WO2021116518A1 - Módulo sensor, sistema de módulos para teclado de piano, y procedimiento correspondiente - Google Patents

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WO2021116518A1
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pulsation
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Josep BERGADA BOMBI
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Pocketpiano, S.L.
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Definitions

  • the invention is generally located in the field of electronic musical instruments, and in particular to a sensor module for the assembly and disassembly of a modular electronic piano keyboard.
  • the sensor module comprises those elements that allow its connectivity to an external computer application to reproduce the pulsations in sound or visually. It also comprises those elements that allow it to operate as a piano keyboard module, for example, a twelve-key octave. Along with those elements that allow connection to other sensor modules, a multi-octave piano can be formed, for example, in one aspect, a 7-octave piano plus an additional 3-key module to form an 87-key piano. On the other hand, according to its configuration, the sensor module comprises those elements that allow that operates as a pedal module.
  • the modularity of the setup is optimized, from playing just one octave to seven or more octaves.
  • the user / musician is allowed to play one octave only, up to the usual configuration of a seven octave piano with two pedals, or more units, according to the user's taste.
  • the sensor module allows, both in the keyboard module and pedal module configuration, to convey the sensation of playing a real piano.
  • the invention provides methods and devices that implement various aspects, embodiments, and features of the invention, and are implemented by means of various means.
  • the vaporized media may comprise, for example, hardware, software, firmware, or a combination thereof, and these techniques may be implemented in any one, or combination, of the vaporized media.
  • the modified means may comprise processing units implemented in one or more application-specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic (PLDs), programmable gate sets in situ (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, other electronic units designed to carry out described functions, or a combination thereof.
  • ASICs application-specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic
  • FPGAs programmable gate sets in situ
  • the modified media may comprise modules (eg, processes, functions, and so on) that carry out the described functions.
  • Software code can be stored in a memory unit and executed by a processor.
  • the memory unit can be implemented within the processor or external to the processor.
  • FIG. 1 shows a sensor module for faithfully reproducing a piano according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a 12-key electronic keyboard module according to one aspect of the invention.
  • FIG. 3 shows the connection of different keyboard modules by magnetized connectors according to an aspect of the invention, in which there is a 3-key master module connected by magnets to two keyboard modules of 12 keys each.
  • FIG. 4 shows a system of modules representing a piano with seven octaves and two pedals, in which the master module comprises 3 keys, forming the classical piano with 87 keys.
  • FIG. 5A shows a pedal module according to one aspect of the invention, and FIG. 5B shows two contiguous pedal modules according to another aspect of the invention.
  • FIG. 6 shows part of the processing means according to an aspect of the invention, enlarging the means that contact a button once pressed.
  • FIG. 7 shows a top view of a membrane of the sensor module according to one aspect of the invention.
  • FIGs. 8A and 8B show a bottom view of a membrane of the sensor module according to one aspect of the invention.
  • FIG. 9 shows a method of determining pushbutton states according to one aspect of the invention.
  • FIG. 10 shows a resistance unit of the sensor module according to one aspect of the invention.
  • FIG. 11 shows the conveyor of the module system according to one aspect of the invention.
  • FIG. 1 shows a sensor module for faithfully reproducing a piano according to an embodiment of the invention.
  • the sensor module 100 comprises at least one button 110, at least one membrane 120 configured to deform under the effect of the pressure of the button, and at least one processing means 130 configured to generate a signal indicative of the activation of the button.
  • the sensor module optionally comprises visual indicators, such as LEDs, to indicate the activation of the pushbutton by one color and the intensity of the push by another gradient color, or blink frequency.
  • the push button represents a piano key and a plurality of piano keys compose a keyboard module, as depicted in FIG. 2.
  • the keyboard module 200 comprises twelve buttons representing an octave, in which seven are long buttons 210 (usually white) representing the notes. natural and five are short 220 pads (usually black) representing the altered notes.
  • the push button represents a piano pedal and the sensor module represents a pedal module, as depicted in FIG. 5A.
  • FIG. 5B shows two pedal modules physically connected by connection means comprising the sensor modules.
  • the sensor module configuration comprises connection means 140 for removably connecting 310 to other sensor modules, as depicted in FIG. 3.
  • connection means 140 for removably connecting 310 to other sensor modules, as depicted in FIG. 3.
  • the sensor module is a keyboard module
  • several modules can be connected contiguously to form a seven- or eight-octave piano.
  • a complete twelve-key module is depicted together with a master module comprising three keys, to form an 87-key piano commonly played by classical pianists.
  • the connection means is a magnetized connector, or magnet, which attracts and joins a first module with a second module, as the respective magnets of both modules align.
  • FIG. 4 shows a system 400 of modules that, once assembled, reproduces an 87-key piano 410 and two pedals 420.
  • the modularity of the sensor module design allows for a variety of different configurations, from playing just one octave of piano without a pedal, to play seven octaves of piano with two pedals, or even more modules for experimental musicians.
  • the mobile application 430 must be configured to activate more notes than are usually present in eight octaves.
  • the configuration of the processing means 130 comprises generating a signal comprising parameters that define different aspects of the activation of the push-button. These data may simply represent the pulsation, or not, of the pulsator, and / or a pulsation intensity, and / or a delay of pulsation, and / or a pulsation speed.
  • the processing means are configured to generate a signal indicative of the note that the button represents according to its position on the keyboard module.
  • the information generated by the sensor module also comprises an identifier that allows the keyboard module to be placed in a chain of modules, and therefore allows the determination of which octave it represents.
  • a musical dynamics parameter is also sent that helps produce a feeling of playing a real piano, among other features of the invention.
  • the signal is sent in BLE-Midi format, although the professional person can program the outputs of the modules in any other format used by the mobile application that is responsible for decoding the received signal into sound.
  • the application may also reside on a specialized computer or server, although users are expected to prefer it in the wireless mobile device application format.
  • the sensor module configuration comprises communication means 150 for transmitting the signal generated by the sensor module processing means to a computer application 430 external to the sensor module.
  • This transmission takes place via a wired connection, such as a physical cable or connector, or wirelessly.
  • a wired connection such as a physical cable or connector, or wirelessly.
  • Examples can be connectivity via USB, Wi-Fi, Bluetooth, and others.
  • the sensor module communicates with other modules forming a module system.
  • the processing means are configured to determine the position of the module and be assigned as the master module 320 if it is located further to the left of the chain of modules, or assigned as the slave module 330 if it is not located further to the left. left of the module chain. In the case of the three-key master module, this would always be the leftmost master module.
  • the master module is configured to automatically assign all sensor modules their corresponding note based on their position in the connected system of keyboard modules. To play faithfulfully a piano, according to the number of keyboard modules (octaves) connected, the notes are determined so that the center of the entire keyboard comprises the note C CENTRAL, in the case of an 88-key piano.
  • the computer application comprises communication means to receive and process the signal to extract the information contained therein.
  • the information also includes other parameters depending on whether it comes from a keyboard module or a pedal module.
  • the computer application is responsible for translating the information and parameters received to reproduce the function of the module from which the information in question comes. Finally, the computer application reproduces sounds and / or visual representations of the user's actions.
  • the computer application is configured to reproduce the sound represented by the pulsation of the sensor module in question through output interfaces.
  • the output interface is a speaker to reproduce the sound of music.
  • the output interface is a screen to visually reproduce the note in a graphical user interface GUI.
  • the computer application is configured to reproduce the notes. different functions depending on the pedal position and reproduce this effect together with the sound of the key press and / or also visually.
  • keyboard module when only one keyboard module is activated, it is automatically connected to the computer application and can be played like an octave of piano.
  • the usefulness of this aspect is that it allows you to practice the piano with one hand, for example, playing the part of the score that is for the right hand, or the left. It also allows you to play by placing the keyboard module on a very small surface, such as, for example, some folding tables on airplanes or trains, which are usually very small.
  • two keyboard modules when two keyboard modules are connected, they communicate with each other to determine, according to their connection position, which is the master module and which is the slave module. The master module is then automatically connected to the computer application and both modules can be played as two octaves of piano.
  • the master module when there is the master module with three keys, it is this one that connects with the application computer science and also with two more modules. Apart from allowing the two modules to be mounted on a small surface, this configuration allows practicing the piano playing pieces whose notes, or part of them, are contained in only two octaves, without having to take into account the other octaves whose notes are not played. in the piece of music in question. In the same way, more keyboard modules can be connected, and the eight octaves of a real piano can be completed, if desired.
  • the function reproduced is that of a real grand piano pedal.
  • the pedal module when a single pedal module is activated, the pedal module is automatically connected to the computer application and can be played like the right damper pedal on a real piano.
  • two pedal modules when two pedal modules are connected, they communicate with each other to determine, according to their connection position, which is the master module and which is the slave module.
  • the master module is then automatically connected with the computer application and can be played as two piano pedals, the left one playing the unicordio or sostenuto pedal according to the configuration by the computer application, while the right one reproduces the damper pedal.
  • the master module when three pedal modules are connected, they communicate with each other to determine, according to their connection position, which is the master module and which are the slave modules.
  • the master module is then automatically connected to the computer application and can be played as three grand piano pedals, the left one playing the unicordio pedal, the right one playing the damper pedal, while the middle one plays the sostenuto pedal.
  • the computer application is configured to facilitate the modification of the configuration of the pedals by the skilled person, for example, by changing their functionalities to those of an upright piano.
  • the versatility in the assembly of the modular system even allows the user to determine what type of keyboard he wants to play.
  • an organ can be emulated by assembling several rows of octaves and multiple pedals.
  • the computer application would receive information about the configuration of the assembly of the master modules, both from the rows of keyboard modules and the pedal module, and would activate the reproduction of the organ sound according to the position of the module, both within the chain of modules, and according to which row it is in.
  • even more than seven octaves or more than three pedals can be connected, as long as the music player of the computer application is configured to translate as many notes to musical representations, either sound or visual.
  • the sensor module configuration comprises charging means 160 for storing electrical power and driving the other components of the module.
  • the charging means can be a rechargeable battery, and it can be recharged through a wired or wireless connection.
  • only the master module comprises charging means and this module serves electrical power to the other modules. In this way, the weight of the global assembly of modules is reduced, facilitating their transport on the conveyor.
  • FIG. 11 shows a conveyor of the module system according to one aspect of the invention. Conveyor 1100 is configured to receive and house each of the sensor modules 100 separately, vertically stacked, although other configurations are possible. In this way, the entire piano can be easily transported with the corresponding pedals. In this figure, the conveyor is configured to house eight keyboard modules 1110 and two pedal modules 1120.
  • the conveyor also comprises loading means for loading each of the sensor modules housed therein.
  • the transporter is configured to load only one keyboard master module and one pedal master module, as these then load the other keyboard and pedal modules to which they are physically connected.
  • the conveyor also comprises an electrical connector for connecting a cable with a plug to connect to the electrical network.
  • both the conveyor charging means and the sensor modules are configured for wireless charging.
  • it is only the keyboard master module and the pedal master module that are loaded as they transfer the necessary load via their connections to the other slave modules, respectively.
  • FIG. 7 shows the membrane 700 of the sensor module configured from a silicone foil.
  • FIG. 7A shows the membrane of the pedal module
  • FIG. 7B shows the membrane of the keyboard module.
  • FIG. 8A shows the underside of a projection on the membrane of the sensor module that comes into contact with the processing means when pulsed.
  • FIG. 8A shows the underside of a projection on the membrane of the sensor module that comes into contact with the processing means when pulsed.
  • Each protrusion 710 comprises a deformable section 810 that houses two buttons 820 with graphite terminations 830.
  • a first button is longer than the second button. This allows each protrusion 710 to be configured to deform in two stages depending on the pressure level. If the pressure is low, a first stage 840 of the boss is deformed. As the pressure increases, the second stage 850 of the boss also deforms. This is achieved since the boss is configured with the first 840 stage longer than the second 850 stage.
  • the membranes, both of the sensor module and of the pedal module, are arranged in such a way that the first stage is closest to the connected (not loose) end of the button.
  • a safe pressing distance is defined, in which, if a key is pressed by mistake, contact of the first key is not made. stage with the electrical circuit of the base, and therefore no signal is generated.
  • this distance is configurable, since you want to define it to allow you to feel light pulsations of the musician / user when playing the keys.
  • the processing means is configured to measure the time between the activation of the first stage 840 and the activation of the second stage 850 in a predefined sampling interval. Considering the difference in the distance between both stages, together with the time it took to activate the second stage after the activation of the first, the velocity of the pulsation is determined, which is used to represent the range of musical dynamics that typically plays a piano musician.
  • FIG. 6 shows part of the circuit of the processing means of the keyboard module according to one aspect of the invention, and the enlargement showing two electronic circuits, each one is kept open by default, and when the button is pressed, the graphite of each of the stages of the projections close the corresponding circuit, emitting a signal to the processing means. Once the graphite in a button contacts the sensor circuit, it closes, sending a contact signal. In the enlargement you can see two sensor circuits, to feel the contact of each of the two buttons of the same protrusion.
  • the two-stage projection configuration allows the push button to feel a variety of intentions of the user of the module, allowing it to offer a more real and closer experience, that is, more faithful, to that of a real piano.
  • the piano keys can be played at different speeds, which are classified in up to 16 levels (from slowest to fastest: low, long, slow, larghetto, adagio, adagietto, andante, andantino, moderato, allegretto, allegro, vivo, vivace, presto, vivacissimo, prestissimo).
  • the percussion force, or the musical dynamics can be modulated and classified in up to 10 levels (from weakest to strongest: pianississimo, pianissimo, piano, mezzopiano, mezzoforte, forte, fortissimo, fortississimo, sforzando, piano forte ).
  • the sensor module is configured to faithfully represent musical dynamics to better reproduce the musical experience of a real piano. This is achieved by generating and transmitting at least two parameters.
  • the first key parameter identifies the key number being pressed within one octave.
  • the second dynamics parameter represents the intention of the user when pressing the sensor.
  • the dynamics parameter is transmitted, in one aspect, according to values ranging from 0 to 127, following the Midi format. With which you can define up to 128 levels of granularity, or sensitivity, different, configurable to suit the user.
  • the sampling time can also be configured between 10 ms and 500 ms as well as the sensitivity configuration.
  • the different speeds are determined by the frequency of keystrokes by the user, and are directly represented by detecting at least the first protrusion stage, which must always be deformed so that a signal is issued.
  • the second dynamics parameter is determined from the time between the deformation of the first projection stage and the second projection stage, or the difference between the two stage deformations, and is given by a range that extends between the maximum time (if the first stage deforms, but the second stage never deforms in a sampling interval represented by nine time sections) and the minimum time (if the second stage deformation immediately follows the deformation of the first stage of overhang, separated by two time sections).
  • This time range is defined in nine sections to represent the first nine musical dynamics. The latter, which represents the combination of starting with a press of the soft key and ending it hard, is determined at two sampling intervals.
  • FIG. 9 shows a method of determining pushbutton states according to one aspect of the invention.
  • Procedure 900 begins by determining 910 that at least one pushbutton has been depressed to such an extent that the first stage of the corresponding membrane has deformed. At this point the first parameter is generated identifying the key pressed in the octave in question. Next, it is determined 920 whether, in a predetermined interval of time equivalent to a sampling interval, both stages have been deformed. In the positive case, the signal is generated 930 indicating the musical dynamics according to Table 1 from the described pulsation speed.
  • the processing means are configured to determine the level of intensity or pressure felt by the button by determining the time interval between the contact made by the second button in relation to the first. If in a predetermined period, the interval between both contacts is short, a high pressure is determined. On the contrary, if in the predetermined period, the interval between both contacts is greater, a lower pressure is determined. Depending on the length of the interval, a signal indicative of one of ten different pressure levels is generated. This signal is received by the computer application that translates the user's intentions accordingly. By having ten levels configured, it allows a great closeness to the performance of classical music pieces that have a high range of different keystroke intensities. However, as indicated, these 10 levels are implemented by means of 128 different logic states, with which, the number of levels can be increased up to 128 according to the wishes of the user.
  • a P ms sampling period comprised of ten P / 10 ms intervals is defined.
  • an increasingly higher intensity level is assigned, starting with intensity level 1 minimum when the time interval between both contacts is equal to or greater than 0.9 * P ms and less than 1 * P ms, a higher intensity level 2 when the time interval between the two contacts is equal to or greater than 0.8 * P ms and less than 0.9 * P ms, a higher intensity level 3 when the time interval between both contacts is equal to or greater than 0.7 * P ms and less than 0.8 * P ms, a higher intensity level 4 when the time interval between both contacts is equal to or greater than 0.6 * P ms and less than 0.7 * P ms, a higher intensity level 5 when the time interval between both contacts is equal to or greater than 0.5 * P ms and less than 0.6 * P ms, a intensity level 6 higher when the time interval between both contacts is equal to or greater than 0.4 * P
  • FIG. 10 shows a resistance unit 1000 of the sensor module according to one aspect of the invention.
  • the resistance unit comprising a deformable body 1010 of rather rigid material configured in the shape of a cone with a wide base, and is formed in the same membrane.
  • the resistance unit gradually deforms (indicated by the arrows) until its maximum deformation, in such a way that it generates a greater resistance to beating at the beginning before collapsing.
  • the graphite contact 1020 is the one that makes contact with the corresponding part of the underlying processing means, closing the circuit and detonating the generation of the corresponding signal.
  • the height of the resistance unit is configured to reproduce the travel of a real piano key and generate a sensation of playing a real key throughout the travel that the user chooses to play, either by a light and quick touch. , such as a staccato, or a powerful and intense pressure, such as a blow, or a smooth and continuous pulse, such as when playing the last note of a piece.
  • the resistance unit deformed many times over time, instead of gradually deforming, begins to give way and collapse, and therefore, losing fidelity in its function.
  • a resistance unit with deformable internal grooves has been developed, allowing a high deformation path like a real key, but at the same time that it does not collapse but rather uniform deformation is ensured. even when the material begins to wear out from its high use.
  • the different aspects of the invention described allow to improve the user experience of playing the piano by providing a modular piano keyboard based on sensor modules that can be assembled as piano octaves and / or as piano pedals. , which are automatically configured using a computer application to reproduce the sound, and which have several features that in combination offer the feel and sound quality of a real piano, unlike state-of-the-art electronic keyboards that are designed to play hundreds of different instruments, and they do not reproduce the sensation of either playing a real piano or listening to a musician interpret a piece composed for a real piano since they do not allow the musician to express himself as he does with a real piano.
  • the various means may comprise logic blocks, modules, and circuits may be implemented or carried out by a general-purpose processor, a digital signal processor (DSP), an application-specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate assembly (FPGA), or other programmable logic, discrete gate, or transistor logic devices, discrete hardware components, or any combination thereof designed to perform the described functions.
  • DSP digital signal processor
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGA field programmable gate assembly
  • a general purpose processor can be a micro processor, but in the alternative, the processor can be a conventional processor, controller, microcontroller, or state machine.
  • the various media may comprise computer-readable media including, but not limited to, magnetic storage devices (eg, hard drives, floppy disks, magnetic strips, and so on), optical discs (eg, CD or compact discs). versatile DVDs, and so on), smart cards, and temporary flash drives (eg EPROM, card pen, key drive, and so on).
  • the variety of storage media described may represent one or more devices and / or computer-readable media for storing information.
  • the term "computer-readable medium" may comprise, without being limited thereto, a variety of media capable of storing, storing, or transporting instructions and / or data.
  • a computer program product may comprise a computer-readable medium with one or more instructions or operating codes for causing a computer to carry out the described functions once executed on the computer.
  • a sensor module for faithfully reproducing a piano comprising: at least one push button; at least one processing means configured to generate a signal indicative of the musical dynamics played when the button is pressed; and at least one membrane located between the button and the processing means, the membrane configured to deform under the effect of the pressure of the button once it exceeds a threshold.
  • the module further comprising communication means configured to communicate with other sensor modules forming a sensor module system.
  • the module in which the processing means are configured to determine the position of the module and be assigned as a master module if it is located further to the left or assigned as a slave module if it is not located further to the left.
  • the module in which the communication means of the master module are configured to communicate with a computer application.
  • the module in which the processing means are configured to generate the signal indicative of the musical dynamics of the push-button, comprising a first parameter that identifies the push-button among a plurality of push-buttons, and a second parameter that defines a pulsation intensity and / or a pulsation delay and / or a pulsation speed and / or a pulsation pressure.
  • the module in which the at least one membrane is configured with two projections of different lengths to be deformed in two stages and in which the processing means are configured to generate the signal based on the deformation of the projections.
  • the modulus in which each projection is a resistance unit formed in the same membrane that comprises a deformable cone-shaped body with a wide base.
  • the module in which the at least one processing means is configured to determine nine different musical dynamics as a function of the time elapsed between the contact of the first protrusion stage and the second protrusion stage in a particular sampling interval.
  • the module in which the at least one processing means are configured to determine the musical dynamics corresponding to piano forte as a function of the time elapsed between the contact of the first protrusion stage in a first sampling interval and the time elapsed until the contact of the second protrusion stage in one second sampling interval.
  • the module in which the sensor module is a piano keyboard module comprising twelve pushbuttons and twelve corresponding membranes are configured to detect the pulsation of the respective pushbuttons, and in which the processing means are configured to generate an indicative signal of the note that the pad represents according to its position on the keyboard module.
  • the module wherein the sensor module is a piano pedal module comprising a push button and at least three corresponding membranes are configured to detect the push of the button.
  • a method in a sensor module for faithfully reproducing a piano comprising at least one button, at least one processing means, and at least one membrane located between the button and the processing means, the method comprising generating an indicative signal of the musical dynamics interpreted when the button is pressed as the membrane deforms under the effect of the pressure of the button once it exceeds a threshold.
  • the method further comprising communicating, by means of communication means, with other sensor modules forming a sensor module system.
  • the procedure comprising, by the processing means, determining the position of the module and assigning itself as a master module if it is located further to the left or assigning itself as a slave module if it is not located further to the left.
  • the procedure comprising the communication means of the master module to communicate with a computer application.
  • the method comprising generating the signal indicative of the musical dynamics of the button with a first parameter that identifies the button among a plurality of buttons, and a second parameter that defines a pulsation intensity and / or a pulsation delay and / or a pulsation speed and / or a pulsation pressure.
  • the method in which the signal indicative of the musical dynamics is generated based on the deformation in two stages of two projections of different lengths of the at least one membrane.
  • the method comprising determining nine different musical dynamics as a function of the elapsed time between the contact of the first protrusion stage and the second protrusion stage in a particular sampling interval.
  • the method upon exhaustion of a first sampling interval, determine the deformation of the first protrusion stage of the at least one pushbutton, and generate the second dynamics parameter indicative of a pulsation of minimum intensity; when the first sampling interval is not exhausted, determine the pulsation of the second stage of the at least one button after determining the pulsation of the first stage, and generate the second dynamics parameter indicative of a musical dynamics as a function of the difference in time between the deformation of both membrane stages.
  • the procedure comprising determining the musical dynamics corresponding to piano forte as a function of the time elapsed between the contact of the first protrusion stage in a first sampling interval and the time elapsed until the contact of the second protrusion stage in a second interval of sampling.
  • the sensor module is a piano keyboard module comprising twelve pushbuttons and twelve corresponding membranes are configured to detect the pulsation of the respective pushbuttons, and in which the processing means are configured to generate an indicative signal of the note that the pad represents according to its position on the keyboard module.
  • the sensor module is a piano pedal module comprising a push button and at least three corresponding membranes are configured to detect the push of the button.
  • a computer program comprising instructions, once executed in a processor, to carry out the procedural steps.
  • a computer-readable medium comprising instructions, once executed in a processor, to carry out procedural steps.

Landscapes

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Abstract

Diferentes aspectos de la invención implementan un módulo sensor que puede configurarse como un módulo de teclado o como un módulo de pedal, permitiendo conectar una pluralidad de módulos de teclado y de pedal para ensamblar una configuración a gusto del usuario, como, por ejemplo, la configuración habitual de un piano de 87 teclas junto a dos pedales. El módulo sensor transmite información sobre las pulsaciones detectadas, ya sea de tecla o de pedal, a una aplicación informática para su reproducción, ya sea de sonido o visual. A la vez, el módulo sensor permite, tanto en la configuración de módulo de teclado como de módulo de pedal, transmitir la sensación de estar tocando un piano real.

Description

MÓDULO SENSOR, SISTEMA DE MÓDULOS PARA TECLADO DE PIANO, Y PROCEDIMIENTO CORRESPONDIENTE
DESCRIPCIÓN
CAMPO TÉCNICO
[001] La invención está emplazada generalmente en el campo de los instrumentos electrónicos de música, y, en particular, a un módulo sensor para el ensamblado y desensamblado de un teclado de piano electrónico modular.
ANTECEDENTES
[002] Existen instrumentos de música electrónicos que reproducen una variedad de sonidos. Entre éstos están los teclados electrónicos incorporando sintetizadores que varían los parámetros de intensidad, frecuencia o fase de un sonido para reproducir un amplio espectro de sonidos que representan distintos instrumentos, desde el piano, violín, hasta la batería, o instrumentos virtuales inexistentes en el mundo real no electrónico.
[003] Existen pianos electrónicos y algún teclado de mucha calidad como piano. Un tipo específico de sonido reproducido por estos teclados electrónicos es el del piano. En cambio, la mayoría de teclados de piano modulares existentes no reproducen sonido de alta calidad como lo puede ser el de un piano real. Por una parte fallan en aspectos estructurales, como por ejemplo, el no tener teclas que respeten el tamaño real de las teclas de un piano real o pedales. Por otra parte, no reproducen la experiencia de tocar un piano real. Están diseñados más bien para cubrir un amplio espectro, a veces de varios cientos, de sonidos de instrumentos distintos, y la calidad del sonido es pobre, o su fidelidad al sonido del instrumento real es muy bajo. Tampoco dan la sensación al usuario de estar tocando un piano de verdad, ya que las teclas están diseñadas simplemente para detectar la nota que el usuario está tocando al pulsarlas. [004] Entre el grupo de teclados piano de este estilo, se han desarrollado los que pueden ser desmontados en módulos para facilitar su transporte. Por las mismas razones, estos teclados modulares han enfocado los esfuerzos en llevar al público en general sonidos de cientos de instrumentos diversos para tocar música electrónica, y por lo tanto, al montar los módulos para formar un teclado completo, se pierde la sensación de estar tocando un instrumento que reproduzca fielmente el sonido, el tacto, o el tamaño de las teclas de piano real. [005] Por lo tanto, existe la necesidad de solventar de forma efectiva estos problemas descritos. El inventor ha detectado la necesidad de mejorar los teclados modulares existentes para dotarles de la capacidad de reproducir la experiencia completa de estar tocando un piano real. A la vez, su modularidad permite su movilidad, y ser tocados en cualquier entorno o situación. Con lo cual permitiendo disfrutar del sonido de un piano de alta calidad, como un piano de cola, y a la vez sentirse como tal, pero sin necesidad de transportar un piano de cola a ninguna parte.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
[006] Es un objeto de la invención proporcionar soluciones a los problemas mencionados. En particular, es un objeto de la invención proporcionar un módulo sensor que permita reproducir fielmente la experiencia de tocar un piano de verdad, y, uniendo más de un módulo a otro, proporcionar un sistema modular de teclado para tocar el piano.
[007] Esta optimización se consigue a partir del módulo básico que es un módulo sensor. El módulo sensor comprende aquellos elementos que permiten su conectividad a una aplicación informática externa para reproducir las pulsaciones en sonido o visualmente. También comprende aquellos elementos que permiten que opere como un módulo de teclado de piano, por ejemplo, una octava de doce teclas. Junto a aquellos elementos que permiten su conexión a otros módulos sensor, se puede formar un piano de vahas octavas, por ejemplo, en un aspecto, un piano de 7 octavas más un módulo de 3 teclas adicionales para formar un piano de 87 teclas. Por otra parte, según su configuración, el módulo sensor comprende aquellos elementos que permiten que opere como un módulo de pedal. Por lo tanto, se optimiza la modularidad de la configuración, desde el tocar sólo una octava hasta siete o más octavas. De esta forma se permite que el usuario/músico toque una octava solamente, hasta la configuración habitual de un piano de siete octavas junto a dos pedales, o más unidades, según gusto del usuario. A la vez, el módulo sensor permite, tanto en la configuración de módulo de teclado como de módulo de pedal, transmitir la sensación de estar tocando un piano real.
[008] Es por lo tanto un objeto de la invención proporcionar un módulo sensor configurable como un módulo de teclado de piano o un módulo de pedal de piano.
[009] Es otro objeto de la invención proporcionar un sistema modular de piano.
[0010] Es otro objeto de la invención proporcionar un procedimiento en un sistema modular de piano. [0011] Es otro objeto de la invención proporcionar un programa de ordenador que comprende instrucciones, que una vez ejecutadas en un procesador, para llevar a cabo un procedimiento en un sistema modular de piano.
[0012] Es otro objeto de la invención proporcionar un medio legible por ordenador que comprende instrucciones, que una vez ejecutadas en un procesador, para llevar a cabo un procedimiento en un sistema modular de piano.
[0013] La invención proporciona procedimientos y dispositivos que implementan vahos aspectos, realizaciones, y características de la invención, y se implementan mediante medios vahados. Los medios vahados pueden comprender, por ejemplo, hardware, software, firmware, o una combinación de los mismos, y se pueden implementar estas técnicas en cualquier una, o combinación, de los medios vahados.
[0014] Para una implementación hardware, los medios vahados pueden comprender unidades de procesamiento implementados en uno o más circuitos integrados de aplicación específica (ASICs), procesadores de señales digitales (DSPs), dispositivos de procesamiento de señales digitales (DSPDs), dispositivos de lógica programable (PLDs), conjuntos de puertas programables in situ (FPGAs), procesadores, controladores, microcontroladores, microprocesadores, otras unidades electrónicas diseñadas para llevar a cabo funciones descritas, o una combinación de las mismas.
[0015] Para una implementación software, los medios vahados pueden comprender módulos (por ejemplo, procesos, funciones, y demás) que llevan a cabo las funciones descritas. El código de software puede almacenarse en una unidad de memoria y ser ejecutadas por un procesador. La unidad de memoria puede implementarse dentro del procesador o externo al procesador.
[0016] Se describen varios aspectos, configuraciones, y realizaciones de la invención. En particular, la invención proporciona procedimientos, aparatos, sistemas, procesadores, código de programa, medios legibles por ordenador, y otros aparatos y elementos que implementan varios aspectos, configuraciones y características de la invención, tal como descrito en lo siguiente.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
[0017] Las características y ventajas de la presente invención se harán más aparentes a partir de la descripción detallada que sigue en conjunción con los dibujos, en los que caracteres de referencia ¡guales identifican elementos correspondientes en diferentes dibujos. Se pueden también referenciar a los elementos correspondientes mediante caracteres distintos.
[0018] La FIG. 1 muestra un módulo sensor para reproducir fielmente un piano según una realización de la invención.
[0019] La FIG. 2 muestra un módulo de teclado electrónico de 12 teclas según un aspecto de la invención.
[0020] La FIG. 3 muestra la conexión de distintos módulos de teclado mediante conectores imantados según un aspecto de la invención, en el cual hay un módulo maestro de 3 teclas conectado mediante ¡manes a dos módulos de teclado de 12 teclas cada uno. [0021] La FIG. 4 muestra un sistema de módulos representando un piano de siete octavas y dos pedales, en el cual el módulo maestro comprende 3 teclas, formando el piano clásico de 87 teclas. [0022] La FIG. 5A muestra un módulo de pedal según un aspecto de la invención, y la FIG. 5B muestra dos módulos de pedal contiguos según otro aspecto de la invención.
[0023] La FIG. 6 muestra parte de los medios de procesamiento según un aspecto de la invención, ampliando los medios que contactan con un pulsador una vez presionada.
[0024] La FIG. 7 muestra una vista superior de una membrana del módulo sensor según un aspecto de la invención.
[0025] Las FIGs. 8A y 8B muestran una vista inferior de una membrana del módulo sensor según un aspecto de la invención.
[0026] La FIG. 9 muestra un procedimiento de determinación de estados de pulsador según un aspecto de la invención.
[0027] La FIG. 10 muestra una unidad de resistencia del módulo sensor según un aspecto de la invención. [0028] La FIG. 11 muestra el transportador del sistema de módulos según un aspecto de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN [0029] La FIG. 1 muestra un módulo sensor para reproducir fielmente un piano según una realización de la invención. El módulo 100 sensor comprende al menos un pulsador 110, al menos una membrana 120 configurada para deformarse bajo el efecto de la presión del pulsador, y al menos unos medios 130 de procesamiento configurados para generar una señal indicativa de la activación del pulsador. El módulo sensor comprende opcionalmente indicadores visuales, como LEDs, para indicar la activación del pulsador mediante un color y la intensidad de la pulsación mediante otro color degradado, o frecuencia de parpadeo.
[0030] En un aspecto, el pulsador representa una tecla de piano y una pluralidad de teclas de piano componen un módulo de teclado, como representado en la FIG. 2. En este aspecto, el módulo 200 de teclado comprende doce pulsadores representando una octava, en el cual siete son pulsadores 210 largos (habitualmente de color blanco) representando las notas naturales y cinco son pulsadores 220 cortos (habitualmente de color negro) representando las notas alteradas. En otro aspecto, el pulsador representa un pedal de piano y el módulo sensor representa un módulo de pedal, como representado en la FIG. 5A. La FIG. 5B muestra dos módulos de pedal físicamente conectados mediante unos medios de conexión que comprenden los módulos sensor.
[0031] La configuración del módulo sensor comprende medios 140 de conexión para conectarse 310 de forma removible a otros módulos sensores, tal como se representa en la FIG. 3. Por ejemplo, cuando el módulo sensor es un módulo de teclado, se pueden conectar vahos módulos de forma contigua, para formar un piano de siete u ocho octavas. En este aspecto, se representa un módulo completo de doce teclas junto a un módulo maestro que comprende tres teclas, para formar un piano de 87 teclas habitualmente tocado por pianistas clásicos. En un aspecto los medios de conexión son un conector imantado, o un imán, que atrae y junta un primer módulo con un segundo módulo, al alinearse los ¡manes respectivos de ambos módulos. En este aspecto se facilita el conectar y desconectar, o montar y desmontar, o ensamblar o desensamblar, el piano, ya que requiere poca especialización y fuerza, proporcionando un módulo de teclado muy versátil e intuitivo, tanto para usuarios aprendices independientemente de su edad o conocimiento sobre dispositivos electrónicos de última generación.
[0032] La FIG. 4 muestra un sistema 400 de módulos que, una vez ensamblado, reproduce un piano 410 de 87 teclas y dos pedales 420. La modularidad del diseño del módulo sensor permite una variedad de configuraciones distintas, desde tocar sólo una octava de piano sin pedal, hasta tocar siete octavas de piano con dos pedales, o incluso más módulos para músicos experimentales. En esta última configuración la aplicación 430 móvil se debe configurar para activar más notas que las habitualmente presentes en ocho octavas.
[0033] La configuración de los medios 130 de procesamiento comprende generar una señal comprendiendo parámetros que definen distintos aspectos de la activación del pulsador. Estos datos pueden representar simplemente la pulsación, o no, del pulsador, y/o una intensidad de pulsación, y/o un retardo de pulsación, y/o una velocidad de pulsación. En el caso del módulo de teclado, los medios de procesamiento están configurados para generar una señal indicativa de la nota que representa el pulsador según su posición en el módulo de teclado. La información generada por el módulo sensor comprende también un identificador que permite situar el módulo de teclado en una cadena de módulos, y, por lo tanto, permitir la determinación de qué octava representa. En un aspecto, se envía también un parámetro de dinámica musical que ayuda a producir una sensación de estar tocando un piano real, entre otras características de la invención. La señal se envía en formato BLE-Midi, aunque la persona de oficio puede programar las salidas de los módulos en cualquier otro formato que utilice la aplicación móvil que es la responsable de decodificar la señal recibida en sonido. La aplicación también puede residir en un ordenador o servidor especializado, aunque se espera que los usuarios lo prefieran en el formato de aplicación de dispositivo móvil inalámbrico.
[0034] La configuración del módulo sensor comprende medios 150 de comunicación para transmitir la señal generada por los medios de procesamiento del módulo sensor a una aplicación informática 430 externa al módulo sensor. Esta transmisión se lleva a cabo mediante una conexión alámbrica, como un cable o un conector físico, o de forma inalámbrica. La persona de oficio conoce las distintas modalidades de conexión alámbrica e inalámbrica, junto a sus protocolos, sin necesidad de ahondar más en sus detalles en esta divulgación. Ejemplos pueden ser la conectividad mediante USB, Wi-Fi, Bluetooth, y demás.
[0035] Mediante los medios de comunicación, el módulo sensor se comunica con otros módulos formando un sistema de módulos. En ese caso, los medios de procesamiento están configurados para determinar la posición del módulo y asignarse como módulo maestro 320 si se encuentra ubicado más a la izquierda de la cadena de módulos, o asignarse como módulo esclavo 330 si no se encuentra ubicado más a la izquierda de la cadena de módulos. En el caso del módulo maestro de tres teclas, sería éste siempre el módulo maestro situado más a la izquierda. El módulo maestro está configurado para asignar automáticamente a todos los módulos sensor su nota correspondiente según su posición en el sistema conectado de módulos de teclado. Para reproducir fielmente un piano, según el número de módulos teclado (octavas) conectadas, se determinan las notas para que el centro del teclado completo comprenda la nota DO CENTRAL, en el caso de un piano de 88 teclas.
[0036] La aplicación informática comprende medios de comunicación para recibir y procesar la señal para extraer la información contenida en la misma. La información comprende además otros parámetros según si proviene de un módulo de teclado o de un módulo de pedal. La aplicación informática es responsable de traducir la información y los parámetros recibidos para reproducir la función del módulo del que proviene la información en cuestión. Finalmente, la aplicación informática reproduce sonidos y/o representaciones visuales de las acciones del usuario.
[0037] En el caso del módulo de teclado, la aplicación informática está configurada para reproducir el sonido representado por la pulsación del módulo sensor en cuestión a través de unos interfaces de salida. Por una parte, el interfaz de salida es un altavoz para reproducir el sonido de la música. Por otra parte, el interfaz de salida es una pantalla para reproducir la nota visualmente en un interfaz de usuario gráfico GUI (del inglés “graphical user interface GUI"). En el caso del módulo de pedal, la aplicación informática está configurada para reproducir las distintas funciones según la posición del pedal y reproducir este efecto junto al sonido de la pulsación de la tecla y/o también visualmente.
[0038] En un aspecto, cuando se activa solo un módulo de teclado, éste se conecta automáticamente con la aplicación informática y se puede tocar como una octava de piano. La utilidad de este aspecto es que permite practicar el piano con una sola mano, por ejemplo, tocando la parte de la partitura que es para la mano derecha, o la izquierda. También permite tocar emplazando el módulo de teclado sobre una superficie muy reducida, como, por ejemplo, algunas mesas abatibles de aviones o trenes, que suelen ser muy pequeñas. En otro aspecto, cuando se conectan dos módulos de teclado, éstos se comunican entre sí para determinar, según su posición de conexión, cuál es el módulo maestro y cual el módulo esclavo. Seguidamente, el módulo maestro se conecta automáticamente con la aplicación informática y se pueden tocar ambos módulos como dos octavas de piano. En otro aspecto, cuando existe el módulo maestro de tres teclas, es éste el que se conecta con la aplicación informática y también con dos módulos más. Aparte de permitir montar los dos módulos sobre una superficie reducida, esta configuración permite practicar el piano tocando piezas cuyas notas, o parte de las mismas, se encuentren contenidas en sólo dos octavas, sin necesidad de tener presentes las demás octavas cuyas notas no se tocan en la pieza musical en cuestión. De la misma forma, se pueden conectar más módulos de teclado, y completar las ocho octavas de un piano real, si se desea.
[0039] En el caso del módulo de pedal, la función reproducida es la de un pedal de piano de cola real. En un aspecto, cuando se activa un solo módulo de pedal, éste se conecta automáticamente con la aplicación informática y se puede tocar como el pedal derecho de resonancia de un piano real. En otro aspecto, cuando se conectan dos módulos de pedal, éstos se comunican entre sí para determinar, según su posición de conexión, cuál es el módulo maestro y cual el módulo esclavo. Seguidamente, el módulo maestro se conecta automáticamente con la aplicación informática y se pueden tocar como dos pedales de piano, el izquierdo reproduciendo el pedal unicordio o sostenuto según la configuración mediante la aplicación informática, mientras que el derecho reproduce el pedal de resonancia. En otro aspecto, cuando se conectan tres módulos de pedal, éstos se comunican entre sí para determinar, según su posición de conexión, cuál es el módulo maestro y cuáles son los módulo esclavo. Seguidamente, el módulo maestro se conecta automáticamente con la aplicación informática y se pueden tocar como tres pedales de piano de cola, el izquierdo reproduciendo el pedal unicordio, el derecho reproduciendo el pedal de resonancia, mientras que el central reproduce el pedal sostenuto. La aplicación informática está configurada para facilitar la modificación de la configuración de los pedales por la persona de oficio, por ejemplo, cambiando sus funcionalidades a los de un piano vertical. [0040] La versatilidad en el ensamblaje del sistema modular permite incluso al usuario determinar qué tipo de teclado quiere tocar. En un aspecto, se puede emular un órgano mediante el ensamblaje de vahas filas de octavas y múltiples pedales. La aplicación informática recibiría información sobre la configuración del montaje de los módulos maestro, tanto de las filas de módulos de teclado, como del módulo de pedal, y activaría la reproducción del sonido de órgano según la posición del módulo, tanto dentro de la cadena de módulos, como según en qué fila se encuentra. En otro aspecto, en caso de un músico experimental, se pueden conectar aún más de siete octavas o más de tres pedales, mientras el reproductor de música de la aplicación informática esté configurado traducir tantas notas a representaciones musicales, ya sea sonoras o visuales.
[0041] En un aspecto, la configuración del módulo sensor comprende medios 160 de carga para almacenar potencia eléctrica y conducir los demás componentes del módulo. Los medios de carga pueden ser una batería recargable, y se puede recargar mediante una conexión alámbrica o inalámbrica. En la configuración preferente, solamente el módulo maestro comprende medios de carga y este módulo sirve potencia eléctrica a los demás módulos. De esta forma se reduce el peso del ensamblaje global de módulos, facilitando su transporte en el transportador. [0042] La FIG. 11 muestra un transportador del sistema de módulos según un aspecto de la invención. El transportador 1100 está configurado para recibir y alojar cada uno de los módulos 100 sensor de forma separada, apilados verticalmente, aunque otras configuraciones son posibles. De esta forma, se puede transportar fácilmente el piano entero con los pedales correspondientes. En esta figura, el transportador está configurado para alojar ocho módulos 1110 de teclado y dos módulos 1120 de pedal.
[0043] El transportador comprende también medios de carga para cargar cada uno de los módulos sensor alojados en el mismo. En la configuración preferente, el transportador está configurado para cargar solamente un módulo maestro de teclado y un módulo maestro de pedal, ya que éstos luego cargan a los demás módulos de teclado y de pedal con los cuales están conectados físicamente. El transportador comprende también un conector eléctrico para conectar un cable con enchufe para enchufar a la red eléctrica. En otro aspecto, tanto los medios de carga del transportador como los de los módulos sensor están configurados para la carga inalámbrica. Incluso en otro aspecto es sólo el módulo maestro de teclado y el módulo maestro de pedal que se cargan ya que éstos transfieren la carga necesaria mediante sus conexiones a los demás módulos esclavo, respectivamente. [0044] La FIG. 7 muestra la membrana 700 del módulo sensor configurada a partir de una lámina de silicona. La FIG. 7A (a la izquierda) muestra la membrana del módulo de pedal, mientras que la FIG. 7B (a la derecha) muestra la membrana del módulo de teclado. En este dibujo se representa la parte superior de la membrana que está en contacto con el pulsador. La membrana comprende una pluralidad de salientes 710 configurados para deformarse al ser presionados por el pulsador, tal y como cuando el usuario presiona una tecla o un pedal. En un ejemplo de implementación práctica, en el caso del módulo de teclado, cada saliente se corresponde con una tecla, mientras que para el módulo de pedal, tres salientes se corresponden con un pedal. La ventaja de tener tres salientes es que, estando horizontalmente dispuestos, dota de más sensibilidad o capacidad de graduación a cada pedal. La persona de oficio puede configurar un distinto número de salientes según el grado de sensibilidad requerida. [0045] La FIG. 8A muestra la parte inferior de un saliente de la membrana del módulo sensor que entra en contacto con los medios de procesamiento al ser pulsado. La FIG. 8B muestra una perspectiva de corte longitudinal del saliente, en el que se puede apreciar las dos etapas de longitudes distintas (indicado por las flechas de distinta longitud). Cada saliente 710 comprende una sección 810 deformable que aloja dos botones 820 con terminaciones en grafito 830. En el mismo saliente un primer botón es más largo que el segundo botón. Esto permite que cada saliente 710 esté configurado para deformarse en dos etapas según el nivel de presión. Si la presión es baja, se deforma una primera 840 etapa del saliente. A medida que la presión incrementa, se deforma también la segunda 850 etapa del saliente. Esto se consigue ya que el saliente está configurado con la primera 840 etapa más larga que la segunda 850 etapa.
[0046] Las membranas, tanto del módulo sensor como del módulo pedal, se disponen de tal forma que esté la primera etapa más cercana al extremo conectado (no suelto) del pulsador. Según la distancia de los salientes del extremo conectado del pulsador, y de la longitud de la primera etapa, se define una distancia de pulsación segura, en la que, si por error se pulsa una tecla, no se llega a hacer contacto de la primera etapa con el circuito eléctrico de la base, y por lo tanto no se genera ninguna señal. Típicamente esta distancia es configurable, ya que se desea definirla para permitir sentir pulsaciones leves del músico/usuaño al tocar las teclas.
[0047] Los medios de procesamiento están configurados para medir el tiempo entre la activación de la primera etapa 840 y la activación de la segunda etapa 850 en un intervalo de muestreo predefinido. Considerando la diferencia en la distancia entre ambas etapas, junto con el tiempo que ha tardado en activarse la segunda etapa después de la activación de la primera, se determina la velocidad de la pulsación, que se utiliza para representar el rango de dinámicas musicales que típicamente interpreta un músico de piano.
[0048] La FIG. 6 muestra parte del circuito de los medios de procesamiento del módulo de teclado según un aspecto de la invención, y la ampliación mostrando dos circuitos electrónicos, cada uno se mantiene en abierto por defecto, y al presionarse el pulsador, el grafito de cada una de las etapas de los salientes cierra el circuito correspondiente, emitiéndose una señal a los medios de procesamiento. Una vez que el grafito de un botón contacta con el circuito sensor, éste se cierra, enviando una señal de contacto. En la ampliación se pueden ver dos circuitos sensor, para sentir el contacto de cada uno de los dos botones de un mismo saliente.
[0049] La configuración de dos etapas de saliente permite al pulsador sentir una variedad de intenciones del usuario del módulo, permitiendo ofrecer una experiencia más real y más cercana, es decir, más fiel, a la de un piano de verdad. Las teclas del piano se pueden tocar a distintas velocidades, que están clasificadas hasta en 16 niveles (de más lento a más rápido: grave, largo, lento, larghetto, adagio, adagietto, andante, andantino, moderato, allegretto, allegro, vivo, vivace, presto, vivacissimo, prestissimo). Además, la fuerza de percusión, o las dinámicas musicales, se puede modular y se clasifica hasta en 10 niveles (de más débil a más fuerte: pianississimo, pianissimo, piano, mezzopiano, mezzoforte, forte, fortissimo, fortississimo, sforzando, piano forte).
[0050] El módulo sensor está configurado para representar fielmente las dinámicas musicales para reproducir mejor la experiencia musical de un piano real. Esto se consigue mediante la generación y transmisión de al menos dos parámetros. El primer parámetro de tecla identifica el número de la tecla siendo pulsada dentro de una octava. El segundo parámetro de dinámica representa la intención del usuario al presionar el sensor.
[0051] Se transmite el parámetro de dinámica, en un aspecto, según valores que varían entre 0 a 127, siguiendo el formato Midi. Con lo cual se pueden definir hasta 128 niveles granularidad, o sensibilidad, distintos, configurable a gusto del usuario. El tiempo de muestro se puede configurar también entre 10 ms y 500 ms así como la configuración de la sensibilidad. [0052] En el caso del módulo de teclado, las distintas velocidades vienen determinadas por la frecuencia de pulsación de las teclas por el usuario, y se representan directamente mediante la detección de al menos la primera etapa de saliente, que siempre debe deformarse para que se emita una señal.
[0053] El segundo parámetro de dinámica se determina a partir del tiempo entre la deformación de la primera etapa de saliente y de la segunda etapa de saliente, o la diferencia entre las dos deformaciones de etapas, y viene dado por un rango que se extiende entre el máximo tiempo (si se deforma la primera etapa, pero la segunda etapa nunca llega a deformarse en un intervalo de muestreo representado por nueve secciones de tiempo) y el mínimo tiempo (si la deformación de la segunda etapa sigue inmediatamente a la deformación de la primera etapa de saliente, separados por dos secciones de tiempo). Este rango de tiempo se define en nueve secciones para representar las primeras nueve dinámicas musicales. El último, que representa la combinación de comenzar con una presión de la tecla suave y acabándola fuerte, se determina en dos intervalos de muestreo.
[0054] Mientras el usuario toca las teclas, según el número de secciones de tiempo que transcurren desde la deformación de la primera etapa y la segunda etapa de saliente, los medios de procesamiento determinan qué dinámica se ha querido reproducir siguiendo una de las diez dinámicas musicales arriba mencionadas. La Tabla 1 muestra las distintas combinaciones y qué estilo o dinámica musical representan: TABLA 1 - Dinámicas musicales
Figure imgf000016_0001
[0055] La FIG. 9 muestra un procedimiento de determinación de estados de pulsador según un aspecto de la invención. El procedimiento 900 comienza mediante la determinación 910 de que al menos un pulsador ha sido presionado hasta tal punto que se ha deformado la primera etapa de la membrana correspondiente. En este punto se genera el primer parámetro identificando la tecla pulsada en la octava en cuestión. Seguidamente, se determina 920 si, en un intervalo predeterminado de tiempo equivalente a un intervalo de muestreo, se han deformado ambas etapas. En caso positivo, se genera 930 la señal indicando la dinámica musical según la Tabla 1 a partir de la velocidad de pulsación descrita. Por ejemplo, si la diferencia de tiempo entre la deformación de ambas etapas de saliente se corresponde a cuatro secciones de tiempo en un primer intervalo de muestreo, se determina que el usuario ha presionado fuertemente, equivalente a una dinámica musical de fortissimo. En caso contrario, sólo se ha deformado la primera etapa en ese intervalo de muestreo y se genera 940 la señal indicativa de una dinámica musical equivalente a pianississimo. Seguidamente se deja transcurrir el tiempo hasta el comienzo del siguiente intervalo de muestreo y se vuelve a la primera etapa 910 de detección de pulsación.
[0056] Si en la primera mitad del siguiente intervalo de muestreo, se determina que se ha deformado la segunda etapa sin detectar la deformación de la primera etapa, con un retardo de tiempo entre 4 y 1 secciones de tiempo desde el comienzo del siguiente intervalo de muestreo, esta combinación se interpreta como la intención de tocar una dinámica musical equivalente a un piano forte, que comienza con una pulsación suave de la tecla y acaba con una presión muy fuerte de la misma nota. En caso contrario, el algoritmo iterativo vuelve al comienzo de una iteración, y se vuelve a determinar 910 si se ha deformado una primera etapa.
[0057] Por lo tanto, los medios de procesamiento están configurados para determinar el nivel de intensidad o presión sentido por el pulsador mediante la determinación del intervalo de tiempo entre el contacto que hace el segundo botón en relación al primero. Si en un período predeterminado, el intervalo entre ambos contactos es breve, se determina una presión elevada. Por contrario, si en el período predeterminado, el intervalo entre ambos contactos es mayor, se determina una presión más baja. Según la duración del intervalo, se genera una señal indicativa de uno de los diez niveles de presión distintos. Esta señal es recibida por la aplicación informática que traduce correspondientemente las intenciones del usuario. Al tener diez niveles configurados, se permite una gran cercanía con la interpretación de piezas de música clásica que tienen un rango elevado de diferentes intensidades de pulsación de las teclas. No obstante, tal y como indicado, estos 10 niveles se implementan mediante 128 estados lógicos distintos, con lo cual, se pueden aumentar el número de niveles hasta 128 según los deseos del usuario.
[0058] En otro aspecto, se define un período de muestreo de P ms compuesto por diez intervalos de P/10 ms. A la vez, se asigna un nivel de intensidad cada vez más elevado, empezando por el nivel de intensidad 1 mínimo cuando el intervalo de tiempo entre ambos contactos es igual o superior a 0,9*P ms e inferior a 1*P ms, un nivel de intensidad 2 más elevado cuando el intervalo de tiempo entre ambos contactos es igual o superior a 0,8*P ms e inferior a 0,9*P ms, un nivel de intensidad 3 más elevado cuando el intervalo de tiempo entre ambos contactos es igual o superior a 0,7*P ms e inferior a 0,8*P ms, un nivel de intensidad 4 más elevado cuando el intervalo de tiempo entre ambos contactos es igual o superior a 0,6*P ms e inferior a 0,7*P ms, un nivel de intensidad 5 más elevado cuando el intervalo de tiempo entre ambos contactos es igual o superior a 0,5*P ms e inferior a 0,6*P ms, un nivel de intensidad 6 más elevado cuando el intervalo de tiempo entre ambos contactos es igual o superior a 0,4*P ms e inferior a 0,5*P ms, un nivel de intensidad 7 más elevado cuando el intervalo de tiempo entre ambos contactos es igual o superior a 0,3*P ms e inferior a 0,4*P ms, un nivel de intensidad 8 más elevado cuando el intervalo de tiempo entre ambos contactos es igual o superior a 0,2*P ms e inferior a 0,3*P ms, un nivel de intensidad 9 más elevado cuando el intervalo de tiempo entre ambos contactos es igual o superior a 0,1 *P ms e inferior a 0,2*P ms, y un nivel de intensidad 10 máximo cuando el intervalo de tiempo entre ambos contactos es igual o superior a 0,01 *P ms e inferior a 0,1 *P ms.
[0059] Para acercar aún más la experiencia del usuario a la de un piano real, se han configurado unos elementos de resistencia diseñados para replicar la sensación de estar tocando las teclas de un piano real. La FIG. 10 muestra una unidad 1000 de resistencia del módulo sensor según un aspecto de la invención. La unidad de resistencia que comprende un cuerpo 1010 deformable de material más bien rígido configurado en forma de cono con una base ancha, y está conformado en la misma membrana. Al presionarse la tecla, la unidad de resistencia se deforma paulatinamente (indicado por las flechas) hasta su deformación máxima, de tal forma que genera una resistencia mayor a batir al comienzo antes de colapsarse. El contacto de grafito 1020 es el que hace contacto con la parte correspondiente de los medios de procesamiento subyacentes, cerrando el circuito y detonando la generación de la señal correspondiente.
[0060] La altura de la unidad de resistencia está configurada para reproducir el recorrido de una tecla de piano real y generar una sensación de tocar una tecla de verdad durante todo el recorrido que elija el usuario tocar, ya sea mediante un toque leve y rápido, como un staccato, o una presión potente e intensa, como un golpe, o una pulsación suave y continua, como al tocar la última nota de una pieza. Dada su altura, la unidad de resistencia, deformada muchísimas veces a lo largo del tiempo, en vez de deformarse paulatinamente empieza a ceder y colapsarse, y por lo tanto, perdiendo la fidelidad en su función. Para solventar este problema, en otro aspecto de la invención, se ha desarrollado una unidad de resistencia con estrías interiores deformables, permitiendo un recorrido de deformación alto como una tecla real, pero a la vez que no se colapsa sino que se asegura la deformación uniforme incluso cuando el material se empieza a desgastar por su elevado uso.
[0061] Por lo tanto, los diferentes aspectos de la invención descritos permiten mejorar la experiencia de usuario de tocar el piano proveyendo un teclado modular de piano a base de módulos sensor que se pueden ensamblar como octavas de piano y/o como pedales de piano, que se configuran automáticamente utilizando una aplicación informática para reproducir el sonido, y que tienen vahas características que en combinación ofrecen la sensación y la calidad de sonido de un piano real, a diferencia de los teclados electrónicos del estado de la técnica que están diseñados para reproducir cientos de instrumentos distintos, y no llegan a reproducir la sensación ni de estar tocando un piano real, ni de estar escuchando un músico interpretar una pieza compuesta para un piano real ya que no permiten al músico expresarse como la hace con un piano real.
[0062] Además, se entiende que las realizaciones y aspectos descritos se pueden implementar por medios vahados en hardware, software, firmware, middleware, microcódigo, o cualquier combinación de los mismos. Vahos aspectos o características descritas pueden implementarse, por un lado, como un método o procedimiento o función, y por el otro lado, como un aparato, dispositivo, sistema, o programa de ordenador accesible por cualquier dispositivo legible por ordenador, portador o medio. Los procedimientos o algoritmos descritos pueden implementarse directamente en hardware, en un módulo software ejecutado por un procesador, o una combinación de las dos. [0063] Los varios medios pueden comprender módulos de software residentes en memoria RAM, memoria flash, memoria ROM, memoria EPROM, memoria EEPROM, registros, disco duro, disco removible, un CD-ROM, o cualquier otro tipo de medio de almacenamiento conocido en la técnica. [0064] Los varios medios pueden comprender bloques de lógica, módulos, y circuitos se pueden implementar o llevado a cabo por un procesador de propósito general, un procesador de señales digitales (DSP), un circuito integrado específico de aplicación (ASIC), un conjunto de puertas programable in situ (FPGA), u otros dispositivos de lógica programable, de puerta discreta o de lógica de transistor, componentes discretos de hardware, o cualquier combinación de los mismos diseñados para llevar a cabo las funciones descritas. Un procesador de propósito general puede ser un micro procesador, pero en la alternativa, el procesador puede ser un procesador convencional, controlador, microcontrolador, o máquina de estado.
[0065] Los varios medios pueden comprender medios legibles por ordenador incluyendo, pero no limitado a, dispositivos de almacenamiento magnético (por ejemplo, discos duros, discos floppy, tiras magnéticas, y demás), discos ópticos (por ejemplo, discos compactos CD o versátiles DVD, y demás), tarjetas inteligentes y unidades de almacenamiento flash temporales (por ejemplo, EPROM, lápiz tarjeta, unidad llave, y demás). Adicionalmente, la variedad de medios de almacenamiento descritos puede representar uno o más dispositivos y/o medios legibles por ordenador para almacenar información. El término medio legible por ordenador puede comprender, sin estar limitado a ello, una variedad de medios capaces de almacenar, guardar, o transportar instrucciones y/o datos. Adicionalmente, un producto de programa de ordenador puede comprender un medio legible por ordenador con una o más instrucciones o códigos operativos para hacer que un ordenador lleve a cabo las funciones descritas una vez ejecutadas en el ordenador.
[0066] Lo que se ha descrito comprende una o más realizaciones a modo de ejemplo. Por supuesto no es posible describir cada combinación, o permutación, concebible, de los componentes y/o metodologías con el propósito de describir las realizaciones mencionadas. En cambio, la persona de oficio se dará cuenta que muchas otras combinaciones y permutaciones de realizaciones varias son posibles dentro del concepto inventivo después de una lectura directa y objetiva de esta divulgación. Consecuentemente, la intención es acoger todas dichas alteraciones, modificaciones y variaciones que entran dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas. [0067] En lo siguiente, se describen ciertos aspectos adicionales o ejemplos:
Un módulo sensor para reproducir fielmente un piano, comprendiendo el módulo sensor: al menos un pulsador; al menos unos medios de procesamiento configurados para generar una señal indicativa de la dinámica musical interpretada al presionarse el pulsador; y al menos una membrana emplazada entre el pulsador y los medios de procesamiento, la membrana configurada para deformarse bajo el efecto de la presión del pulsador una vez que ésta supera un umbral.
El módulo, comprendiendo además unos medios de comunicación configurados para comunicarse con otros módulos sensor formando un sistema de módulos sensor. El módulo, en el que los medios de procesamiento están configurados para determinar la posición del módulo y asignarse como módulo maestro si se encuentra ubicado más a la izquierda o asignarse como módulo esclavo si no se encuentra ubicado más a la izquierda. El módulo, en el que los medios de comunicación del módulo maestro están configurados para comunicarse con una aplicación informática. El módulo, en el que los medios de procesamiento están configurados para generar la señal indicativa de la dinámica musical del pulsador comprendiendo un primer parámetro que identifica el pulsador entre una pluralidad de pulsadores, y un segundo parámetro que define una intensidad de pulsación y/o un retardo de pulsación y/o una velocidad de pulsación y/o una presión de pulsación. El módulo, en el que la al menos una membrana está configurada con dos salientes de diferentes longitudes para deformarse en dos etapas y en el que los medios de procesamiento están configurados para general la señal en base a la deformación de los salientes. El módulo, en el que cada saliente es una unidad de resistencia conformada en la misma membrana que comprende un cuerpo deformable en forma de cono con una base ancha. El módulo, en el que los al menos unos medios de procesamiento están configurados para determinar nueve dinámicas musicales diferentes en función del tiempo transcurrido entre el contacto de la primera etapa de saliente y la segunda etapa de saliente en un intervalo de muestreo particular. El módulo, en el que los al menos unos medios de procesamiento están configurados para determinar la dinámica musical correspondiente a piano forte en función del tiempo transcurrido entre el contacto de la primera etapa de saliente en un primer intervalo de muestreo y el tiempo transcurrido hasta el contacto de la segunda etapa de saliente en un segundo intervalo de muestreo. El módulo, en el que el módulo sensor es un módulo de teclado de piano que comprende doce pulsadores y se configuran doce membranas correspondientes para detectar la pulsación de los pulsadores respectivos, y en el que los medios de procesamiento están configurados para generar una señal indicativa de la nota que representa el pulsador según su posición en el módulo de teclado. El módulo, en el que el módulo sensor es un módulo de pedal de piano que comprende un pulsador y se configuran al menos tres membranas correspondientes para detectar la pulsación del pulsador. Un procedimiento en un módulo sensor para reproducir fielmente un piano, comprendiendo el módulo sensor al menos un pulsador, al menos unos medios de procesamiento, y al menos una membrana emplazada entre el pulsador y los medios de procesamiento, comprendiendo el procedimiento generar una señal indicativa de la dinámica musical interpretada al presionarse el pulsador al deformarse la membrana bajo el efecto de la presión del pulsador una vez que ésta supera un umbral.
El procedimiento, comprendiendo además comunicarse, mediante unos medios de comunicación, con otros módulos sensor formando un sistema de módulos sensor. El procedimiento, comprendiendo, por los medios de procesamiento, determinar la posición del módulo y asignarse como módulo maestro si se encuentra ubicado más a la izquierda o asignarse como módulo esclavo si no se encuentra ubicado más a la izquierda. El procedimiento, comprendiendo los medios de comunicación del módulo maestro comunicarse con una aplicación informática. El procedimiento, comprendiendo generar la señal indicativa de la dinámica musical del pulsador con un primer parámetro que identifica el pulsador entre una pluralidad de pulsadores, y un segundo parámetro que define una intensidad de pulsación y/o un retardo de pulsación y/o una velocidad de pulsación y/o una presión de pulsación. El procedimiento, en el que la señal indicativa de la dinámica musical se genera en base a la deformación en dos etapas de dos salientes de diferentes longitudes de la al menos una membrana. El procedimiento, comprendiendo determinar nueve dinámicas musicales diferentes en función del tiempo transcurrido entre el contacto de la primera etapa de saliente y la segunda etapa de saliente en un intervalo de muestreo particular. El procedimiento, al agotarse un primer intervalo de muestreo, determinar la deformación de la primera etapa de saliente del al menos un pulsador, y generar el segundo parámetro de dinámica indicativo de una pulsación de intensidad mínima; al no agotarse el primer intervalo de muestreo, determinar la pulsación de la segunda etapa del al menos un pulsador después de la determinación de la pulsación de la primera etapa, y generar el segundo parámetro de dinámica indicativo de una dinámica musical en función de la diferencia en tiempo entre la deformación de ambas etapas de membrana. El procedimiento, comprendiendo determinar la dinámica musical correspondiente a piano forte en función del tiempo transcurrido entre el contacto de la primera etapa de saliente en un primer intervalo de muestreo y el tiempo transcurrido hasta el contacto de la segunda etapa de saliente en un segundo intervalo de muestreo. El procedimiento, en el que el módulo sensor es un módulo de teclado de piano que comprende doce pulsadores y se configuran doce membranas correspondientes para detectar la pulsación de los pulsadores respectivos, y en el que los medios de procesamiento están configurados para generar una señal indicativa de la nota que representa el pulsador según su posición en el módulo de teclado. El procedimiento, en el que el módulo sensor es un módulo de pedal de piano que comprende un pulsador y se configuran al menos tres membranas correspondientes para detectar la pulsación del pulsador.
Un programa de ordenador que comprende instrucciones, una vez ejecutadas en un procesador, para llevar a cabo las etapas de procedimiento.
Un medio legible por ordenador que comprende instrucciones, una vez ejecutadas en un procesador, para llevar a cabo las etapas de procedimiento.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un módulo sensor, configurable como un módulo de teclado de piano o un módulo de pedal de piano, para reproducir fielmente un piano, comprendiendo el módulo sensor: al menos un pulsador; al menos unos medios de procesamiento configurados para generar una señal indicativa de la dinámica musical interpretada al presionarse el pulsador; y al menos una membrana emplazada entre el pulsador y los medios de procesamiento, la membrana configurada para deformarse bajo el efecto de la presión del pulsador una vez que ésta supera un umbral.
2. El módulo de la reivindicación 1, comprendiendo además unos medios de comunicación configurados para comunicarse con otros módulos sensor formando un sistema de módulos sensor.
3. El módulo de la reivindicación 2, en el que los medios de procesamiento están configurados para determinar la posición del módulo y asignarse como módulo maestro si se encuentra ubicado más a la izquierda o asignarse como módulo esclavo si no se encuentra ubicado más a la izquierda.
4. El módulo de la reivindicación 3, en el que los medios de comunicación del módulo maestro están configurados para comunicarse con una aplicación informática.
5. El módulo de la reivindicación 4, en el que los medios de procesamiento están configurados para generar la señal indicativa de la dinámica musical del pulsador comprendiendo un primer parámetro que identifica el pulsador entre una pluralidad de pulsadores, y un segundo parámetro que define una intensidad de pulsación y/o un retardo de pulsación y/o una velocidad de pulsación y/o una presión de pulsación.
6. El módulo de la reivindicación 5, en el que la al menos una membrana está configurada con dos salientes de diferentes longitudes para deformarse en dos etapas y en el que los medios de procesamiento están configurados para general la señal en base a la deformación de los salientes.
7. El módulo de la reivindicación 6, en el que cada saliente es una unidad de resistencia conformada en la misma membrana que comprende un cuerpo deformable en forma de cono con una base ancha.
8. El módulo de la reivindicación 6, en el que los al menos unos medios de procesamiento están configurados para determinar nueve dinámicas musicales diferentes en función del tiempo transcurrido entre el contacto de la primera etapa de saliente y la segunda etapa de saliente en un intervalo de muestreo particular.
9. El módulo de la reivindicación 8, en el que los al menos unos medios de procesamiento están configurados para determinar la dinámica musical correspondiente a piano forte en función del tiempo transcurrido entre el contacto de la primera etapa de saliente en un primer intervalo de muestreo y el tiempo transcurrido hasta el contacto de la segunda etapa de saliente en un segundo intervalo de muestreo.
10. El módulo de la reivindicación 3, en el que el módulo sensor es un módulo de teclado de piano que comprende doce pulsadores y se configuran doce membranas correspondientes para detectar la pulsación de los pulsadores respectivos, y en el que los medios de procesamiento están configurados para generar una señal indicativa de la nota que representa el pulsador según su posición en el módulo de teclado.
11. El módulo de la reivindicación 3, en el que el módulo sensor es un módulo de pedal de piano que comprende un pulsador y se configuran al menos tres membranas correspondientes para detectar la pulsación del pulsador.
12. Un procedimiento en un módulo sensor, configurable como un módulo de teclado de piano o un módulo de pedal de piano, para reproducir fielmente un piano, comprendiendo el módulo sensor al menos un pulsador, al menos unos medios de procesamiento, y al menos una membrana emplazada entre el pulsador y los medios de procesamiento, comprendiendo el procedimiento generar una señal indicativa de la dinámica musical interpretada al presionarse el pulsador al deformarse la membrana bajo el efecto de la presión del pulsador una vez que ésta supera un umbral.
13. El procedimiento de la reivindicación 12, comprendiendo además comunicarse, mediante unos medios de comunicación, con otros módulos sensor formando un sistema de módulos sensor.
14. El procedimiento de la reivindicación 13, comprendiendo, por los medios de procesamiento, determinar la posición del módulo y asignarse como módulo maestro si se encuentra ubicado más a la izquierda o asignarse como módulo esclavo si no se encuentra ubicado más a la izquierda.
15. El procedimiento de la reivindicación 14, comprendiendo los medios de comunicación del módulo maestro comunicarse con una aplicación informática.
16. El procedimiento de la reivindicación 15, comprendiendo generar la señal indicativa de la dinámica musical del pulsador con un primer parámetro que identifica el pulsador entre una pluralidad de pulsadores, y un segundo parámetro que define una intensidad de pulsación y/o un retardo de pulsación y/o una velocidad de pulsación y/o una presión de pulsación.
17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que la señal indicativa de la dinámica musical se genera en base a la deformación en dos etapas de dos salientes de diferentes longitudes de la al menos una membrana.
18. El procedimiento de la reivindicación 17, comprendiendo determinar nueve dinámicas musicales diferentes en función del tiempo transcurrido entre el contacto de la primera etapa de saliente y la segunda etapa de saliente en un intervalo de muestreo particular.
19. El procedimiento de la reivindicación 18, al agotarse un primer intervalo de muestreo, determinar la deformación de la primera etapa de saliente del al menos un pulsador, y generar el segundo parámetro de dinámica indicativo de una pulsación de intensidad mínima; al no agotarse el primer intervalo de muestreo, determinar la pulsación de la segunda etapa del al menos un pulsador después de la determinación de la pulsación de la primera etapa, y generar el segundo parámetro de dinámica indicativo de una dinámica musical en función de la diferencia en tiempo entre la deformación de ambas etapas de membrana.
20. El procedimiento de la reivindicación 18, comprendiendo determinar la dinámica musical correspondiente a piano forte en función del tiempo transcurrido entre el contacto de la primera etapa de saliente en un primer intervalo de muestreo y el tiempo transcurrido hasta el contacto de la segunda etapa de saliente en un segundo intervalo de muestreo.
21. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que el módulo sensor es un módulo de teclado de piano que comprende doce pulsadores y se configuran doce membranas correspondientes para detectar la pulsación de los pulsadores respectivos, y en el que los medios de procesamiento están configurados para generar una señal indicativa de la nota que representa el pulsador según su posición en el módulo de teclado.
22. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que el módulo sensor es un módulo de pedal de piano que comprende un pulsador y se configuran al menos tres membranas correspondientes para detectar la pulsación del pulsador.
23. Un programa de ordenador que comprende instrucciones, una vez ejecutadas en un procesador, para llevar a cabo las etapas de procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 22.
24. Un medio legible por ordenador que comprende instrucciones, una vez ejecutadas en un procesador, para llevar a cabo las etapas de procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 22.
25. Sistema modular comprendiendo al menos un módulo sensor de la reivindicación 1 configurado como un módulo de teclado.
26. El sistema modular de la reivindicación 25, comprendiendo adicionalmente al menos un módulo sensor de la reivindicación 1 configurado como un módulo de pedal.
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