專利名稱：一種弦類樂器的自動調音裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及樂器技術，特別是涉及一種弦類樂器的自動調音裝置的技術。
背景技術：
琴弦是弦類樂器中最容易磨損的地方，許多因素都會導致琴弦的張力變小而使樂器音不準，所以弦類樂器的琴弦保護非常重要。弦類樂器的琴弦常規(guī)保護方法是在不使用樂器時將琴弦放松3至5度音，需要使用樂器時再借助電子調音器將弦音調準。弦類樂器的學琴者借助電子調音器進行調音時， 先將電子調音器放置在琴頭，再按所需調音的弦號撥動琴弦，然后根據(jù)電子調音器的指示， 手動旋松琴弦或旋緊琴弦，直至電子調音器指示弦音正確。這種調音方式操作很不方便，往往需要往復旋松旋緊琴弦多次才能將弦音調準，需要花費較長的調音時間。

發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種操作方便，能節(jié)省調音時間的弦類樂器的自動調音裝置。為了解決上述技術問題，本發(fā)明所提供的一種弦類樂器的自動調音裝置，其特征在于包括單片機、電機控制器、伺服電機、拾音頭、弦鈕接頭；
所述單片機設有音頻信號采集口、控制數(shù)據(jù)輸出口及多個撥碼信號輸入端，其音頻信號采集口連接拾音頭，其各撥碼信號輸入端各接一撥碼開關；
所述伺服電機上設有一用于監(jiān)測其動力軸轉動角度的角度編碼器，該角度編碼器設有一脈沖信號輸出端；
所述電機控制器設有控制數(shù)據(jù)輸入口、轉速信號輸出端、轉向信號輸出端、反饋信號輸入端，其控制數(shù)據(jù)輸入口連接單片機的控制數(shù)據(jù)輸出口，其轉速信號輸出端接到伺服電機的轉速控制端，其轉向信號輸出端接到伺服電機的轉向控制端，其反饋信號輸入端接到角度編碼器的脈沖信號輸出端；
所述弦鈕接頭呈柱狀，其一端與伺服電機的動力軸同軸固接，另一端設有軸向向內凹限且能與樂器弦鈕同軸套接的弦鈕連接孔，所述弦鈕連接孔的孔心軸線與弦鈕接頭的中心軸線重合。本發(fā)明提供的弦類樂器的自動調音裝置，利用拾音頭拾取琴弦發(fā)出的樂音，利用單片機將拾音頭拾取的樂音與標準音進行比較，再根據(jù)比較結果，通過伺服電機控制弦鈕轉動來實現(xiàn)琴弦的調音，使用者只需彈一下琴弦即可調準弦音，具有操作方便的特點，能節(jié)省琴弦調音時間。


圖1是本發(fā)明實施例的弦類樂器的自動調音裝置的結構示意圖。
具體實施例方式以下結合

對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結構及其相似變化，均應列入本發(fā)明的保護范圍。如圖1所示，本發(fā)明實施例所提供的一種弦類樂器的自動調音裝置，其特征在于 包括單片機U1、電機控制器U2、伺服電機M、拾音頭Bi、弦鈕接頭(圖中未示)；
所述單片機Ul設有音頻信號采集口、控制數(shù)據(jù)輸出口及多個撥碼信號輸入端，其音頻信號采集口連接拾音頭Bi，其各撥碼信號輸入端各接一撥碼開關(K01 K07，K11 K14);
所述伺服電機M上設有一用于監(jiān)測其動力軸轉動角度的角度編碼器Β2，該角度編碼器 Β2設有一脈沖信號輸出端；
所述電機控制器U2設有控制數(shù)據(jù)輸入口、轉速信號輸出端、轉向信號輸出端、反饋信號輸入端，其控制數(shù)據(jù)輸入口連接單片機Ul的控制數(shù)據(jù)輸出口，其轉速信號輸出端接到伺服電機M的轉速控制端，其轉向信號輸出端接到伺服電機M的轉向控制端，其反饋信號輸入端接到角度編碼器Β2的脈沖信號輸出端；
所述弦鈕接頭呈柱狀，其一端與伺服電機M的動力軸同軸固接，另一端設有軸向向內凹限且能與樂器弦鈕同軸套接的弦鈕連接孔，所述弦鈕連接孔的孔心軸線與弦鈕接頭的中心軸線重合。本發(fā)明實施例中，所述電機控制器U2是型號為的電機控制芯片。本發(fā)明實施例中，所述撥碼開關有11個，其中的7個撥碼開關(K01 K07)分別為音級開關，分別對應7個音級(即簡譜中的1、2、3、4、5、6、7)，另四個撥碼開關(Kll K14) 中的一個撥碼開關為音準設定開關(K14)，其它三個撥碼開關為音區(qū)開關(Kll K13)，三個音區(qū)開關分別為低音開關(K11)、中音開關(K12)、高音開關(K13)，每個撥碼開關閉合時，單片機連接該撥碼開關的撥碼信號輸入端為低電平，每個撥碼開關開路時，單片機連接該撥碼開關的撥碼信號輸入端為高電平；
本發(fā)明實施例的使用方法如下
將音準設定開關(K14)閉合，單片機即工作在設定音準模式，將音準設定開關(K14)開路，單片機即工作在調音模式；
將其中一個音區(qū)開關及其中一個音級開關閉合，其它音區(qū)開關及其它音級開關開路時，單片機即將閉合的音區(qū)開關及音級開關所對應的音區(qū)及音級設定為當前音區(qū)、當前音級；
單片機工作在設定音準模式時，先通過音區(qū)開關及音級開關設定當前音區(qū)、當前音級， 再撥動相應琴弦使其發(fā)聲，單片機即通過拾音頭拾取琴弦發(fā)出的樂音，并將其轉換為數(shù)字音頻后存儲為當前音區(qū)的當前音級的標準音，例如要設定低音Do (對應簡譜中的低音1)的標準音，即將低音開關(Kll)及對應低音Do的音級開關閉合，然后撥動先前已調準音的琴弦，使其發(fā)出低音Do的樂音，單片機即將琴弦發(fā)出的低音Do的樂音存為低音Do的標準音， 本發(fā)明實施例初次使用時需先進行一次各音區(qū)的各音級標準音設定；
單片機工作在調音模式時，先將弦鈕接頭端部的弦鈕連接孔與當前琴弦(即待調音琴弦)的弦鈕套接，再通過音區(qū)開關及音級開關設定當前琴弦所對應的當前音區(qū)、當前音級， 然后撥動當前琴弦使其發(fā)聲，單片機即通過拾音頭拾取當前琴弦發(fā)出的樂音，并將其轉換為數(shù)字音頻后，與先前存儲的當前音區(qū)的當前音級的標準音進行比較，并根據(jù)比較結果輸出帶有轉動角度及轉動方向的控制數(shù)據(jù)給電機控制器，電機控制器根據(jù)收到的控制數(shù)據(jù)輸出相應控制信號來控制伺服電機的動力軸正轉或反轉，弦鈕接頭也隨之轉動，并帶動當前琴弦的弦鈕轉動，電機控制器通過角度編碼器反饋的信號實時檢測伺服電機動力軸的轉動角度，并在檢測到伺服電機動力軸的轉動角度與單片機發(fā)送來的轉動角度數(shù)據(jù)一致時控制伺服電機停轉，即完成對當前琴弦的調音；
例如要調試低音Do (對應簡譜中的低音1)時，先使單片機工作在調音模式，再將弦鈕接頭端部的弦鈕連接孔與低音Do所對應琴弦的弦鈕套接，將低音開關(Kll)及對應低音Do 的音級開關閉合，然后撥動低音Do所對應的琴弦，使其發(fā)出樂音，單片機即通過拾音頭拾取琴弦發(fā)出的樂音，并將其轉換為數(shù)字音頻后，與先前存儲的低音Do的標準音進行比較， 并根據(jù)兩者之間的音差輸出控制數(shù)據(jù)給電機控制器，由電機控制器控制伺服電機運行，伺服電機隨即通過弦鈕接頭帶動低音Do所對應琴弦的弦鈕轉動，使低音Do所對應琴弦的音準與單片機內所存儲的低音Do的標準音一致。
權利要求
1. 一種弦類樂器的自動調音裝置，其特征在于包括單片機、電機控制器、伺服電機、 拾音頭、弦鈕接頭；所述單片機設有音頻信號采集口、控制數(shù)據(jù)輸出口及多個撥碼信號輸入端，其音頻信號采集口連接拾音頭，其各撥碼信號輸入端各接一撥碼開關；所述伺服電機上設有一用于監(jiān)測其動力軸轉動角度的角度編碼器，該角度編碼器設有一脈沖信號輸出端；所述電機控制器設有控制數(shù)據(jù)輸入口、轉速信號輸出端、轉向信號輸出端、反饋信號輸入端，其控制數(shù)據(jù)輸入口連接單片機的控制數(shù)據(jù)輸出口，其轉速信號輸出端接到伺服電機的轉速控制端，其轉向信號輸出端接到伺服電機的轉向控制端，其反饋信號輸入端接到角度編碼器的脈沖信號輸出端；所述弦鈕接頭呈柱狀，其一端與伺服電機的動力軸同軸固接，另一端設有軸向向內凹限且能與樂器弦鈕同軸套接的弦鈕連接孔，所述弦鈕連接孔的孔心軸線與弦鈕接頭的中心軸線重合。
全文摘要
一種弦類樂器的自動調音裝置，涉及樂器技術領域，所解決的是弦類樂器調音的技術問題。該裝置包括單片機、電機控制器、伺服電機、拾音頭、弦鈕接頭；所述單片機的音頻信號采集口連接拾音頭，其各撥碼信號輸入端各接一撥碼開關；所述伺服電機上設有一用于監(jiān)測其動力軸轉動角度的角度編碼器；所述電機控制器的控制數(shù)據(jù)輸入口連接單片機的控制數(shù)據(jù)輸出口，其轉速信號輸出端及轉向信號輸出端分別接到伺服電機的轉速控制端及轉向控制端，其反饋信號輸入端接到角度編碼器的脈沖信號輸出端；所述弦鈕接頭同軸固定在伺服電機的動力軸上，其端部設有與樂器弦鈕相配合的弦鈕連接孔。本發(fā)明提供的裝置，適用于弦類樂器的調音。
文檔編號G10D3/14GK102426830SQ201110367648
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權日2011年11月18日
發(fā)明者董祥康 申請人:上海市第二中學