RU175888U1 - Контроллер для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных - Google Patents
Контроллер для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных Download PDFInfo
- Publication number
- RU175888U1 RU175888U1 RU2017121219U RU2017121219U RU175888U1 RU 175888 U1 RU175888 U1 RU 175888U1 RU 2017121219 U RU2017121219 U RU 2017121219U RU 2017121219 U RU2017121219 U RU 2017121219U RU 175888 U1 RU175888 U1 RU 175888U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microcontroller
- controller
- input
- signals
- radio module
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 241000251730 Chondrichthyes Species 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10D—STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS; WIND MUSICAL INSTRUMENTS; ACCORDIONS OR CONCERTINAS; PERCUSSION MUSICAL INSTRUMENTS; AEOLIAN HARPS; SINGING-FLAME MUSICAL INSTRUMENTS; MUSICAL INSTRUMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10D13/00—Percussion musical instruments; Details or accessories therefor
- G10D13/10—Details of, or accessories for, percussion musical instruments
- G10D13/12—Drumsticks; Mallets
-
- 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
- G10H3/00—Instruments in which the tones are generated by electromechanical means
- G10H3/12—Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument
- G10H3/14—Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument using mechanically actuated vibrators with pick-up means
- G10H3/143—Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument using mechanically actuated vibrators with pick-up means characterised by the use of a piezoelectric or magneto-strictive transducer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области беспроводных технологий передачи данных, и более конкретно, к контроллеру для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных, выполненному с возможностью крепления на устройство извлечения звука из музыкальных инструментов. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств для обеспечения беспроводной передачи данных. Технический результат достигается за счет контроллера для беспроводной передачи данных, имеющего полимерный корпус и выполненного с возможностью крепления на барабанной палочке, при этом контроллер включает микроконтроллер, который содержит вход для приема цифровых сигналов, вход для приема аналоговых сигналов, вход/выход, подключенный к первой шине последовательного периферийного интерфейса (SPI), память, в которой сохранен программный код, предназначенный для обработки поступающих на микроконтроллер сигналов, два пьезоэлектрических датчика, соединенных между собой, шунтированных диодами, и выполненных с возможностью генерирования сигналов и расположенных друг к другу под углом от 60 до 90°, первый радио-модуль контроллера беспроводной передачи данных, соединенный с микроконтроллером посредством первой шины SPI и выполненный с возможностью беспроводной передачи данных с частотой 2,4 гГц на принимающий модуль, электретный микрофон с предварительным усилителем сигнала, предназначенный для детектирования частоты ударов, соединенный с входом компаратора, первый автономный источник питания с напряжением до 5 В, подключенный напрямую к микроконтроллеру и компаратору, подключенный через первую плату стабилизатора с напряжением 3,3 В к первому радио-модулю и к микрофону через предварительный усилитель микрофона и обеспечивающий питанием микроконтроллер, компаратор, первый радио-модуль контроллера и микрофон с предварительным усилителем. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Область техники:
[0001] Полезная модель относится к беспроводным технологиям передачи данных, и более конкретно, к контроллеру для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных, выполненному с возможностью крепления на устройство извлечения звука из музыкальных инструментов.
Уровень техники:
[0002] На сегодняшний день известно множество интерактивных устройств, имитирующих музыкальные инструменты. Данные устройства, в большинстве своем, созданы для того, чтобы предоставить пользователям возможность создания музыки, как это было бы, например, при игре на фортепиано или при игре на ударных инструментах. При этом пользователям, при использовании различных интерактивных устройств, не придется покупать весь перечень музыкальных инструментов, на которых пользователи желают играть.
[0003] Одним из примеров таких интерактивных систем является контроллер барабанной палочки, описанный в патенте US 20110030533 А1. Данный контроллер выбран в качестве прототипа заявленного устройства. Известный контроллер, выполнен с возможностью крепления на барабанную палочку, которая включает в себя датчик для определения силы ударов, сигнал с которого поступает на микроконтроллер, передающий обработанные сигналы на беспроводной передатчик, при этом контроллер включает в себя микрофон и аккумулятор.
[0004] Однако, в известном контроллере датчик в наконечнике палочки усложняет конструкцию устройства, так как в самой барабанной палочке необходимо наличие отверстия для дополнительной проводной линии связи между микроконтроллером и датчиком в наконечнике палочки. Более того, наличие множества кнопок так же усложняет конструкцию, делая ее более сложной в управлении по своему назначению.
[0005] Известен интерактивный контроллер, описанный в патенте US 20170018264 А1. Известный контроллер представляет собой интерактивную барабанную палочку, содержащую датчики для определения силы ударов, сигнал с которых поступает на процессор, который передает обработанные сигналы на беспроводной передатчик, а также литий ионный аккумулятор.
[0006] Однако, в известном контроллере расположение дисплея на палочке, также усложняет его конструкцию. Поскольку интерактивный контроллер имитирует игру на ударных инструментах, дисплей подвержен механическим воздействиям и, следовательно, может преждевременно выйти из строя. Более того, наличие множества кнопок, а также наличие дополнительного датчика в наконечнике интерактивного контроллера, усложняет конструкцию известного контроллера.
[0007] Также известна система электронных барабанных палочек, описанная в патенте US 20110239847 А1. Известная система раскрывает электронные барабанные палочки, содержащие датчики для определения силы ударов, сигнал с которых поступает на микроконтроллер, который передает обработанные сигналы на беспроводной передатчик, при этом контроллер включает в себя микрофон и аккумулятор.
[0008] Однако, известный контроллер представляет собой барабанную палочку, и не имеет возможности крепления на какую либо другую барабанную палочку в соответствии с предпочтениями пользователя. Более того, в сам контроллер встроен дополнительный модуль, обеспечивающий хранение семплов (звуковых фрагментов), что усложняет конструкцию известного контроллера.
[0009] Известные из уровня техники решения предусматривают интерактивные контроллеры для имитации игры на ударных инструментах. Однако ни одно из известных решений не раскрывают контроллера для имитации игры на музыкальных инструментах, который мог бы крепиться на абсолютно любое устройство извлечения звука из музыкальных инструментов в соответствии с предпочтениями пользователя.
Раскрытие полезной модели:
[0010] Технический результат заявленной полезной модели заключается в расширении арсенала технических средств для обеспечения детектирования вибраций и беспроводной передачи данных.
[0011] Технический результат достигается за счет контроллера для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных, имеющего корпус и выполненного с возможностью крепления на устройстве извлечения звука из музыкальных инструментов, при этом контроллер включает:
- микроконтроллер, который содержит вход для приема цифровых сигналов, вход для приема аналоговых сигналов, вход/выход, подключенный к первой шине последовательного периферийного интерфейса (SPI), память, в которой сохранен программный код, предназначенный для обработки поступающих на микроконтроллер сигналов;
- два пьезоэлектрических датчика, обеспечивающих детектирование вибраций, соединенных между собой, шунтированных диодами, и выполненных с возможностью генерирования сигналов и расположенных друг к другу под углом от 60 до 90 градусов, при этом выходы датчиков соединены с аналоговым входом микроконтроллера;
- первый радио-модуль контроллера беспроводной передачи данных, соединенный с микроконтроллером посредством первой шины SPI, и выполненный с возможностью приема данных от микроконтроллера по шине SPI и беспроводной передачи данных с частотой 2.4 гГц на принимающий модуль;
- электретный микрофон с предварительным усилителем сигнала, предназначенный для детектирования частоты вибраций, соединенный с входом компаратора, выход которого соединен с цифровым входом микроконтроллера;
- первый автономный источник питания с напряжением до 5 В, подключенный напрямую к микроконтроллеру и компаратору, подключенный через первую плату стабилизатора с напряжением 3,3 В к первому радио-модулю и к микрофону через предварительный усилитель микрофона и обеспечивающий питанием микроконтроллер, компаратор, первый радио-модуль контроллера и микрофон с предварительным усилителем.
[0012] Дополнительно первый радио-модуль выполнен с возможностью передачи данных по протоколу Wi-Fi.
[0013] Дополнительно первый радио-модуль выполнен с возможностью передачи данных по протоколу Bluetooth.
[0014] Дополнительно первый радио-модуль выполнен с возможностью передачи данных в соответствии с технологией WiMAX.
[0015] Дополнительно первый радио-модуль выполнен с возможностью передачи данных в соответствии с технологией беспроводной высокоскоростной передачи данных LTE.
[0016] Дополнительно первый радио-модуль выполнен с возможностью передачи данных в соответствии с технологией беспроводной высокоскоростной передачи данных LTE-A.
[0017] Дополнительно первым автономным источником питания является литий ионным аккумулятор.
[0018] Дополнительно первым автономным источником питания является ионистор.
[0019] Дополнительно корпус выполнен в форме акулы.
[0020] Дополнительно корпус выполнен из полимерного материала.
[0021] Дополнительно устройством для извлечения звука из музыкальных инструментов является барабанная палочка.
[0022] Дополнительно устройством для извлечения звука из музыкальных инструментов является смычок.
Краткое описание чертежей:
[0023] На фиг. 1 представлена схема контроллера для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных.
[0024] На фиг. 2 представлена схема микроконтроллера, входящего в состав контроллера для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных.
[0025] На фиг. 3 представлена схема работы принимающего модуля.
[0026] На фиг. 4 представлена схема работы микроконтроллера принимающего модуля.
[0027] На фиг. 5 представлена схема работы микроконтроллера порта USB, входящего в состав принимающего модуля.
[0028] На фиг. 6 представлена схема работы системы для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных.
Осуществление полезной модели:
[0029] Заявленный контроллер выполнен с возможностью крепления к барабанной палочке, смычку и другим устройствам любого типа, предназначенным для извлечения звука из музыкальных инструментов.
[0030] Далее со ссылкой на фиг. 1, 2 будет приведено подробное описание контроллера для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных.
[0031] Контроллер для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных 100 имеет оболочку в виде корпуса, и содержит микроконтроллер 1, первый радио-модуль 5, два пьезоэлектрических датчика 2а, 2b, электретный микрофон 6 с предварительным усилителем сигнала 7, компаратор аналоговых сигналов 4, первый автономный источник питания 3, первую плату стабилизатора напряжения с напряжением 3,3 В 8, первую шину SPI 9, диоды 10.
[0032] Дополнительно корпус может быть выполнен в различной форме, например, в форме акулы, в форме автомобиля, в форме цистерны, в форме различных героев фильмов и мультфильмов и т.д., а также корпус может быть выполнен из любых материалов, например, корпус может быть полимерным, деревянным, металлическим и т.д.
[0033] Микроконтроллер 1 содержит вход для приема цифровых сигналов 14, вход для приема аналоговых сигналов 15, вход/выход микропроцессора 16, подключенный к первой шине последовательного периферийного интерфейса (SPI) 9, память 13, в которой сохранен программный код, предназначенный для обработки сигналов, поступающих на микроконтроллер 1, аналого-цифровой преобразователь 12, выполненный с возможностью преобразования сигналов, поступающих на вход для приема аналоговых сигналов 15, а также микропроцессор 11. При этом вход для приема аналоговых сигналов 15 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 12, выход которого подключен к микропроцессору 11, микропроцессор 11 соединен с входом для приема цифровых сигналов 15 и памятью 13. Вход/выход микропроцессора 16 является входом/выходом микроконтроллера 1, и подключен к первой шине SPI 9. Дополнительно, первая шина SPI 9 может обеспечивать двухстороннюю связь между микроконтроллером 1 и первым радио-модулем 5.
[0034] Дополнительно, микроконтроллер 1 может содержать до трех входов для приема цифровых сигналов (не показано на фигуре), до трех входов для приема аналоговых сигналов (не показано на фигуре), и до трех аналого-цифровых преобразователей (не показано на фигуре), выполненных с возможностью преобразования сигналов, поступающих на аналоговые входы микроконтроллера. При этом на каждый из трех аналоговых входов микроконтроллера может поступать один сигнал с одного датчика. Варианты возможных использующихся датчиков описаны ниже.
[0035] Дополнительно, микроконтроллер 1 может быть запрограммирован таким образом, чтобы сигналы, поступающие на вход для приема аналоговых сигналов 15, миновали аналого-цифровой преобразователь 12 и поступали напрямую в микропроцессор 11.
[0036] Микроконтроллер 1 осуществляет обработку сигналов, поступающих с пьезоэлектрических датчиков 2а, 2b, и на основании данной обработки высчитывает значение вибрации, например, значение силы удара барабанной палочки по поверхности. Обработка осуществляется посредством анализа поступающих сигналов с датчиков, и генерирования результативных данных на основе анализа. В контексте заявленной полезной модели анализ может быть анализом уровня амплитуды напряжения, анализом ширины спектра поступающего сигнала и т.д. При этом сигналы, поступающие с датчиков, являются напряжением, генерируемым пьезоэлектрическими датчиками 2а, 2b вследствие вибрации контроллера беспроводной передачи данных.
[0037] Память 13 может быть выполнена в виде, например, твердотельного накопителя, флеш-памяти, или других подходящих несъемных единиц хранения.
[0038] Аналого-цифровой преобразователь 12 является стандартным устройством, обеспечивающим преобразование входного аналогового сигнала в дискретный код (цифровой сигнал).
[0039] Микропроцессор 11 может быть любого типа, и предназначен для выполнения исполняемого машиночитаемого кода и/или программ, сохраненных в памяти 13.
[0040] Первый радио-модуль 5 выполнен с возможностью беспроводной передачи данных с частотой 2.4 гГц на принимающий модуль 200 (см. фиг. 6), и может быть выполнен с возможностью передачи данных по протоколам Wi-Fi, Bluetooth. Также первый радио-модуль 5 может быть выполнен с возможностью передачи данных в соответствии с технологиями WiMAX, LTE и LTE-A. Первый радио-модуль 5 выполнен с возможностью передачи сигналов на принимающий модуль посредством сети беспроводной передачи данных 17. Дополнительно, первый радио-модуль 5 может быть выполнен с возможностью приема и передачи сигналов.
[0041] Пьезоэлектрические датчики 2а, 2b предназначены для детектирования вибраций и генерирования сигналов вследствие вибрации контроллера 100. При этом сигналы, поступающие с пьезоэлектрических датчиков 2а, 2b, являются напряжением, генерируемым пьезоэлектрическими датчиками 2а, 2b вследствие вибрации контроллера 100. Пьезоэлектрические датчики 2а, 2b соединены между собой, шунтированы диодами и расположены друг к другу под углом от 60 до 90 градусов. Пьезоэлектрические датчики не требуют какого-либо питания. Пьезоэлектрические датчики 2а, 2b шунтированы диодами 10. При этом диоды 10 могут быть расположены последовательно и/или параллельно.
[0042] Дополнительно, контроллер для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных 100 может содержать три пьезоэлектрических датчика (не показано на фигуре). В данном варианте все три пьезоэлектрических датчика соединены между собой, шунтированы диодами и расположены таким образом, что угол между первым и вторым датчиком находится в диапазоне от 60 до 90 градусов, угол между первым и третьим датчиками высчитывается в соответствии с уравнением: 
, где α является углом между первым и вторым датчиками, находящимся в диапазоне от 60 до 90 градусов, β является углом между первым и третьим датчиком, а угол между вторым и третьим датчиками высчитывается в соответствии с уравнением: 
, где α является углом между первым и вторым датчиками, находящимся в диапазоне от 60 до 90 градусов, μ является углом между вторым и третьим датчиком.
[0043] При этом в заявленной полезной модели могут использоваться и другие датчики детектирования вибраций. Примеры таких датчиков описаны ниже.
[0044] В одном примере в качестве датчика используется акселерометр. Акселерометр фиксирует ускорение контроллера 100, закрепленного, например, на барабанной палочке, в промежутке времени с момента начала движения контроллера 100 до удара о поверхность и посылает на аналоговый вход микроконтроллера 15 сигнал с данными зафиксированного ускорения в указанном промежутке времени. Акселерометр получает питание от первого автономного источника питания контроллера беспроводной передачи данных 3 через первую плату стабилизатора напряжения 8 с напряжением 3,3 В.
[0045] В еще одном примере в качестве датчика используется дополнительный электретный микрофон с предварительным усилителем. В случае использования дополнительного электретного микрофона, контроллер 100 содержит дополнительный микроконтроллер (не показан на фигуре), который аппаратно выполнен идентично микроконтроллеру 1, описанному выше. Выход дополнительного электретного микрофона с предварительным усилителем подключен к аналоговому входу дополнительного микроконтроллера. Выход дополнительного микроконтроллера подключен к аналоговому или цифровому входу микроконтроллера 1. Дополнительный электретный микрофон с предварительным усилителем получает питание от первого автономного источника питания контроллера беспроводной передачи данных 3 через первую плату стабилизатора напряжения 8 с напряжением 3,3 В.
[0046] Также в качестве датчиков могут использоваться датчики вибрации различных степеней чувствительности, а также датчики вибрации, соединенные с различными микросхемами. Датчики вибрации получают питание напрямую от первого автономного источника питания контроллера беспроводной передачи данных 3. В результате вибрации, данные датчики меняют сопротивление, и на свои выходы подают сигнал измененного напряжения, который поступает на аналоговый вход микроконтроллера контроллера беспроводной передачи данных 1.
[0047] Электретный микрофон 6 с предварительным усилителем сигнала 7 в заявленном контроллере беспроводной передачи данных может использоваться в качестве акустического датчика вибрации для определения частоты вибраций. Предварительно усиленный сигнал электретного микрофона 6 с предварительным усилителем сигнала 7 поступает на вход компаратора аналоговых сигналов 4.
[0048] Компаратор аналоговых сигналов 4 реализован на микросхеме, представляющей собой двойной операционный усилитель, и получает на входе сигналы с электретного микрофона 6 с предварительным усилителем сигнала 7, а на выходе выдает сигнал, который поступает на цифровой вход микроконтроллера 14. Компаратор аналоговых сигналов 4 включает в себя средство настройки чувствительности в виде небольшого переменного резистора (не показано на фигуре).
[0049] Первая плата стабилизатора напряжения 8, обеспечивает на своем выходе напряжение, равное 3,3 В. Первая плата стабилизатора напряжения 8 своими выходами подключена к электретному микрофону 6 с предварительным усилителем 7 и к первому радио-модулю 5, и обеспечивает на выходах понижение напряжения до 3,3 В.
[0050] Первый автономный источник питания 3 обеспечивает питанием контроллер 100. Первый автономный источник питания 3 подключен к микроконтроллеру 1, компаратору аналоговых сигналов 4, к первой плате стабилизатора напряжения 8 и обеспечивает их питанием. При этом, в заявленном контроллере 100 могут использоваться любые автономные источники питания с напряжением до 5 В включительно. Примером таких автономных источников питания являются литий ионный аккумулятор, ионистор и т.д.
[0051] Далее со ссылкой на фиг. 3, 4, 5 будет приведено подробное описание принимающего модуля.
[0052] Принимающий модуль 200 содержит второй радио-модуль 18, второй автономный источник питания 19, вторую плату стабилизатора напряжения 20, микроконтроллер принимающего модуля 21, микроконтроллер порта USB 22, порт USB 23 и модуль памяти 24.
[0053] Второй радио-модуль 18 выполнен с возможностью беспроводного приема данных с частотой 2.4 гГц от контроллера для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных, и может быть выполнен с возможностью приема данных по протоколам Wi-Fi, Bluetooth. Также второй радио-модуль 18 может быть выполнен с возможностью приема данных в соответствии с технологиями WiMAX, LTE и LTE-A. Второй радио-модуль 18 выполнен с возможностью приема сигналов от первого радио-модуля 5 посредством сети беспроводной передачи данных 17. Дополнительно, второй радио-модуль 18 может быть выполнен с возможностью приема и передачи сигналов.
[0054] Второй автономный источник питания 19 обеспечивает питанием принимающий модуль 200. Второй автономный источник питания 19 подключен к микроконтроллеру принимающего модуля 21, микроконтроллеру порта USB 22, через вторую плату стабилизатора напряжения 20 ко второму радио-модулю 18 и к модулю памяти 24 (не показано на фигуре) и обеспечивает их питанием. Дополнительно, второй автономный источник питания 19 может быть напрямую подключен к модулю памяти 24. При этом, принимающий модуль 200 может получать питание по USB порту 23 от внешних подключаемых к USB порту вычислительных устройств 500 (см. фиг. 6). В принимающем модуле 200 могут использоваться любые автономные источники питания с напряжением от 3,7 до 12 В включительно. Примером таких автономных источников питания являются литий ионный аккумулятор, ионистор и т.д.
[0055] Вторая плата стабилизатора напряжения 20 обеспечивает на своем выходе напряжение, равное 3,3 В. Вторая плата стабилизатора напряжения 20 своим выходом подключена ко второму радио-модулю 18, и обеспечивает на своем выходе понижение напряжения до 3,3 В.
[0056] Микроконтроллер принимающего модуля 21 содержит входы для приема цифровых сигналов 141…14n, где n > 1 и является целым числом, входы для приема аналоговых сигналов 151…15n, где n > 1 и является целым числом, аналого-цифровые преобразователи 121…12n, где n > 1 и является целым числом, выполненные с возможностью преобразования сигналов, поступающих на аналоговые входы микроконтроллера, микропроцессор 111, память 131, в которой сохранен программный код, предназначенный для обработки сигналов, поступающих на микроконтроллер принимающего модуля 21, вход/выход 28, соединенный со второй шиной SPI 25, вход/выход 26, соединенный с модулем памяти 24, вход/выход 27 для соединения с внешними устройствами 600, вход/выход 161, соединенный с микроконтроллером порта USB 22. При этом входы для приема аналоговых сигналов подключены к входам аналого-цифровых преобразователей, выходы которых подключены к микропроцессору 111, а количество аналого-цифровых преобразователей равно количеству аналоговых входов микроконтроллера принимающего модуля 21. Микропроцессор 111 соединен с входами для приема цифровых сигналов 141…14n, с памятью 131 с входом/выходом 28, с входом/выходом 26, с входом/выходом 27 и с входом/выходом 161. Дополнительно, вторая шина SPI 25 может обеспечивать двухстороннюю связь между микроконтроллером принимающего модуля и вторым радио-модулем.
[0057] Дополнительно, микроконтроллер принимающего модуля 21 может быть запрограммирован таким образом, чтобы сигналы, поступающие на аналоговые входы микроконтроллера 151…15n, миновали аналого-цифровые преобразователи 121…12n и поступали напрямую в микропроцессор 111.
[0058] Микроконтроллер принимающего модуля 21 осуществляет обработку сигналов, поступающих с микроконтроллера порта USB 22, сигналов, поступающих с модуля памяти 24, сигналов, поступающих со второго радио-модуля 18 по второй шине SPI 25 и сигналов, поступающих с входов для приема цифровых сигналов 141…14n и входов для приема аналоговых сигналов 151…15n.
[0059] Память 131 может быть выполнена в виде, например, твердотельного накопителя, флеш-памяти, или других подходящих съемных или несъемных единиц хранения.
[0060] Аналого-цифровые преобразователи 121…12n являются стандартными устройствами, обеспечивающими преобразование входных аналоговых сигналов в дискретные коды (цифровые сигналы).
[0061] Микропроцессор 111 может быть любого типа, и предназначен для выполнения исполняемого машиночитаемого кода и/или программ, сохраненных в памяти 131.
[0062] Микроконтроллер порта USB 22 содержит вход/выход для приема/передачи цифровых сигналов 14u, соединенный с входом/выходом 161 микроконтроллера принимающего модуля 21, вход для приема аналоговых сигналов 15u, вход/выход микропроцессора 16u, подключенный к порту USB 23, память 13u, в которой сохранен программный код, предназначенный для обработки поступающих на микроконтроллер сигналов, аналого-цифровой преобразователь 12u, выполненный с возможностью преобразования сигналов, поступающих вход для приема аналоговых сигналов 15u, а также микропроцессор 11u. При этом вход для приема аналоговых сигналов 15u подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 12u, выход которого подключен к микропроцессору 11u, микропроцессор 11u соединен с входом для приема цифровых сигналов 15u и памятью 13u. Вход/выход микропроцессора 16u является входом/выходом микроконтроллера 22, и подключен к порту USB 23. Микроконтроллер порта USB 22 может быть выполнен с возможностью осуществления двухсторонней связи с микроконтроллером принимающего модуля 21.
[0063] Дополнительно, микроконтроллер порта USB 22 может быть запрограммирован таким образом, чтобы сигналы, поступающие на вход для приема аналоговых сигналов 15u, миновали аналого-цифровой преобразователь 12u и поступали напрямую в микропроцессор 11u.
[0064] Микроконтроллер порта USB 22 осуществляет обработку сигналов, поступающих с микроконтроллера принимающего модуля 21, а также обработку сигналов, поступающих с внешних вычислительных устройств 500 (см. фиг. 6) на микроконтроллер принимающего модуля 21. Обработка заключается в конвертировании сигналов поступающих от микроконтроллера принимающего модуля 21 к порту USB 23 и на внешние вычислительные устройства 500, а также конвертировании сигналов, поступающих от внешних вычислительных устройств 500 к порту USB 23 и на микроконтроллер принимающего модуля 21.
[0065] Порт USB 23 предназначен для подключения к принимающему модулю 200 любых вычислительных устройств 500 (см. фиг. 6) посредством входа/выхода 30.
[0066] Модуль памяти 24 содержит сохраненную в нем библиотеку семплов и соединен с микроконтроллером принимающего модуля. Семпл - это звуковой фрагмент любого цифрового аудио-формата, например, таких форматов, как MIDI, МР3, WMA, АС3, МР4 и т.д. Модуль памяти 24 может быть выполнен в виде, например, твердотельного накопителя, флеш-памяти, или других подходящих съемных или несъемных единиц хранения. Дополнительно, модуль памяти имеет выход 29, выполненный с возможностью подключения к внешним устройствам воспроизведения 400 (см. фиг. 6), а также микроконтроллер модуля памяти (не показан на фигуре), обеспечивающий повторную обработку сигналов или данных, полученных из микроконтроллера принимающего модуля. Дополнительно в принимающем модуле 200 может быть два и более модуля памяти (не показано на фигуре).
[0067] Далее со ссылкой на фиг. 6 приведен пример реализации системы для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных.
[0068] Пользователь 300 соединяет устройство извлечения звука из музыкальных инструментов (не показана на фигуре) с контроллером для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных 100 и начинает имитировать игру на музыкальных инструментах. В процессе имитации игры на музыкальных инструментах, контроллер 100 посылает данные на принимающий модуль 200 посредством сети беспроводной передачи данных 17.
[0069] Принимающий модуль 200 обрабатывает принятые данные, и передает обработанные данные на устройства воспроизведения 400 и/или вычислительные устройства 500. При этом, принимающий модуль 200 выполнен с возможностью выводить обработанные данные на подключенные к нему внешние устройства 600 посредством входа/выхода 27, и осуществлять двухстороннюю связь с подключенными к нему вычислительными устройствами 500 посредством входа/выхода 30. Дополнительно, принимающий модуль 200 может быть выполнен с возможностью приема сигналов от внешних устройств (не показаны на фигуре) посредством входов для приема цифровых сигналов 141…14n, где n > 1 и является целым числом, и посредством входов для приема аналоговых сигналов 151…15n, где n > 1 и является целым числом.
Claims (17)
1. Контроллер для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных, имеющий корпус и выполненный с возможностью крепления на устройстве извлечения звука из музыкальных инструментов, при этом контроллер включает:
- микроконтроллер, который содержит вход для приема цифровых сигналов, вход для приема аналоговых сигналов, вход/выход, подключенный к первой шине последовательного периферийного интерфейса (SPI), память, в которой сохранен программный код, предназначенный для обработки поступающих на микроконтроллер сигналов;
- два пьезоэлектрических датчика, обеспечивающих детектирование вибраций, соединенных между собой, шунтированных диодами, и выполненных с возможностью генерирования сигналов и расположенных друг к другу под углом от 60 до 90°, при этом выходы датчиков соединены с аналоговым входом микроконтроллера;
- первый радио-модуль контроллера беспроводной передачи данных, соединенный с микроконтроллером посредством первой шины SPI и выполненный с возможностью приема данных от микроконтроллера по шине SPI и беспроводной передачи данных с частотой 2,4 гГц на принимающий модуль;
- электретный микрофон с предварительным усилителем сигнала, предназначенный для детектирования частоты вибраций, соединенный с входом компаратора, выход которого соединен с цифровым входом микроконтроллера;
- первый автономный источник питания с напряжением до 5 В, подключенный напрямую к микроконтроллеру и компаратору, подключенный через первую плату стабилизатора с напряжением 3,3 В к первому радио-модулю и к микрофону через предварительный усилитель микрофона и обеспечивающий питанием микроконтроллер, компаратор, первый радио-модуль контроллера и микрофон с предварительным усилителем.
2. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что первый радио-модуль выполнен с возможностью передачи данных по протоколу Wi-Fi.
3. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что первый радио-модуль выполнен с возможностью передачи данных по протоколу Bluetooth.
4. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что первый радио-модуль выполнен с возможностью передачи данных в соответствии с технологией WiMAX.
5. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что первый радио-модуль выполнен с возможностью передачи данных в соответствии с технологией беспроводной высокоскоростной передачи данных LTE.
6. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что первый радио-модуль выполнен с возможностью передачи данных в соответствии с технологией беспроводной высокоскоростной передачи данных LTE-A.
7. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что первым автономным источником питания является литий ионным аккумулятор.
8. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что первым автономным источником питания является ионистор.
9. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен в форме акулы.
10. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен из полимерного материала.
11. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что устройством извлечения звука из музыкальных инструментов является барабанная палочка.
12. Контроллер по п. 1, отличающийся тем, что устройством извлечения звука из музыкальных инструментов является смычок.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121219U RU175888U1 (ru) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Контроллер для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121219U RU175888U1 (ru) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Контроллер для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU175888U1 true RU175888U1 (ru) | 2017-12-21 |
Family
ID=63853472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017121219U RU175888U1 (ru) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Контроллер для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU175888U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5350881A (en) * | 1986-05-26 | 1994-09-27 | Casio Computer Co., Ltd. | Portable electronic apparatus |
| RU2369916C1 (ru) * | 2008-05-27 | 2009-10-10 | Государственное научное учреждение Костромской научно-исследовательский институт сельского хозяйства | Активный электромагнитный звукосниматель |
| US20110030533A1 (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-10 | Piccionelli Gregory A | Drumstick controller |
| US20110239847A1 (en) * | 2010-02-04 | 2011-10-06 | Craig Small | Electronic drumsticks system |
| RU2616911C1 (ru) * | 2016-05-20 | 2017-04-18 | Илья Юрьевич Мудренов | Лазерный триггер для большого барабана |
-
2017
- 2017-06-16 RU RU2017121219U patent/RU175888U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5350881A (en) * | 1986-05-26 | 1994-09-27 | Casio Computer Co., Ltd. | Portable electronic apparatus |
| RU2369916C1 (ru) * | 2008-05-27 | 2009-10-10 | Государственное научное учреждение Костромской научно-исследовательский институт сельского хозяйства | Активный электромагнитный звукосниматель |
| US20110030533A1 (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-10 | Piccionelli Gregory A | Drumstick controller |
| US20110239847A1 (en) * | 2010-02-04 | 2011-10-06 | Craig Small | Electronic drumsticks system |
| RU2616911C1 (ru) * | 2016-05-20 | 2017-04-18 | Илья Юрьевич Мудренов | Лазерный триггер для большого барабана |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5182655B2 (ja) | 電子打楽器およびプログラム | |
| JP2017138999A5 (ru) | ||
| US9093059B2 (en) | Electronic stringed instrument, musical sound generation method, and storage medium | |
| JP5316818B2 (ja) | 入力装置およびプログラム | |
| WO2006096465A3 (en) | Stringed musical instrument device | |
| US10360890B2 (en) | Handheld electronic musical percussion instrument | |
| RU2005121914A (ru) | Полевой передатчик с диагностическим режимом самотестирования | |
| US8525006B2 (en) | Input device and recording medium with program recorded therein | |
| DE50305583D1 (de) | Vorrichtung zur betriebszustandsüberwachung für eine waage | |
| CN107884006A (zh) | 多功能智能钢琴监测系统 | |
| RU2677568C2 (ru) | Система и способ для детектирования вибраций, беспроводной передачи, беспроводного приема и обработки данных, принимающий модуль и способ для приема и обработки данных | |
| Schultz | The Schultz MIDI Benchmarking Toolbox for MIDI interfaces, percussion pads, and sound cards | |
| US11619913B2 (en) | Computer-implemented method and system for diagnosing mechanical default of a mechanical watch, and mechanical watch for implementing said method | |
| RU175888U1 (ru) | Контроллер для детектирования вибраций и беспроводной передачи данных | |
| JP6024077B2 (ja) | 信号送信装置および信号処理装置 | |
| Young | The Hyperbow: a precision violin interface | |
| CN111566725B (zh) | 乐器用发送机及其模式切换方法 | |
| RU2659347C9 (ru) | Радиогидроакустический буй на микроконтроллерах | |
| KR20170073637A (ko) | 츄잉 검출장치 | |
| US20140369534A1 (en) | Sound pickup system and terminal device using the same | |
| RU191511U1 (ru) | Устройство для измерения параметров вибрации | |
| CN109655269B (zh) | 一种马达震动检测方法及装置 | |
| CN113284476A (zh) | 用于电子打击旋律乐器的方法、设备及电子打击旋律乐器 | |
| JP2016194721A (ja) | 楽器および信号処理装置 | |
| CN107886936A (zh) | 乐器使用时长监测装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200617 |