[发明专利]一种钢琴键盘动作的光电检测装置及其检测方法

摘要

一种钢琴键盘动作的光电检测装置及其检测方法，属于音乐教学设备技术领域。这种光电检测装置把对射式红外光电器件、反射式红外光电器件和光电检测数据处理单元设置在光电传感器支架上，光电检测数据处理单元包括进行电气连接的光电传感器状态检测单元和钢琴琴键检测主控单元。该光电检测装置采用基于高性价比的STM8处理器实现光电数字信号的获取、处理、标准MIDI流的产生以及无线数据输出。具备琴键状态的自适应设置和钢琴琴键动作的实时自动检测的基本功能，解决了钢琴学习装置安装不方便等问题，减少硬件成本，且操作方便。

主权项

一种钢琴键盘动作的光电检测装置的光电检测方法，光电检测装置包括与黑色琴键（1）相配合的对射式红外光电器件（2）、与白色琴键（3）相配合的反射式红外光电器件（4）和光电检测数据处理单元（5），所述对射式红外光电器件（2）的红外光源与红外光接收器分别固定设置在黑色琴键（1）两侧的光电传感器支架上，所述反射式红外光电器件（4）固定设置在白色琴键（3）上方的光电传感器支架上，所述光电检测数据处理单元（5）固定设置在对射式红外光电器件（2）和反射式红外光电器件（4）上方的支架上，并与对射式红外光电器件（2）和反射式红外光电器件（4）进行互相电气连接，所述光电检测数据处理单元（5）包括互相进行电气连接的光电传感器状态检测单元和钢琴琴键检测主控单元；所述光电传感器状态检测单元采用光电器件的电源电路、光电器件的主控单片机电路、光电器件的LED指示电路、光电器件的反射光电管电路和光电器件的对射光电管电路进行电气连接；所述钢琴琴键检测主控单元采用钢琴琴键检测的接口板电源电路、钢琴琴键检测的接口板主控MCU电路、钢琴琴键检测的接口板MIDI输入电路和钢琴琴键检测的接口板MIDI输出电路进行电气连接，其特征是：（a）光电检测装置采用STM8处理器实现光电数字信号的获取、处理、标准MIDI流的产生以及无线数据输出；（b）所述光电传感器状态检测单元采用发射和接收红外器件配合实现，红外器件不随琴键的动作而动作，但光电信号将随对应琴键的位置变化而变化，光电器件能够实时获取琴键的动作及相应参数，所获取的数据参数经过模数转换后输送给STM8处理器进行判断处理；（c）光电信号的获取和转换采取的方式为，在将光电检测装置放置于钢琴上后，初次给光电检测装置供电时，光电检测装置能够自动根据放置的状态获取当前的每个琴键的状态信息，而后以此为基础判断每个琴键的动作情况；（e）所述钢琴琴键检测主控单元根据光电信号获取及转换电路提供的琴键动作数据，实时判断每个琴键的动作方式，并据此实时产生相应的MIDI数据流；（f）所述钢琴琴键检测主控单元将数据处理电路产生的标准MIDI数据流数据以无线方式实时传送给上位机进行进一步的处理。