ES1082504U - Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos - Google Patents

Abstract

1. Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, para transformar cualquier instrumento convencional de viento no metálico en un instrumento MIDI, caracterizado porque comprende los siguientes elementos: una o varias placas de circuito impreso; un sensor de flujo; un receptor de infrarrojos o radio-frecuencia; un tope para fijación de la placa de circuito impreso al instrumento; mando a distancia inalámbrico y/o pedalera inalámbrica; un pequeño vibrador opcional; placa de microcontrolador; una caja en la que se alberga batería o pilas, convertidor MIDI audio, altavoz, distintas conexiones para la unión de estos elementos V una fuente de alimentación. 2. Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según la reivindicación 1 caracterizado porque las placas de circuito impreso del tamaño del instrumento a digitalizar, llevan sensores a cada agujero del instrumento a digitalizar. Estos sensores reflectivos estarán distribuidos haciéndoles coincidir con los agujeros que queremos detectar su estado. 3. Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según la reivindicación 1 caracterizado porque los opto-sensores reflectivos constan, de un diodo emisor de infrarrojos y un diodo receptor de infrarrojos. 4. Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según la reivindicación 1 caracterizado porque el detector de soplido, construido a partir de un micrófono; consta de un generador de ultrasonidos a partir de un silbato que genera una frecuencia no audible, al hacer pasar el aire del soplido, la frecuencia varía dependiendo del flujo de aire, y el micrófono la recoge. 5. Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según reivindicación 1 caracterizado porque el interface de conexión de los distintos elementos, MIDI, cascos, alimentación, y el elemento digitalizador del instrumento se puede coloca fuera del instrumento. 6. Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según reivindicación 1, caracterizado porque dispone de una pedalera y/o mando de control inalámbrico por infrarrojos (en este caso) o radio-frecuencia. 7. Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de alimentación para carga de baterías o alimentación del circuito es un alimentador universal de 110V/230V AC a 7,5 DC, u otro estándar o similar.

Description

Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos.

Objeto de la invención

Transformar, un instrumento de viento no metálico, en un instrumento MIDI (Interfaz Digital de Instrumentos Musicales).

Su uso principalmente es para el ensayo y aprendizaje, insertándolo en el instrumento a digitalizar, sin que éste sufra ninguna variación, en su uso normal. El instrumento vuelve a su uso habitual al extraer el digitalizador de instrumentos de viento no metálicos.

Los instrumentos de viento no metálicos a los que se hace referencia, son los que producen el sonido con elementos no metálicos, lengüeta simple o doble, bisel. Como son por ejemplo: La dulzaina (principal objeto de la investigación), gaita, gralla, chirimía, cornamusa, oboe, clarinete, corno Ingles, Fagot, saxo, flauta, etc.

El digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, que se describe a continuación, se refiere a un circuito electrónico que se introduce dentro de cualquier instrumento de viento dotado de agujeros y/o llaves. El digitalizador de instrumentos de viento no metálicos es capaz de detectar la apertura o el cierre de estos, tanto en los orificios dotados de llaves, como los cerrados con los dedos, y a la vez detectar las variaciones de aire en el soplido gracias a la utilización de un micrófono, en este caso.

Con estos sensores tratándolos electrónicamente obtenemos datos MIDI, bien para decodificarlos con el propio conversor MIDI-AUDIO, que tiene añadido el equipo y así hacerlo autónomo. Como para meterlos a una entrada MIDI de un ordenador o dispositivo conversor MIDI-AUDIO, con distintos bancos de sonidos, potencia y calidad.

Antecedentes de la invención

En el seguimiento, de otros equipos, que pudieran parecerse al digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, encontramos los modelos de utilidad siguientes, que hacen referencia a un instrumento en si o la modificación de algún instrumento ya existente, y a una parte del grupo de los instrumentos de viento de doble lengüeta y sin llaves. Como son dulzaina, gralla, gaita.

ES 2 255 836 A1 Emulador de instrumentos aerófonos, especialmente gaitas. ES 1 050 375 U Controlador MIDI para instrumentos de viento sin llaves. ES 1 069 070 U Dulzaina y gralla electrónica con sensor de presión del aire. ES 2 386 215 A1 Controlador de viento midi para instrumentos de viento de serie armónica. EP1003153 Gaita multitimbre. En la parte técnica podrían parecerse al digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, pero ninguno de ellos

se refiere a un artilugio que por si mismo no funciona hasta que no se introduce en un instrumento de uso común,

sin modificar las características y/o las propiedades de este, cuando se extrae de él, de una forma rápida y funcional. La utilidad del digitalizador de instrumentos de viento no metálicos es evidente por poder transportar su utilidad a un gran abanico de instrumentos de uso muy común y generalizado en todo el mundo.

Por poder ensayar con tu propio instrumento, sin causar molestias a terceros en cualquier lugar, hace del digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, un modelo de utilidad novedoso.

Descripción de la invención

EL digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, Consta:

-

De una o varias placas de circuito impreso, que se introducen dentro de la campana del instrumento a digitalizar. Que albergara una serie de opto-sensores reflectivos, que coincidirán con cada uno de los agujeros y/o llaves que tapamos o abrimos para construir cada nota.

-

De un sensor de flujo, construido a partir de un micrófono. Que detecta el sonido de un pequeño silbato de ultrasonidos, por el que se hace pasar el aire del soplido, que utilizaremos para hacer sonar el instrumento. Que detecta los diferentes flujos de aire, para construir las distintas octavas (con la misma digitación de los dedos, dependiendo del flujo de aire, hace una octava u otra) y el volumen de la nota (piano, fuerte), con una respuesta en tiempo muy ajustada a la real. Este sensor de flujo se puede sustituir por un sensor de presión, pero se ha observado una menor respuesta en velocidad, modulaciones, trinos.

-

Receptor de infrarrojos. Para captar las distintas órdenes del mando a distancia o pedalera (es más cómodo que la unión por cable, se reducen éstos y por lo tanto peso).

-

Mando a distancia de infrarrojos. En forma de pedalera, de mano o combinado. Para programar la afinación, segundas voces, afinación de las segundas voces, instrumento MIDI, puesta a cero, o todo aquello que nos interese.

-

Pequeño vibrador. Opcional (para trasmitir la vibración de la nota MIDI que esta sonando y así asemejar mas a las sensaciones que se tienen, cuando se toca un instrumento).

-

Placa de micro-controlador, (arduino en este caso) que alberga el programa de gestión de los distintos sensores, unida a la placa de sensores, que se podrá introducir dentro de la campana de el instrumento a digitalizar, en la mayoría de los casos, pero en el caso que no quepa, asomara por la campana del instrumento, junto de indicadores de los distintos estados de funcionamiento (nota pulsada, afinación, recepción de infrarrojos, 2ª voz) si fuera preciso.

-

Una pequeña caja, en la que se albergara:

-

la batería o pilas.

-

el convertidor MIDI-AUDIO.

-

un altavoz.

-

las distintas conexiones para unión con la placa de sensores, auriculares o amplificador, alimentación, Salida MIDI.

-

Interruptores de encendido y apagado.

-

Indicadores de encendido, tensión de alimentación, indicadores de estado

-

Una fuente de alimentación.

Toda la circuitería que va en la campana del instrumento es ligera, para no incrementar mucho el peso del instrumento, ya que éste, en la mayoría de los casos, hay que sujetarlo con el dedo pulgar. Puede haber variantes de las prestaciones del digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según las

necesidades de cada usuario e instrumento.

La posibilidad de desarrollar el circuito con cualquier otro tipo de componentes, como son: los sensores capacitivos o inductivos en el caso de los detectores en los agujeros sensores de presión o flujo que ya hay en el mercado, en el caso de detectar los distintos niveles de soplido la utilización de cualquier otros tipos de micro-controlador, como PIC, o la combinación de varios micro

controladores o arduino.

Hacen que la fabricación del digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, esté abierta a distintas posibilidades y precios. El elegir este tipo de componentes para la realización del proyecto, no descartan las demás, esta opción es una de

las mas económicas y funcionales que se han barajado.

Descripción de las dibujos

Para completar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características técnicas de la invención, se acompaña a esta memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un conjunto de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

Fig. 1 y 2.- Frente y perfil respectivamente, del artilugio que se introduce dentro del instrumento a digitalizar y que es

la base de todo el desarrollo. Fig. 3 y 4.- Frente y perfil respectivamente, del detector de soplido. Para el caso particular de una dulzaina, en cada caso se adaptara las secciones al instrumento. Esta pieza sustituye al tudel original en la dulzaina.

Fig. 5, 6 y 7.- Perfil, frente y otro perfil respectivamente del interface de conexión de los distintos elementos: MIDI,

cascos, alimentación, elemento digitalizador del instrumento. Fig. 8.- Frente, de un pedal inalámbrico complementario, para funciones de afinaciones, segundas voces, tipo de segunda, instrumento MIDI, volumen o cualquier otra función que nos interese.

Fig. 9.- Mando inalámbrico complementario, para funciones de afinaciones, segundas voces, tipo de segunda,

instrumento MIDI, volumen o cualquier otra función que nos interese. Fig. 10.- Alimentador y cargador de baterías a partir de cualquier enchufe convencional de 110V o 230V. Para que pueda funcionar toda la electrónica.

Estos dibujos se refieren a una interpretación, para digitalizar una dulzaina castellana de 8 llaves. Para cualquier otro instrumento de viento no metálico, en el que se pudiera adaptar el Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, se tendría que adaptar la fig. 1, 2, 3 y 4 a la forma del instrumento.

La invención se compone de los siguientes elementos 1.-Conector hembra para detector de flujo. 2.-Opto-sensores reflectivos. 3.-Placas circuito impreso. 4.-Conector Macho/Hembra para la unión placas. 5.-Placa control detector de flujo. 6.-Tope para fijación de placa de circuito impreso a instrumento. 7.-Microcontrolador. 8.-Pulsador reset. 9.-Receptor infrarrojos. 10.-Conector hembra con el interface. 11.-Silbato de ultrasonidos. 12.-Entrada de aire, producido por el soplido. 13.-Micrófono. 14.-Cable de unión de micrófono con conector. 15.-Conector macho para detector de flujo. 16.-Orificios para salida del aire y saliva. 17.-Entrada hembra de alimentación.

18.-

Salida hembra de cascos o audio.

19.-

Salida MIDI.

20.-

Altavoz.

21.-

Indicadores de alimentación y encendido.

22.-

Control de volumen audio.

23.-

Interruptor de encendido.

24.-

Cable de conexión con el digitalizador.

25.-

Conector macho de unión con el digitalizador.

26.-

Emisores de infrarrojos.

27.-

Selector de funciones de teclas.

28.-

Pulsadores de pie.

29.-

Emisor de infrarrojos.

30.-

Cada una de las Teclas de función.

31.-

Fuente de alimentación 110V/230V AC a 7,5V DC.

32.-

Conexión macho a la red eléctrica 110V/230V.

33.-

Cable de unión del alimentador con el interface.

34.-

Conector macho, alimentación del interface.

Descripción de la forma de realización preferida

La base del funcionamiento del Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, es detectar los distintos estados, que sufre cada una de las partes de un instrumento de viento no metálico, cuando se esta tocando. Como son, detectar que los agujeros están abiertos, cerrados o entreabiertos, que hay o no flujo de aire y velocidad de este flujo.

A la vista de las figuras se puede observar, para que el Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos funcione;

Introduciremos la placa (fig.1 y 2) en el instrumento a digitalizar, haciendo coincidir cada opto-sensor (2) con un agujero y el sensor de flujo (fig. 3 y 4) por el otro extremo uniéndose en el interior por medio de los conectores macho del detector de flujo (15) y hembra de la placa de digitalizadora (1). Después se enchufa el conector macho

(25) con el conector hembra (10), teniendo en cuenta que el sistema es autónomo, ya que consta de una batería, un decodificador MIDI-AUDIO y un altavoz (20). Con la batería cargada o alimentado con el alimentador (fig. 10), enchufando el conector macho (34) en el conector hembra (17) y el conector (32) a la red eléctrica.

Pulsamos el botón de reset (8), mantenemos cerrados todos los agujeros del instrumento durante tres segundos y ya estaría preparado para funcionar.

También se puede reproducir el sonido mediante la salida MIDI conector (19), si esta la conectamos a un reproductor MIDI (PC, Teclado MIDI, decodificador MIDI-AUDIO) o el conector de auriculares (18).

Los opto-sensores reflectivos (2) constan, de un diodo emisor de infrarrojos y un diodo receptor de infrarrojos. Se ha hecho un detalle de uno de estos sensores (2). Se enciende cada uno de los diodos emisores con una frecuencia, esta luz se refracta sobre el dedo o llave y se lee la variación del nivel de voltaje de esa frecuencia en cada diodo receptor, que variara dependiendo de la proximidad, de cada dedo o llave en cada agujero y la compara con el nivel de reposo que es todos los agujeros (cerrados), así interpreta que el agujero esta abierto o cerrado.

El detector de soplido (fig. 3 y 4), este transductor consta de un generador de ultrasonidos a partir de un silbato (11) que genera una frecuencia no audible, al hacer pasar el aire del soplido (12), la frecuencia varia dependiendo del flujo de aire. Este sonido no audible lo captamos con un micrófono (13) y esa frecuencia se decodifica con la placa de control (5) y así sabemos los distintos niveles de flujo de aire soplado. Se ha elegido el detector ultrasonidos de un silbato (11) con un micrófono (13), por su respuesta en tiempo real y su bajo precio. Pero se pueden utilizar sensores de presión, sin ningún problema.

El interface de conexión de los distintos elementos (fig. 5, 6 y 7), MIDI (19), cascos (18), alimentación (17), y el elemento digitalizador del instrumento (fig. 1 y 2), es interesante ponerlo fuera del instrumento ya que en la mayoría de los instrumentos, hay que mantener el instrumento en suspensión con las manos, y de esta forma se aligera el peso del instrumento. Pero en instrumentos grandes, que vayan colgados de un arnés, podría incorporarse a la propia placa digitalizadora (fig.1 y 2) todos los elementos y conectores del interface (fig. 5, 6 y 7). Esta caja contiene en su interior una placa de conversión datos MIDI en audio (vs1053) para poder hacerlo autónomo, (pero con menos posibilidades y calidad que cuando se conecta directamente a un PC u otro tipo de decodificador MIDI), un regulador de tensión, para ajustar los distintos valores de tensión a las necesidades del diseño y una batería para no tener que estar conectado a la red eléctrica mientras se usa.

La pedalera (fig. 8) y/o mando de control inalámbrico por infrarrojos, en este caso (fig. 9) utilizado para hacer la programación de las distintas ordenes, (tonalidad, instrumento, segundas voces, tono segundas voces, etc.) si queremos hacerlo mientras tocamos, se hace con el pie en el pedal inalámbrico (fig. 8).

La fuente de alimentación (fig. 10) para carga de baterías o alimentación del circuito, se trata de un alimentador universal de 110V/230v AC a 7,5V DC.

A partir de que se detecta el estado de cada parte variable, en el caso de que haya flujo mínimo de aire (hay soplido), se lanza el código MIDI correspondiente a la combinación obtenida con los opto-sensores (2), y lanza el código de apagar la nota cada vez que se deja haber flujo de aire (no hay soplido), o se cambia la combinación de los opto-sensores (2) o el flujo de aire, antes de lanzar el nuevo código en el caso de que haya variación de flujo o nueva combinación en los opto-sensores (2).

El digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según la descripción de la presente memoria de modelo de utilidad, será siempre tomado con carácter amplio y no limitativo. El objeto de la Invención es el definido en las reivindicaciones.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, para transformar cualquier instrumento convencional de viento no metálico en un instrumento MIDI, caracterizado porque comprende los siguientes elementos: una o varias placas de circuito impreso; un sensor de flujo; un receptor de infrarrojos o radio-frecuencia; un tope para fijación de la placa de circuito impreso al instrumento; mando a distancia inalámbrico y/o pedalera inalámbrica; un pequeño vibrador opcional; placa de microcontrolador; una caja en la que se alberga batería o pilas, convertidor MIDI audio, altavoz, distintas conexiones para la unión de estos elementos y una fuente de alimentación.

2. 2.

   Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según la reivindicación 1 caracterizado porque las placas de circuito impreso del tamaño del instrumento a digitalizar, llevan sensores a cada agujero del instrumento a digitalizar. Estos sensores reflectivos estarán distribuidos haciéndoles coincidir con los agujeros que queremos detectar su estado.

3. 3.

   Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según la reivindicación 1 caracterizado porque los optosensores reflectivos constan, de un diodo emisor de infrarrojos y un diodo receptor de infrarrojos.

4. 4.

   Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según la reivindicación 1 caracterizado porque el detector de soplido, construido a partir de un micrófono; consta de un generador de ultrasonidos a partir de un silbato que genera una frecuencia no audible, al hacer pasar el aire del soplido, la frecuencia varía dependiendo del flujo de aire, y el micrófono la recoge.

5. 5.

   Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según reivindicación 1 caracterizado porque el interface de conexión de los distintos elementos, MIDI, cascos, alimentación, y el elemento digitalizador del instrumento se puede coloca fuera del instrumento.

6. 6.

   Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según reivindicación 1, caracterizado porque dispone de una pedalera y/o mando de control inalámbrico por infrarrojos (en este caso) o radio-frecuencia.

7. 7.

   Digitalizador de instrumentos de viento no metálicos, según reivindicación 1, caracterizado por que la fuente de alimentación para carga de baterías o alimentación del circuito es un alimentador universal de 110V/230v AC a 7,5V DC, u otro estándar o similar.