论文部分内容阅读
摘要：基于对笛子发音原理的深入研究，研制出了“笛子演奏教学仪”模型。此款笛子演奏教学仪能排除人为听力上的失误，使得演奏者所吹奏的音高更加精准，非常适合在笛子的教学过程中使用。本文详细介绍了此款笛子演奏教学仪设计与制作。
关键词：笛子演奏仪；设计
一、引言
竹笛，又叫笛子，它作为中国传统民族器乐的重要组成部分，是深受各族人民喜爱的乐器，也是传统民乐中最具代表性的乐器之一。笛子在中国传统乐器中可以说占有着举足轻重的地位，而其特有的音色和极强的表现力，也使笛子在中国传统乐器中拥有着不可或缺的地位，常居乐队的首位。
笛子的发音主要是依靠“边棱音”的原理，因而在指法相同的情况下，它的音高会随着吹奏者的口型、气流等的变化而变化，这就为初学者带来了辨音困难的问题。
而该定音器既能够帮助笛子的初学者把握正确的吹奏音高，使学习者在没有专业教师指导的情况下依旧能够自己学习，正确地进行吹奏，降低了笛子教学的难度，又从一定程度上推广和普及了笛子这一中国传统的民族乐器。
二、功能简介
笛子演奏教学用具是利用频率来确定音高的。它采用高精度的拾音器和音频信号放大电路、A/D转换电路、FPGA控制电路、数码显示电路依次进行处理，最后通过LED灯将难以分辨的音高直观展现出来。
三、“笛子演奏教学仪”的主要结构
图1是笛子演奏教学仪的结构剖视图；图2是笛子演奏教学仪的正视结构示意图。
图中：1-笛子本体；2-咪头；3-单片机；4-信息处理中心；5-信号转换器；6-信号放大器；7-音孔；8-数据显示屏；9-旋转螺纹。
四、“笛子演奏教学仪”的原理
如图一，笛子演奏教学仪的系统原理框图如图 1 所示，整个系统由拾音器、音频信号放大电路、A/D 转换电路、FPGA 控制电路、数码管显示电路和键盘电路等几部分组成。将笛子演奏教学仪安装在笛膜上方的孔上，进行吹奏，先由高精度的拾音器抓取笛子的音高数据，再将采集到的数据传入音频信号放大电路进行处理，接着在 A/D转换电路、FPGA控制电路、数码显示电路中依次进行比较、判断，最后通过LED灯将难以分辨的音高直观展现出来。与此同时，当所检测的频率达到标准音高的频率时，仪器显示绿灯；低于标准音高的频率时，仪器显示黄灯；高于标準音高的频率时，仪器显示红灯。
五、“笛子演奏教学仪”的制作方法
首先通过单片机的编程实现根据电流的不同从而使不同的指示灯发光。
利用焊接技术把单片机、指示灯、开关以及相关线路焊接于电路板上。
把开关用导线延长并安装于笛子音孔边缘，固定，一个音控上下两根线接开关的两端。
将薄软导电金属片剪成指腹形，用于固定在手指指腹上，用以吹奏时的导通。
用亚克力制作15cm*15cm的玻璃盒，将装置安装于内，设置开关于玻璃盒上部
将导线用塑胶套套装，完成制作。
六、“笛子演奏教学仪”的使用说明
按住on/off键，打开教学仪。
将教学仪夹于笛膜正上方。
吹奏笛子。
观察显示器上所显示的音名、唱名，以及音分偏差，以此来调整自己吹奏时的气流、口型。
七、相关拓展
笛子在中国古人的观念中早已就赋予了“文化”的含义，有着其特有的社会影响、音乐影响、文学影响。但在当今社会，竹笛教学资源相对匮乏，许多人都因为竹笛的学习成本和学习难度较高而对这一乐器望而却步。而该项目中的笛子教学用具就能很好地解决这些问题，既能够消除人耳和主观上带来的音高误差，又能够帮助自学者和初学者准确地辨别吹奏时音的高低，还能够帮助教师节约教学的时间，有助于提高笛子的普及程度。这对于完善人们的艺术修养，了解这一中国传统的民族乐器，发扬民族文化都有着积极的意义。
参考文献
[1]黄华梁 彭文生编《机械设计基础》 高等教育出版社，2001年
[2]朱起东《管乐器发音的原理》《音乐艺术：上海音乐学院学报》，1984（2）：93-95
附：
作者简介：
钮约（1995-），女，浙江湖州人，湖州师范学院教师教育学院小学教育专业13级学生
指导老师：呼格吉乐（1980-），男，蒙古族，内蒙古通辽人，高级实验师，工程硕士学位，湖州师范学院省级物理实验教学示范中心，从事物理实验教学与物理教学仪器开发。
地址：浙江省湖州市吴兴区湖州师范学院教师教育学院
邮编：313000
联系电话：18768297339
E-mail：564528561@qq.com
关键词：笛子演奏仪；设计
一、引言
竹笛，又叫笛子，它作为中国传统民族器乐的重要组成部分，是深受各族人民喜爱的乐器，也是传统民乐中最具代表性的乐器之一。笛子在中国传统乐器中可以说占有着举足轻重的地位，而其特有的音色和极强的表现力，也使笛子在中国传统乐器中拥有着不可或缺的地位，常居乐队的首位。
笛子的发音主要是依靠“边棱音”的原理，因而在指法相同的情况下，它的音高会随着吹奏者的口型、气流等的变化而变化，这就为初学者带来了辨音困难的问题。
而该定音器既能够帮助笛子的初学者把握正确的吹奏音高，使学习者在没有专业教师指导的情况下依旧能够自己学习，正确地进行吹奏，降低了笛子教学的难度，又从一定程度上推广和普及了笛子这一中国传统的民族乐器。
二、功能简介
笛子演奏教学用具是利用频率来确定音高的。它采用高精度的拾音器和音频信号放大电路、A/D转换电路、FPGA控制电路、数码显示电路依次进行处理，最后通过LED灯将难以分辨的音高直观展现出来。
三、“笛子演奏教学仪”的主要结构
图1是笛子演奏教学仪的结构剖视图；图2是笛子演奏教学仪的正视结构示意图。
图中：1-笛子本体；2-咪头；3-单片机；4-信息处理中心；5-信号转换器；6-信号放大器；7-音孔；8-数据显示屏；9-旋转螺纹。
四、“笛子演奏教学仪”的原理
如图一，笛子演奏教学仪的系统原理框图如图 1 所示，整个系统由拾音器、音频信号放大电路、A/D 转换电路、FPGA 控制电路、数码管显示电路和键盘电路等几部分组成。将笛子演奏教学仪安装在笛膜上方的孔上，进行吹奏，先由高精度的拾音器抓取笛子的音高数据，再将采集到的数据传入音频信号放大电路进行处理，接着在 A/D转换电路、FPGA控制电路、数码显示电路中依次进行比较、判断，最后通过LED灯将难以分辨的音高直观展现出来。与此同时，当所检测的频率达到标准音高的频率时，仪器显示绿灯；低于标准音高的频率时，仪器显示黄灯；高于标準音高的频率时，仪器显示红灯。
五、“笛子演奏教学仪”的制作方法
首先通过单片机的编程实现根据电流的不同从而使不同的指示灯发光。
利用焊接技术把单片机、指示灯、开关以及相关线路焊接于电路板上。
把开关用导线延长并安装于笛子音孔边缘，固定，一个音控上下两根线接开关的两端。
将薄软导电金属片剪成指腹形，用于固定在手指指腹上，用以吹奏时的导通。
用亚克力制作15cm*15cm的玻璃盒，将装置安装于内，设置开关于玻璃盒上部
将导线用塑胶套套装，完成制作。
六、“笛子演奏教学仪”的使用说明
按住on/off键，打开教学仪。
将教学仪夹于笛膜正上方。
吹奏笛子。
观察显示器上所显示的音名、唱名，以及音分偏差，以此来调整自己吹奏时的气流、口型。
七、相关拓展
笛子在中国古人的观念中早已就赋予了“文化”的含义，有着其特有的社会影响、音乐影响、文学影响。但在当今社会，竹笛教学资源相对匮乏，许多人都因为竹笛的学习成本和学习难度较高而对这一乐器望而却步。而该项目中的笛子教学用具就能很好地解决这些问题，既能够消除人耳和主观上带来的音高误差，又能够帮助自学者和初学者准确地辨别吹奏时音的高低，还能够帮助教师节约教学的时间，有助于提高笛子的普及程度。这对于完善人们的艺术修养，了解这一中国传统的民族乐器，发扬民族文化都有着积极的意义。
参考文献
[1]黄华梁 彭文生编《机械设计基础》 高等教育出版社，2001年
[2]朱起东《管乐器发音的原理》《音乐艺术：上海音乐学院学报》，1984（2）：93-95
附：
作者简介：
钮约（1995-），女，浙江湖州人，湖州师范学院教师教育学院小学教育专业13级学生
指导老师：呼格吉乐（1980-），男，蒙古族，内蒙古通辽人，高级实验师，工程硕士学位，湖州师范学院省级物理实验教学示范中心，从事物理实验教学与物理教学仪器开发。
地址：浙江省湖州市吴兴区湖州师范学院教师教育学院
邮编：313000
联系电话：18768297339
E-mail：564528561@qq.com