDI qui sont ensuite exploitées par ledit générateur de son.
Ledit système central comprend ladite carte de centralisation et/ou ledit amplificateur.
Pour réaliser un piano électronique selon l’invention qui soit pliable, on peut relier chacune des sous-parties d’extrémité de clavier est reliée à la partie centrale de clavier par des charnières, de manière à permettre le pliage du clavier.
Dans un piano électronique pliable selon l’invention, l’échange de données entre chacune des sous-parties d’extrémité de clavier et la partie centrale du clavier peut être effectué de préférence par une liaison filaire, de préférence en utilisant un moyen sélectionne dans le groupe formé par : les pointes ou surfaces de contact, éventuellement montées sur ressort et/ou intégrées dans des connecteurs magnétiques, les câbles flexibles, les câbles en nappe, de préférence intégrée dans la charnière.
Description des figures
L’invention sera décrite ci-après, en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels:
[Fig. 1] représente de manière schématique la structure d’un piano électronique selon l’invention.
[Fig. 2] représente de manière schématique la structure fonctionnelle d’un clavier électronique conforme à la figure 1.
[Fig. 3] donne une représentation plus complète de la structure fonctionnelle d’un piano électronique conforme à la figure 2.
[Fig. 4] donne une représentation schématique de l’interface entre la carte de centralisation et les cartes électroniques clavier.
[Fig. 5] représente de manière schématique la double transformation d’un signal binaire « 1 » lors de son transfert à travers deux drivers différentiels.
Les références numériques suivantes sont utilisées dans la présente description:
I Piano électronique selon l’invention 10 Clavier électronique
I I Ensemble partie centrale de 10
12 Ensemble extrémité gauche de 10
13 Ensemble extrémité droite de 10
14 Pied
15 Alimentation électrique
20 Clavier électronique
21 Clavier partie centrale
22 Clavier partie extrémité gauche
23 Clavier partie extrémité droite
24 Carte électronique clavier extrémité gauche 25a Carte électronique clavier centre gauche 25b Carte électronique clavier centre droite
26 Carte électronique clavier extrémité droite
27 Carte centrale 41 Bloc central
42 Bloc de gauche
43 Bloc de droite
44 Carte de centralisation
45 Interface entrée - sortie
51 Système central
52 Haut-parleur de gauche
53 Haut-parleur de droite
54 Amplificateur
56 Générateur de son
57 Haut-parleur de basses 60,61 Moyen de liaison filaire 124,1251,1252,126 Microcontrôleurs des cartes 24, 25a, 25b, 26
144 Microcontrôleur de la carte 44 180,181,182,183,184,185,186,187 Driver différentiel 190,191,192,193,194,195,196,197 Driver différentiel
Description détaillée
La figure 1 montre de manière schématique la structure d’un piano électronique 1 selon l’invention. Il comprend un clavier électronique 10, un pied 14 et une alimentation électrique 15. Le pied 14 est optionnel ; il est de préférence détachable du clavier 10, ce qui permet de poser le clavier 10 sur une table, et ce qui facilite le transport. L’alimentation électrique 15 peut notamment être un système d'alimentation reliée au secteur, ou une batterie rechargeable. Le clavier électronique 10 comprend un ensemble partie centrale 11, un ensemble extrémité gauche 12, et un ensemble extrémité droite 13.
A titre d’exemple, pour un clavier comprenant 88 touches, l’ensemble extrémité gauche 12 et l’ensemble extrémité droite 13 peuvent comprendre chacun entre 18 et 24 touches, de préférence le même nombre de touches pour chacun de ces deux ensembles 12,13, et l’ensemble partie centrale 11 comprend les autres touches. Ainsi, on peut prévoir 20 touches dans chacun des ensembles extrémité gauche 12 et droite 13, et 48 touches dans l’ensemble partie centrale 11. Il est également possible de réaliser un tel clavier avec un nombre de touches qui est inférieur ou supérieur à 88.
Dans un mode de réalisation particulier, l’ensemble extrémité droite 13 et l’ensemble extrémité gauche 12 sont pliables par rapport à l’ensemble partie centrale 11, par exemple à l’aide de charnières. La figure 2 montre de manière schématique la structure fonctionnelle d’un clavier électronique 20 conforme à la figure 1. L’ensemble clavier électronique 20 comprend un clavier partie extrémité gauche 22, qui interagit avec sa carte électronique clavier extrémité gauche 24, et un clavier partie extrémité droite 23, qui interagit avec sa carte électronique clavier extrémité droite 26.
L’ensemble piano électronique 20 comprend par ailleurs un clavier partie centrale 21, qui interagit avec sa carte électronique clavier partie centrale. Dans l’exemple de la figure 2, ladite carte électronique clavier partie centrale comprend une carte électronique clavier centre gauche 25a, et une carte électronique clavier centre droite 25b, dont chacune interagit avec les touches formant la partie gauche et droite, respectivement, du clavier partie centrale 21.
Lesdites cartes électroniques clavier se situent avantageusement au-dessous de la partie du clavier avec laquelle elles interagissent, notamment en lui transmettant des données. Chaque touche actionne au moins un dispositif de détection de mouvement et/ou d’effort sur la touche (tels qu’un interrupteur ou capteur) ; dans un mode de réalisation avantageux il s’agit de deux dispositifs de détection de mouvement et/ou d’effort sur la touche (tels que d’interrupteurs et/ou capteurs). Les capteurs peuvent par exemple être des capteurs optiques ou laser. Chaque dispositif de détection de mouvement et/ou d’effort sur la touche (tels qu’un interrupteur ou capteur) de chaque touche dispose de sa propre entrée sur la carte électronique clavier à laquelle il transmet des données. Cela assure une lecture parallèle de tous les dispositifs de détection de mouvement et/ou d’effort sur la touche (tels que d’interrupteurs et/ou capteurs).
Chacune des cartes électroniques clavier transmet des données à une carte centrale 27, et est alimentée, directement ou indirectement, par cette dernière. Plus précisément, la carte centrale 27 communique avec une liaison série bidirectionnelle asynchrone différentielle (avantageusement de type SPO, CLK data in - data out) avec les cartes électroniques clavier 24, 25a, 25b, 26 afin de limiter les temps de latence. Le temps de remontée des données des cartes clavier 24, 25a, 25b, 26 à la carte centrale 27 est insignifiant. Les fonctions de la carte centrale 27 peuvent être assurées par plusieurs cartes.
Ainsi, chacune des différentes sous-parties du clavier est dotée de sa ou de ses propre(s) carte(s) intelligente(s). Les différentes sous-parties du clavier peuvent être reliées par des dispositifs qui permettent le pliage du clavier (tels que des charnières), mais cela n’est qu’un mode de réalisation particulier, sachant que les sous-parties du clavier n’ont pas besoin d’être matérialisées autrement que par le fait qu’elles regroupent une pluralité de touches voisines qui sont reliées à une même carte intelligente.
A titre d’exemple, si dans le mode de réalisation de la figure 2 le clavier électronique 20 est un clavier pliable en trois segments 21 , 22, 23, le clavier partie extrême gauche 22 est matérialisé par sa propre carte électronique 24, et le clavier partie extrémité droite 23 est matérialisé par sa propre carte électronique 26, et ces deux sous-parties 22, 23 peuvent être reliés à la partie centrale 21 du clavier par une charnière (non montrée sur le figures) ; le clavier partie centrale 21 est subdivisé en deux sous-parties, mais cette subdivision n’est matérialisée que par le fait que chaque sous-partie dispose de sa propre carte électronique 25a, 25b intelligente. Chacune de ces cartes électroniques clavier 24, 25a, 25b, 26 comporte un microcontrôleur ou un microprocesseur ou un circuit programmable avec un logiciel embarqué ; il en est de même de la carte centrale.
La figure 3 montre de manière schématique et de manière plus complète, la structure fonctionnelle d’un piano électronique 1 selon l’invention, conforme à la figure 2. Le clavier comprend un bloc de gauche 42, un bloc de droite 43 et un bloc central 41. Le bloc de droite 43 et le bloc de gauche 42 peuvent être reliés au bloc central 41 par des charnières, ce qui rend le piano électronique selon l’invention pliable. L’invention s’applique de la même manière à un piano électronique qui n’est pas pliable.
Ledit bloc de gauche 42 comprend le clavier partie extrémité gauche 22 avec sa carte électronique clavier extrémité gauche 24, et le haut-parleur gauche 52. Ledit bloc de droite
43 comprend le clavier partie extrémité droite 23 avec sa carte électronique clavier extrémité droite 26, et le haut-parleur droite 53. Ledit bloc de central 41 comprend le clavier partie centrale 21 avec ses deux cartes électroniques, à savoir sa carte électronique clavier centre gauche 25a et sa carte électronique clavier centre droite 25b.
Le bloc central 41 comprend par ailleurs un système appelé ici « système central » 51 (ou « carte centrale »). Ce dernier comprend une carte de centralisation 44 des données provenant des différentes parties du clavier, qui reçoit des données de chacune des cartes électroniques clavier 25a, 25b, 24, 26. Ladite carte de centralisation 44 communique, d’une part, avec le générateur de son 56, et d’autre part avec une interface entrée - sortie 45 ; cette dernière fait avantageusement partie du système central 51. La carte de centralisation
44 peut faire partie de la carte centrale 27, ou peut correspondre à la carte centrale 27. Lesdites cartes électroniques clavier 25a, 25b, 24, 26 comprennent avantageusement au moins une unité de traitement du signal électrique, qui peut notamment être un composant intelligent programmable, tel qu’un circuit logique programmable, par exemple un composant de type FPGA (Field-Programmable Gâte Array), ou encore un microcontrôleur. Ainsi, les données en provenance des dispositifs de détection de mouvement et/ou d’effort sur la touche (tels que des interrupteurs et/ou capteurs), relatif à la vitesse d’enfoncement et de relâchement des touches, peuvent être collectées et stockées en parallèle.
Chacune des cartes électroniques clavier 25a, 25b, 24, 26 est reliée à la carte de centralisation 44 ; cette liaison se fait par une liaison série bidirectionnelle asynchrone différentielle, au sein de laquelle les paquets de données contenant les informations provenant des interrupteurs ou capteurs des touches du clavier sont émises et transportées de façon asynchrone. La carte de centralisation remplit plusieurs fonctions. D’une manière générale, elle récupère les informations provenant des cartes +électroniques clavier 25a, 25b, 24, 26, elle transforme les données au format MIDI, puis elle stocke ces données. Plus précisément, la carte de centralisation 44 des donnés clavier traite les données d’enfoncement et de relâchement des touches et de leur vitesse associée, qui lui sont transmises par les cartes électroniques clavier 24, 25a, 25b, 26. Cela sera expliqué ci- dessous en plus grand détail en relation avec la figure 4.
Pour résoudre la problématique de réduction de la latence tout en augmentant la sécurité de la transmission des données entre les cartes électroniques clavier et la carte de centralisation, on utilise une liaison bidirectionnelle de type SPI (Serial Peripheral Interface). Elle fonctionne selon un protocole qui permet de sérialiser les données issues de la lecture des touches du clavier. Les circuits communiquent selon un schéma maître - esclave. On utilise trois conducteurs communs et un conducteur par esclave : a) un premier conducteur commun qui transporte un signal d’horloge (signal désigné SCK - Serial ClocK), ce signal étant généré par le maître ; b) un deuxième conducteur commun qui transporte les données allant du maître vers l’esclave (signal désigné MOSI - Master Out, Slave In), ce signal étant généré par le maître ; c) un troisième conducteur commun qui transporte les données allant de l’esclave vers le maître (signal désigné MISO - Master In, Slave Out), ce signal étant généré par l’esclave ; d) un conducteur pour sélectionner l’esclave avec lequel communique le maître (signal désigné SS - Slave Select), ce signal étant généré par le maître.
Ce protocole permet de communiquer très rapidement entre le maître et l’esclave ; la fréquence peut atteindre 10 MHz. En particulier, les données MISO et MOSI peuvent être émises en même temps, le protocole étant synchrone. Cependant, cette structure présente deux problèmes résiduels. D’une part, la distance entre le maître et l’esclave doit être très courte pour pouvoir garantir cette vitesse dans des bonnes conditions de sécurité. Or, dans le clavier pliable selon l’invention, le signal doit transiter par des moyens de transmission filaire qui assurent la communication entre les ensembles extrémité gauche 12 ou droite 13 vers l’ensemble partie centrale 11 ; ces moyens de transmission filaires sont assez longs et risquent d’augmenter le temps de latence du système de transmission. Par ailleurs, ces moyens de transmission filaire étant assez longs, ils augmentent le risque de perturbation électromagnétique du signal.
Dans le cadre de la présente invention ce problème est résolu par l’association d’un protocole de type SPI, qui est performant par sa rapidité pour réduire la latence, à un mode différentiel qui assure au protocole SPI la fiabilité du signal sur une longue distance. Pour la transmission des données on utilise au moins deux conducteurs au lieu d’un seul pour chacun des quatre signaux a),b),c),d). Pour gérer le mode différentiel on utilise un driver (adaptateur de signaux) qui transforme dans un sens un conducteur en deux conducteurs différentiels, et dans l’autre sens deux conducteurs différentiels en un seul conducteur.
On note que les protocoles usuels qui utilisent un mode différentiel pour communiquer, tels que le protocole USB ou le protocole RS422, ne peuvent pas envoyer et recevoir directement des données de manière synchrone.
La figure 4 montre de manière schématique l’interface entre la carte de centralisation 44 et les cartes électroniques clavier 24, 25a, 25b, 26. Chacune de ces cartes électroniques clavier 24, 25a, 25b, 26 comprend son propre microcontrôleur 144 ; 124,1251,1252,126, et chacune de ces cartes électroniques clavier 24, 25a, 25b, 26 est en relation fonctionnelle avec au moins un driver différentiel, qui est avantageusement monté sur la carte, comme sur la figure 4, afin de minimiser la longueur de la connexion. Ainsi, la carte électronique clavier extrémité gauche 24 possède ici deux drivers différentiels 180,181 ; la carte électronique clavier extrémité droite 26 possède ici deux drivers différentiels 186,187 ; la carte électronique clavier centre gauche 25a possède ici deux drivers différentiels 182,183 ; la carte électronique clavier centre droite 25b possède ici deux drivers différentiels 184,185. Pour chacune desdites cartes électroniques clavier, un des drivers différentiels transporte les données MISO émanant de la carte électronique clavier vers le système central 51 (typiquement vers la carte de centralisation 44), et un autre des drivers transporte les signaux émanant du système central 51 (typiquement de la carte de centralisation 44) vers la carte électronique clavier, à savoir les signaux MOSI, SS et SCK. Ceci permet de conserver la vitesse de transmission de l’interface SPI tout en ajoutant la possibilité d’avoir des distances de conducteurs plus longs, et cela immunise le système contre les perturbations électromagnétiques ; ce dernier aspect est expliqué ci-dessous en relation avec la figure 5 qui représente une trame digital formée de cinq chiffres binaires : « 01010 ». A l’étape (i) la trame circule dans un conducteur et entre dans un premier driver différentiel (symbolisé par la première boite carrée). A l’étape (ii) la trame est transformée par le driver différentiel en deux signaux opposés qui permutent de la même façon que la trame entrante. En sortie de ce premier driver différentiel, la trame transformée circule à l’étape (iii) sur deux conducteurs (représentés par les deux lignes pointillées horizontales), dont l’un achemine le premier signal, et l’autre le deuxième signal. Ces signaux sont transmis au deuxième driver différentiel (symbolisé par la deuxième boîte carrée). A l’étape (iv) ce deuxième driver différentiel inverse la transformation et restitue en sortie la trame initiale sur un seul conducteur (étape (v)). Cette figure 5 représente également la survenance d’une perturbation électromagnétique de la trame : à l’étape (iii), la transmission de l’un des cinq chiffres binaires est affectée par une perturbation électromagnétique (indiquée par la flèche verticale). Cette perturbation affecte les deux signaux opposés représentant le chiffre binaire de la même manière, ce qui annulle l’effet de la perturbation. Ainsi, après transformation inverse dans le deuxième driver différnetierl, le chiffre binaire n’est pas affecté par ladite perturbation électromagnétique. Cet exemple illustre ainsi l’un des avantages du piano électrique selon l’invention. Le piano électronique 1 selon l’invention doit bien évidemment être capable de générer des sons. A cette fin, un générateur de son 56 convertit les données numériques issues de la carte de centralisation 44 des données clavier et génère le signal analogique associé à la note musicale qui correspond à la touche qui est à l’origine du signal. Le générateur de son 56 peut utiliser un logiciel de type connu, basé sur des techniques de modélisation et d’échantillonnage (par exemple un logiciel commercialisé sous la marque Pianoteq™ par la société Modartt) qui utilisent des données au format MIDI ; ce format est connu de l’homme du métier. Le générateur de son 56 peut se présenter sous la forme d’une carte de son. Alternativement, cette carte de son peut être intégrée dans le bloc central 41, ou dans un ordinateur externe ; ce dernier peut alors être relié au bloc central 41 par exemple par l’intermédiaire d’une interface entrée-sortie. L’interface entrée - sortie 45 peut comprendre notamment une ou plusieurs sorties sélectionnées dans le groupe formé par : les sorties pour casques, les sorties audio de type XLR, les sorties USB pour branchement à une interface de type MIDI, les sorties de type USB Host pour enregistrement audio et MIDI sur clé USB, les sorties audio numériques (et notamment les sorties de type AES et les sorties de type SPDIF).
Le générateur de son 56 est relié aux haut-parleurs gauche 52 et droite 53 par l’intermédiaire d’un amplificateur 54. Ce dernier fait partie du système central 51.
Le piano peut comprendre encore un haut-parleur de basses 57 qui se situe avantageusement dans le pied 14 du piano. Le système central 51 peut comporter d’autres cartes, ou peut être structuré différemment. A titre d’exemple, il peut comporter une carte PC qui intègre le logiciel de modélisation et d’échantillonnage mentionné ci-dessus. Ce mode de réalisation facilite l’accès aux options dudit logiciel dans le but de modifier la restitution du son. La fonction amplification peut être assurée par une carte amplificateur spécifique, qui communique avec les deux haut- parleurs gauche 52 et droite 53, et possiblement aussi avec le haut-parleur de basses 57, ou avec un générateur de son de basses séparé.
Dans un mode de réalisation avantageux, qui conduit à un piano électronique particulièrement compact, ledit ensemble extrémité gauche 12 comprend ledit bloc de gauche 42, et ledit ensemble extrémité droite 13 comprend ledit bloc de droite 43, et ledit ensemble partie centrale 11 comprend ledit bloc central 41. Ce dernier comprend ledit ensemble système central 51, qui, lui, comprend ladite carte centrale 27.
Si le clavier selon l’invention est réalisé sous la forme d’un clavier pliable, le bloc de gauche 42 et le bloc de droite 43 doivent chacun échanger des données avec le bloc central 41.
Cet échange de données se fait avantageusement par voie filaire 60,61 , dans la mesure où une liaison radio, qui est possible, se révèle trop peu performante, notamment en ce qui concerne la vitesse de transmission, et trop peu fiable quant à la rigueur imposée par l'absence d'erreur demandée par le jeu du pianiste. Par voie filaire les signaux doivent donc passer par les faces qui comportent la charnière. Plusieurs moyens 61 sont disponibles pour établir cette voie de transmission filaire. On peut utiliser des pointes ou surfaces de contact, éventuellement montées sur ressort, à positionnement fixe ou intégrées dans des connecteurs magnétiques, connus en tant que tels. On peut utiliser des câbles en nappe visibles, une solution bien connue, qui présente une certaine fragilité, et qui peut être considérée comme inesthétique. De manière préférée, on passe la nappe à travers la charnière sans que la nappe ne soit visible à l’ouverture et à la fermeture de la charnière. Comme décrit ci-dessus, la longueur assez importante de ces moyens de transmission filaire 60,61 ne génère pas une latence supplémentaire du système de transmission de données, et ne le rend pas sensible aux perturbations électromagnétiques qui seraient totalement inacceptables pour un piano électrique qui cherche à atteindre la qualité acoustique d’un piano à queue de salle de concert.
Dans une variante, entre la carte amplificateur 54 et le haut-parleur de basses 57 se situe une carte d’alimentation du haut-parleur des basses. Elle convertit l’alimentation provenant du secteur ou de la batterie pour alimenter les différentes fonctions de la carte. Ainsi elle assure notamment l’alimentation du module de gestion de l'alimentation, l’alimentation du processeur de signaux digitaux (DSP), l’alimentation de l’amplificateur des basses.
Dans un autre mode de réalisation particulier (non montré sur les figures) du piano électronique selon l’invention, ce piano comporte en plus un pédalier. Avantageusement ce pédalier comprend deux pédales analogiques, qui correspondent, respectivement, à la pédale dite forte (qui, dans un piano acoustique, prolonge le son et relève l’ensemble des étouffoirs), se situant habituellement sur la droite du pédalier, et à la pédale dit douce (qui, dans un piano acoustique, déplace le clavier latéralement pour que, dans les registres aiguë et moyen, les marteaux ne touchent plus toutes les cordes associées à une note), se situant habituellement sur la gauche du pédalier. Optionnellement, le pédalier peut comporter une troisième pédale, de type tout ou rien, qui correspond à la pédale dite de soutien ou sostenuto (qui, dans un piano acoustique, tient levés les étouffoirs uniquement des touches abaissées), se situant typiquement au milieu du pédalier.
Les signaux issus de ces pédales sont traités par la carte de centralisation 44. Ils peuvent transiter par ladite carte d’alimentation du haut-parleur des basses.
Dans une variante de ce mode de réalisation, c’est cette carte d’alimentation des basses qui alimente aussi les différents éléments des pédales. Plus précisément, elle convertit l’alimentation provenant du secteur ou de la batterie pour alimenter les différents éléments des pédales. Alternativement ou en plus, elle peut alimenter toutes les fonctions du piano, notamment en convertissant l’alimentation provenant du secteur ou de la batterie pour alimenter les différents éléments du piano, ou en alimentant directement la carte amplificateur et/ou la carte de centralisation.
Dans un autre mode de réalisation, l’une des fonctions de la carte amplificateur 54 est d’alimenter différentes fonctions du piano. Elle peut à cette fin convertir l’alimentation provenant de la carte d’alimentation du haut-parleur des basses pour alimenter la carte de centralisation. Les fonctions alimentées en électricité couvrent en particulier la sortie audio analogique, la sortie audio numérique, les amplificateurs des haut-parleurs de gauche et de droite et du casque (ou des casques).
Le générateur de son comprend un convertisseur numérique analogique qui convertit les données de sons numériques en données de son analogiques ou numériques. Il incorpore un logiciel pour le pilotage et la gestion de cette conversion. Le son est généré par la carte son de façon numérique. La carte de son peut faire partie du générateur de son ou peut être séparée. La carte d’amplificateur récupère ce signal digital pour le convertir en signal analogique de faible puissance. Ce signal est ensuite séparé en deux pistes, gauche et droite, pour être transmis aux haut-parleurs de droite 53 et de gauche 52. La piste de gauche part aussi vers la carte d'alimentation de l’amplificateur des basses pour être traité et amplifié.
Une sortie de signal numérique peut être utilisée pour envoyer un signal numérique vers l’extérieur.
Si le piano électronique selon l’invention est réalisé avec un clavier pliable, il peut être avantageux de prévoir dans l’ensemble extrémité droite 13 et dans l’ensemble extrémité gauche 12 une carte d’interface sur laquelle sont branchés les moyens de transmission filaire servant à transmettre les signaux d’un des ensembles extrémité gauche 12 ou droite 13 vers l’ensemble partie centrale 11.
L’invention présente de nombreux avantages.
Le fait de disposer de plusieurs cartes clavier (par exemple quatre) permet la lecture parallèle de tous les dispositifs de détection de mouvement et/ou d’effort sur la touche (tels que des capteurs ou interrupteurs) de toutes les touches, le temps de rafraîchissement de tous les états du clavier peut être réduit à environ 40 psec, alors que dans la plupart des produits du commerce ce temps est de l’ordre de 1 msec à 2 msec.
La réduction du temps de traitement de la lecture des dispositifs de détection de mouvement et/ou d’effort sur la touche (tels que des capteurs ou interrupteurs) permet un accroissement de la précision du calcul de la vitesse ; cette vitesse étendue pourra être transférée par des données au format MIDI étendu (en anglais Extended MIDI) qui est une variante plus performante du format MIDI de base. Ce format étendu permet de coder la vélocité sur une plage de 0 à 16383. Dans un mode avantageux de l’invention, on utilise un encodage de 0 à 1024, qui assure une qualité sonore qui répond à l’objectif, sans augmenter inutilement la quantité de données à traiter qui augmenterait le temps de traitement. La transmission des données des cartes clavier vers la carte centrale par le biais d'un protocole série asynchrone bidirectionnelle différentiel permet d’assurer une transmission sécurisée en terme de perte de données et en terme de vitesse d'échange des données. Ceci répond à l'objectif de réduire le temps de latence imposé par le transit des données vers la carte de génération du son. On a ainsi réalisé un piano électronique dans lequel le logiciel lit et interprète toutes les entrées dans un temps imparti de 40 ps, en utilisant quatre unités de traitement du signal électrique de type microcontrôleur (124,1252,1252,126) qui exécutent ces lectures en parallèle.

Claims

REVENDICATIONS
1. Piano électronique (1) comprenant
- un clavier électronique (10,20),
- un système électronique central (51) et
- une pluralité de sous-parties de clavier (21,22,23), chacune de ces sous-parties de clavier (21,22,23) comprenant une au moins une carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) et une pluralité de touches qui se succèdent , caractérisé en ce que
- chacune de ces sous-parties de clavier (21,22,23) comprend au moins une carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) qui lui est propre et qui est configurée pour transmettre des données numérique audit système électronique central (51);
- chaque touche d’une sous-partie du clavier (21,22,23) est reliée à une carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) de ladite sous-partie (21,22,23) ;
- chaque carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) est configurée pour générer pour chaque touche de ladite sous-partie un bloc d’information exprimant la vitesse d’enfoncement et la vitesse de relâchement,
- lesdits blocs d’information sont transmis audit système électronique central (51),
- chacune des cartes électroniques clavier (24, 25a, 25b, 26) est reliée audit système électronique central (51) configuré pour traiter les données d’enfoncement et de relâchement des touches et de leur vitesse associée qui lui sont transmises par lesdites cartes électroniques clavier (24, 25a, 25b, 26),
- la liaison entre lesdites cartes électroniques clavier (24, 25a, 25b, 26) et ledit système électronique central (51) étant une liaison série bidirectionnelle asynchrone différentielle.
2. Piano électronique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système électronique central (51) comprend une carte de centralisation (44), à laquelle est reliée chacune des cartes électroniques clavier (24, 25a, 25b, 26) par ladite liaison série bidirectionnelle, à laquelle sont transmis lesdits blocs d’information, et qui est configurée pour traiter les données d’enfoncement et de relâchement des touches et de leur vitesse associée qui lui sont transmises par lesdites cartes électroniques clavier (24, 25a, 25b, 26).
3. Piano électronique (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce ledit système électronique central (51) effectue un traitement de concaténation de l’ensemble desdits blocs d’information pour créer un nouveau signal digital, qui est de préférence au format MIDI.
4. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend :
- trois sous-parties de clavier (21,22,23), dont deux sous-parties d’extrémité, respectivement de gauche (22) et de droite (23), dont chacune est dotée de sa carte électronique clavier (24,26), et
- une sous-partie centrale de clavier (21), comprenant un nombre de touches plus grand que chacune des sous-parties d’extrémité de clavier (22,23), et qui est dotée de deux cartes électroniques clavier (25a, 25b), dont chacune est associée à un groupe de touches successives de ladite sous-partie centrale de clavier.
5. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend un haut-parleur de gauche (52), intégré dans un bloc de gauche (42) qui comprend ledit ensemble extrémité gauche (12) dudit clavier (10), ledit ensemble extrémité gauche (12) comprenant également ledit clavier partie extrémité gauche (22), un haut-parleur de droite (53), intégré dans un bloc de droite (43) qui comprend ledit ensemble extrémité droite (13) dudit clavier (10), ledit ensemble extrémité droite (13) comprenant également ledit clavier partie extrémité droite (23), optionnellement, un pied (14) apte à soutenir ledit piano électronique (1), ledit pied (14) étant de préférence doté d’au moins un haut-parleur de basses (57).
6. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite sous-partie centrale (21) du clavier est intégrée dans un bloc central (41) qui comprend par ailleurs ledit système central (51) et un générateur de son (56).
7. Piano électronique (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit générateur de son (56) est relié auxdits haut-parleurs de droite (53) et de gauche (52) par l’intermédiaire d’un amplificateur (54).
8. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les signaux électriques en provenance de chaque touche sont transmis à une unité de traitement de type microcontrôleur, à un microprocesseur ou à un circuit programmable, par l’intermédiaire de drivers différentiels installés entre les cartes électroniques clavier et la carte centrale.
9. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) est en relation fonctionnelle avec au moins un driver différentiel (180, 181; 182, 183; 184, 185; 186, 187).
10. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les signaux échangés entre ledit système électronique central (51) et lesdites cartes électroniques clavier (24, 24a, 25b, 26) sont transformées par un jeu de drivers différentiels.
11. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) est en relation fonctionnelle avec deux drivers différentiels (180, 181; 182, 183; 184, 185; 186, 187), dont le premier (180, 182, 184, 186) transforme les données émanant de la carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) vers le système central (51), et le deuxième (181,183,185,187) transforme les données émanant du système central (51) vers la carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26), lesdits premiers (180,182,184,186) et deuxièmes (181,183,185,187) drivers différentiels pouvant se trouver sur chacune desdits cartes électroniques clavier (24, 25a, 25b, 26).
12. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce les données digitales émanant d’une carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) à destination du système central (51) sont transformées par un premier driver différentiel, qui est en relation fonctionnelle avec ladite carte, en deux signaux différentiels transportés chacun sur son propre conducteur, lesdits deux signaux différentiels étant ensuite transformés par un deuxième driver différentiel, qui est en relation fonctionnelle avec ledit système central (51), en un signal digital.
13. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce le données digitales émanant du système central (51) à destination d’une carte électronique clavier (24, 25a, 25b, 26) sont transformées par un premier driver différentiel, qui est en relation fonctionnelle avec ledit système central, en deux signaux différentiels transportés chacun sur son propre conducteur, lesdits deux signaux différentiels étant ensuite transformés par un deuxième driver différentiel, qui est en relation fonctionnelle avec ladite carte électronique clavier, en un signal digital.
14. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la transmission des données entre les cartes électroniques clavier (24, 25a, 25b, 26) et la carte de centralisation (44) se fait par une liaison bidirectionnelle de type SPI - Serial Peripheral Interface.
15. Piano électronique (1) selon l’une quelconque la revendication 1 à 14, caractérisé en ce que les données émanant du système central (51) et les données émanant des cartes électroniques clavier (24, 25a, 25b, 26) sont transmises simultanément.
16. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ledit système central (51) génère des données au format MIDI qui sont ensuite exploitées par ledit générateur de son (56).
17. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que ledit système central (51) comprend ladite carte de centralisation (44) et/ou ledit amplificateur (54) et/ou une interface entrée-sortie (45).
18. Piano électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que chacune des sous-parties d’extrémité de clavier (22,23) est reliée à la partie centrale de clavier (21) par des charnières, de manière à permettre le pliage du clavier (10).
19. Piano électronique (1) selon la revendication 18, caractérisé en ce que l’échange de données entre chacune des sous-parties d’extrémité de clavier (22,23) et la partie centrale du clavier (21) est effectué par une liaison filaire (60), de préférence en utilisant un moyen sélectionne dans le groupe formé par : les pointes ou surfaces de contact, éventuellement montées sur ressort et/ou intégrées dans des connecteurs magnétiques, les câbles flexibles, les câbles en nappe, de préférence intégrée dans la charnière.
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Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4901614A (en) 1986-10-06 1990-02-20 Yamaha Corporation Keyboard apparatus of electronic musical instrument
IT235571Y1 (it) 1995-02-20 2000-07-12 Fatar Srl Perfezionamenti alle tastiere per pianoforti elettronici e simili.
JP3685133B2 (ja) * 2002-01-11 2005-08-17 ヤマハ株式会社 電子鍵盤装置
US20050241467A1 (en) * 2004-04-14 2005-11-03 Amanda Lo Modular electronic musical keyboard instrument
JP2007206163A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Yamaha Corp 電子鍵盤モジュール及び該電子鍵盤モジュールからなる電子鍵盤楽器
US20090188374A1 (en) * 2008-01-29 2009-07-30 John Bertil Folkesson Electronic musical keyboard with tactile feedback
IL224642A (en) 2013-02-10 2015-01-29 Ronen Lifshitz Modular electronic musical keyboard tool
CN104217709A (zh) * 2014-08-27 2014-12-17 深圳市新众玩网络科技有限公司 可自由组合按键的电子琴及实现自由组合的方法
ES1183512Y (es) 2017-04-20 2017-08-11 Pocketpiano S L Teclado modular de piano
WO2018200301A1 (fr) * 2017-04-25 2018-11-01 Octave, Inc. Piano électrique empilable à plusieurs états modulaire

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