MEMORIA DESCRIPTIVA

CAMPO DE APLICACIÓN

La presente invención se relaciona con la industria de periféricos computacionales y de producción musical. En particular, la presente invención se relaciona con los controladores midi para ejecución musical con una sensibilidad personalizable.

ANTECEDENTES

En el arte previo, son muy conocidos algunos controladores musicales bajo la forma de piano electrónico o consistentes básicamente en periféricos computacionales con una superficie de ejecución basada en teclas. Algunos ejemplos de los controladores más recientes y conocidos son: Continuum Fingerboard® de HakenAudio, Seaboard® de Roli, Linnstrument® de Roger Linn Design y Artiphon INSTRUMENT 1® de Artiphon.

No obstante, estos controladores o instrumentos digitales siguen presentando una superficie plana, con los inconvenientes ergonómicos asociados a esta forma. Por lo que es necesario un controlador que presente una mayor ergonomía manteniendo una gran versatilidad en la expresión musical.

De esta manera, los inventores la presente solicitud desarrollaron un controlador periférico, divulgado en el documento de patente W02016138601A que describe un controlador musical comprendiendo un cuerpo arqueado con una superficie curva donde se digitan las notas mediante botones y puede conectarse a un computador para generar el sonido. Cuando el ejecutante aplica alguna presión sobre el instrumento, los resortes se comprimen y los imanes se mueven respecto a los sensores, los que actúan como sensores de distancia. Esto permite generar una superficie receptora y curvada con una resolución de 512 sensores de magnetismo.

Este primer desarrollo hacia un controlador ergonómico fue realizado sin mayores funcionalidades, así este modelo no posee botones, ni luces indicadoras, ni acelerómetro, ni compás, ni giroscopio y no tiene capacidad inalámbrica de funcionamiento, tampoco permite ajustar la sensibilidad de su superficie de digitación

Además, este controlador está basado en sensores de magnetismo, para lo cual, se dispone sobre los sensores, una placa de acrílico perforada sobre la cual se dispone una lámina de poliuretano con 520 imanes dispuestos en la misma forma que la matriz de sensores. Sobre esto se dispone un compuesto de silicona y lycra, la cual estaba perforada con puntos táctiles. Todo esto hace que este controlador sea un aparato mecánicamente complicado y caro de construir.

Finalmente, la forma de sujeción de este controlador consiste una pieza rígida para el cuello que resulta bastante incómoda para la música en sesiones que pueden resultar largas y engendrar posibles lesiones y tensiones.

PROBLEMA TÉCNICO

Del arte previo conocido, resulta necesario desarrollar un controlador MIDI que otorgue una ergonomía acorde para un músico, evitando lesiones como las tendinitis en las muñecas o los moretones en el cuello o los hombros, y que incluya una gran versatilidad en diferentes tipos de ejecución, con mayor precisión y una velocidad y sensibilidad de respuesta que sean personalizables, para una experiencia satisfactoria para un músico, en donde la mano juega un rol interaccional preponderante y única a cada músico.

SOLUCIÓN TÉCNICA La presente invención provee un controlador MIDI, periférico computacional, cuya forma curva fue investigada y diseñada para acoger la gestualidad humana más ergonómica y apropiada para la ejecución musical y su diseño electrónico permite ajustar la sensibilidad y velocidad de respuesta de su superficie de digitación.

En efecto, el controlador MIDI de la presente invención ofrece una superficie continua y curva suspendida sobre los hombros, susceptible de ser ejecutada no solo con digitación sino con una serie de gestos como percusión, frotación y/o presión. Para lo cual, el controlador MIDI de la presente invención comprende una superficie de ejecución continua y multi-touch en los tres ejes espaciales (x: ancho, y: alto, z: profundidad) basada en una red de sensores de luz infrarroja, en particular, mediante una matriz de 1512 sensores infrarrojos, sobre la cual se dispone un acrñico curvo alimentado por focos de luz infrarroja. Esta luz está atrapada en el acrñico hasta que un dedo se posa sobre él, lo que hace que la luz se difracte y escape del acrílico, momento en el cual esta perturbación es captada por la red de sensores. Este tipo de sensado es conocido como FTIR (del inglés Frustrated total internal reflection o reflección interna total frustrada). Estos sensores son leídos en tiempo real por una tarjeta FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array o matriz de puertas programables) y los datos son almacenados en una matriz de lectura en una memoria y es comparada con una matriz de umbrales que es personalizable. Esta tecnología permite analizar a una alta velocidad los datos almacenados en la memoria, calcular la posición de cada dedo de las dos manos en el tiempo y ajustar la sensibilidad de la superficie de digitación por el usuario.

La información de la posición de los dedos es procesada para una codificación musical de la información, pudiendo ser en formato MIDI (Musical Instruments Digital Interface), MPE (Midi Polyphonic Expression) u OSC (Open Sound Control) y es enviada de manera alámbrica o inalámbrica para su uso posterior. VENTAJAS DE LA PRESENTE INVENCIÓN

La solución técnica de la presente invención provee un controlador MIDI con una gran versatilidad de expresión musical, ergonómicamente cómodo y de una gran velocidad y sensibilidad totalmente personalizable.

Así, el controlador MIDI de acuerdo a la presente invención comprende ventajosamente 1512 sensores, lo que implica que hay una gran resolución en términos espaciales, puesto que más sensores son activados cada vez que un dedo presiona la superficie de ejecución, permitiendo una estimación de la posición de cada dedo en los tres ejes del espacio con gran precisión. Como resultado, los gestos musicales más relevantes como los glissandos, trémolos o trinos son mucho más precisos y controlables. Además se ha desarrollado una configuración para implementar estos sensores que permite personalizar esta digitación, pudiendo ser muy sensible o al revés menos sensible y evitar errores de interpretación al rozar la superficie involuntariamente o ajustarse a la manera de ejecución de cada músico, por ejemplo un músico que tiende a rozar la superficie para ubicar sus dedos.

Por otra parte, el controlador MIDI de acuerdo a la presente invención comprende ventajosamente una construcción simple e incluye una superficie de ejecución resiliente, lo que permite una mejor ejecución musical y un control mucho más preciso de la profundidad del dedo, en particular relevancia con lo que se conoce en controladores MIDI como aftertouch o el comportamiento posterior al primer instante de la digitación, cuando el dedo aún permanece en la tecla, sensor o cuerda correspondiente. También, dicha superficie de ejecución continua y curva suspendida sobre los hombros, es susceptible de ser ejecutada no solo con digitación sino con una serie de gestos como percusión, frotación y/o presión.

Además y en términos musicales, la superficie de ejecución es programable, lo que entrega una gran diversidad de configuraciones y de sonidos personalizables por el ejecutante y además acepta variadas maneras de ejecución tales como digitación, percusión, frotación, lo que aumenta considerablemente las posibilidades de expresión. Por ejemplo, es posible configurar la superficie como las cuerdas de un violín o un violoncello, lo que implica que la producción de distintas alturas es mediante un proceso continuo. Esto significa que la altura del sonido cambia al mover el dedo en el eje Y, la“cuerda” cambia al moverse en el eje X y el volumen cambia al presionar la superficie en la dirección Z. También es posible configurar la superficie como las teclas de un piano, produciendo alturas discretas.

Adicionalmente, el controlador MIDI de acuerdo a la presente invención comprende una superficie de ejecución con una curvatura ventajosamente ajustada de manera ergonómica. Esto se combina con la versatilidad del sistema de amarre y la programación posible de un controlador para una gran variedad de tipos de ejecución musical. Así, el controlador MIDI de acuerdo a la presente invención comprende una forma de sujeción mediante un sistema de cuerdas elásticas sujetas a la espalda del intérprete o una correa de guitarra estándar, permitiendo ventajosamente evitar el uso de un atril. Esto permite tocar el instrumento de forma mucho más cómoda, segura y al tratarse de tirantes elásticos, permite una manipulación en el escenario mucho mejor del instrumento. Además, se puede colocar de forma horizontal sobre un atril o una mesa, como un teclado o en forma diagonal, como una guitarra.

Adicionalmente, el controlador MIDI de acuerdo a la presente invención comprende ventajosamente la capacidad de enviar información MIDI vía Ethernet mediante una conexión inalámbrica tipo WIFI y de ser configurado vía Ethernet, esto permite tocar en forma inalámbrica.

Adicionalmente, para leer dichos 1512 sensores se utiliza una tarjeta FPGA con fundamentalmente miles de compuertas lógicas implementadas en hardware, que permite una lectura de los sensores y un posterior procesamiento de esta información mucho más rápido que si se utilizara un microprocesador. Así, las características indicadas anteriormente permiten importantes ventajas en ergonomía, versatilidad, expresión y ejecución musical.

RESUMEN

La presente invención consiste en un controlador MIDI comprendiendo un cuerpo principal con una superficie de digitación curvada, en donde dicha superficie de digitación curvada está formada por una primera capa inferior que comprende una pluralidad de sensores infrarrojos en un arreglo matricial; una segunda capa intermedia donde, en cada esquina, se disponen al menos un led emisor de luz infrarroja, dicha segunda capa intermedia es dispuesta sobre dicha primera capa inferior y es translúcida; una tercera capa intermedia dispuesta sobre dicha segunda capa intermedia y opaca; una cuarta capa superior dispuesta sobre dicha tercera capa intermedia y resiliente; una tarjeta de interfaz con un circuito electrónico que comprende una tarjeta con un circuito electrónico que incluye al menos un procesador, una memoria y un puerto de comunicación electrónica (bus), en adelante llamada tarjeta MIDI; una tarjeta con un circuito electrónico que incluye al menos una matriz de puertas programables, una memoria de acceso rápido (RAM) y un puerto de comunicación electrónica (bus), en adelante llamada tarjeta FPGA; en donde dicha tarjeta FPGA es conectada al circuito electrónico de la tarjeta de sensores y está configurada para: al inicializarse cargar una matriz de umbrales y, en cada ciclo de procesamiento, crear una matriz de lectura con valores digitales obtenidos por dicha matriz de sensores infrarrojos, comparar dicha matriz de lectura con dicha matriz de umbral; producir una matriz binaria correspondiente a la digitación sobre la superficie de digitación curvada y comunicar dicha matriz binaria a dicha tarjeta MIDI; y dicha tarjeta MIDI es conectada a la tarjeta FPGA y está configurada para crear y modificar dicha matriz de umbrales en dicha tarjeta FPGA, transformar dicha matriz binaria recibida por dicha tarjeta FPGA en información musical para computadores y transmitir dicha información musical mediante medios de transmisión alámbrica o inalámbrica.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Las figuras acompañantes de la presente descripción permiten apreciar una forma ejemplar de la presente invención sin buscar limitar su alcance de las reivindicaciones.

La figura 1 ilustra una vista en perspectiva superior derecha de un controlador MIDI de acuerdo a la presente invención.

La figura 2 ilustra una vista en perspectiva superior izquierda de un controlador MIDI de acuerdo a la presente invención.

La figura 3 ilustra una vista superior de un controlador MIDI de acuerdo a la presente invención.

La figura 4 ilustra una vista frontal de un controlador MIDI de acuerdo a la presente invención.

La figura 5 ilustra una vista lateral de un controlador MIDI de acuerdo a la presente invención.

La figura 6 ilustra una vista en perspectiva explosionada de un controlador MIDI de acuerdo a la presente invención.

La figura 7 ilustra un esquema de conexión del circuito electrónico del controlador de acuerdo a la presente invención.

La figura 8 ilustra un esquema de conexión del circuito electrónico del controlador de acuerdo a la presente invención.

La figura 9 ilustra un esquema de conexión del circuito electrónico del controlador de acuerdo a la presente invención. La figura 10 ilustra un segmento del circuito electrónico del controlador de acuerdo a la presente invención.

La figura 11 ilustra un segmento del circuito electrónico del controlador de acuerdo a la presente invención.

La figura 12 ilustra un esquema de conexión del circuito electrónico del controlador de acuerdo a la presente invención.

La figura 13 ilustra un segmento del circuito electrónico del controlador de acuerdo a la presente invención.

La figura 14 ilustra un segmento del circuito electrónico del controlador de acuerdo a la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención se describe a continuación con referenciales indicados en las figuras acompañantes.

Como se puede observar en las figuras 1 a 6, el controlador MIDI de acuerdo a la presente invención comprende:

un cuerpo principal (1000) con una superficie de digitación curvada (1100), constituido por un bastidor, en donde dicha superficie de digitación curvada (1100) es fijada en dicho bastidor y está formada por:

una primera capa inferior (1110) que comprende una tarjeta de sensores con un circuito electrónico que incluye al menos una pluralidad de sensores infrarrojos en un arreglo matricial de n filas y m columnas [n x m] y medios de conversión de las señales obtenidas de dichos sensores infrarrojos a valores digitales;

una segunda capa intermedia (1120) donde, en cada esquina, se disponen al menos un led emisor de luz infrarroja (1121), dicha segunda capa intermedia (1120) es dispuesta sobre dicha primera capa inferior (1110) y es translúcida por lo que permite transmitir la luz infrarroja de dichos leds (1121);

una tercera capa intermedia (1130) dispuesta sobre dicha segunda capa intermedia (1120) y opaca que permite confinar la luz infrarroja en la segunda capa intermedia (1120);

una cuarta capa superior (1140) dispuesta sobre dicha tercera capa intermedia (1130) y resiliente que permite una digitación elástica y que, al apretarse un punto cualquiera sobre ésta, se deforme elásticamente, alterando el comportamiento de la luz infrarroja transmitida en la segunda capa intermedia (1120) lo cual es detectado por los sensores infrarrojos del circuito electrónico de la tarjeta de sensores en dicha primera capa inferior (1110);

una tarjeta de interfaz con un circuito electrónico que incluye:

un medio de comunicación alámbrica y/o inalámbrica;

una tarjeta de desarrollo con un circuito electrónico que incluye al menos un procesador, una memoria y un puerto de comunicación electrónica (bus), en adelante llamada tarjeta MIDI;

una tarjeta con un circuito electrónico que incluye al menos una matriz de puertas programables, una memoria de acceso rápido (RAM) y un puerto de comunicación electrónica (bus), en adelante llamada tarjeta FPGA; en donde dicha tarjeta FPGA es conectada al circuito electrónico de la tarjeta de sensores y está configurada para:

al inicializarse, cargar en un segmento de memoria RAM dedicado, una matriz de umbrales de [n x m] ;

en cada ciclo de procesamiento, en otro segmento de memoria RAM dedicado, crear una matriz de lectura de [n x m] con los valores digitales obtenidos por dicha matriz de sensores infrarrojos, comparar dicha matriz de lectura con dicha matriz de umbral; producir una matriz binaria de [n x m] en donde se tiene un valor nulo si el valor de la matriz de lectura es inferior o igual o es estrictamente inferior al valor correspondiente de la matriz de umbral y se tiene un valor positivo cuando el valor de la matriz de lectura es estrictamente superior o es superior o igual al valor correspondiente de la matriz de umbral, de manera a captar la digitación sobre la superficie de digitación curvada (1100) y comunicar dicha matriz binaria a dicha tarjeta MIDI; y

dicha tarjeta MIDI es conectada a la tarjeta FPGA y está configurada para: crear y modificar dicha matriz de umbrales en dicha tarjeta FPGA, transformar dicha matriz binaria recibida por dicha tarjeta FPGA en información musical para computadores y transmitir dicha información musical mediante dicho medios de transmisión alámbrica o inalámbrica.

Particularmente, dicha información musical para computadores es configurada bajo el protocolo de Interfaz Digital de Instrumento Musical (MIDI), el protocolo Expresión polifónica MIDI (MPE) u el protoclo de control de sonido abierto (OSC).

Dicha tarjeta de interfaz, tarjeta de sensores y dicha pluralidad de leds emisores de luz infrarroja son alimentados con un medio de alimentación eléctrica como por ejemplo una batería de 5 Volts.

De acuerdo a un ensamble preferido de la invención, dicho procesador de dicha tarjeta

MIDI es un microprocesador ARM. Preferentemente, dicho medio de comunicación alámbrica es un puerto USB o un puerto serial y dicho medio de comunicación alámbrica es un circuito de comunicación WIFI o Bluetooth.

De acuerdo a la presente invención, los sensores infrarrojos son agrupados para su lectura. Entra la tarjeta de sensores y tarjeta FPGA; se comunican los datos de varios sensores al mismo tiempo son transmitidos de forma ordenada para una etapa de preprocesamiento al inicializarse el controlador MIDI.

Esta etapa de preprocesamiento se genera una imagen de n x m pixeles que consideran el valor medido de los sensores solo para los casos en que estos superan los valores esperados en estado inactivo para cada sensor. Para ello, dicha tarjeta FPGA está configurada para, al inicializarse el controlador MIDI, calcular el valor promedio y la desviación estándar cuando dichos sensores infrarrojos no están activados y se guardan, en las memorias, la información correspondiente por cada sensor, y dicha tarjeta FPGA está configurada para, en cada ciclo de procesamiento, evaluar si la lectura supera el valor promedio más la desviación estándar, guardados anteriormente y, en caso de superar dicho valor, asignar a dicha matriz de lectura para dicho sensor infrarrojo, el valor de lectura menos el promedio y la desviación en estado inactivo, en caso contrario, asignar a dicha matriz de lectura para dicho sensor infrarrojo, el valor cero y dichos valores forman dicha matriz de lectura En particular, estos valores pueden ir entre 0 y 255 y forman dicha matriz de lectura.

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, la tarjeta MIDI está configurada para definir un valor umbral y un porcentaje de este valor umbral, formando un perfil triangular de valores de umbral para las filas de la matriz de umbral. Esto permite ir disminuyendo el valor umbral en la matriz de umbral hacia el centro de dicha matriz, las columnas mantienen un mismo valor en cada fila. Luego en la matriz de umbral, se tienen valores umbrales mayores en las primeras filas y últimas filas y valores umbrales menores hacia las filas centrales de dicha matriz de umbrales. Esto permite compensar los efectos físicos en la transmisión de la luz a través de la capa translúcida, por ejemplo el efecto Brillouin, en donde la luz llega de manera más tenue en el centro y se concentra en los bordes de la segunda capa translúcida (1120).

Adicionalmente, dicha tarjeta MIDI está configurada para permitir a un usuario configurar el valor umbral a un valor apropiado para su propia digitación, aumentando la sensibilidad del controlador al disminuir el valor umbral o disminuyendo la sensibilidad del controlador al aumentar el valor umbral, esto se configura en la tarjeta MIDI, que comunica la matriz umbral a la tarjeta FPGA para la lectura de los sensores.

Preferentemente, el valor umbral de dicha matriz de umbrales están comprendido entre 0 y 255.

De acuerdo a la presente invención, al encenderse los leds emisores de luz infrarroja (no ilustrado), la luz queda atrapada en la superficie segunda capa intermedia (1120), en base al fenómeno que en inglés se conoce como Total Internal Reflection. Esto sucede cuando la luz pasa de un material determinado a otro con un coeficiente de refracción más bajo. Si el ángulo en el que la luz pasa es el correcto, no hay refracción, sino solo reflexión y la luz queda atrapada en el material de esta segunda capa intermedia (1120). Al posar un dedo sobre la cuarta capa superior (1140), ésta se deforma y genera una deformación en las capas tercera y segunda (1120, 1130) por lo que la reflexión ya no es total, si no que parte de la luz es reflejada hacia afuera de esta segunda capa intermedia (1120). Esta luz que escapa a la segunda capa intermedia (1120) y es captada por la matriz de sensores en la primera capa inferior (1110). Este fenómeno físico se conoce como Frustrated Total Internal Reflection (FTIR). Adicionalmente, dicho controlador MIDI comprende cuatro botones (1410) dispuestos sobre dicho contenedor superior (1400), en donde dichos botones (1410) permiten cambiar la configuración interna del controlador MIDI. Por ejemplo, cambiar el valor umbral para la matriz de umbrales, cambiar el mapeo que se asigna a la matriz de lectura correspondiente a la superficie de digitación, el tipo de sonidos a utilizar, etc.

Adicionalmente, dicho controlador MIDI comprende dos luces leds indicadoras (no ilustradas) en dicho contenedor superior (1400) iluminando a través de un símbolo decorativo (1420) como por ejemplo un logo, en donde dichas luces indicadoras permiten saber el estado del instrumento, por ejemplo el tipo de mapeo utilizado, la nota tocada, etc.

Adicionalmente, dicho medio de comunicación alámbrica consiste en un puerto USB del controlador MIDI es un puerto USB para enviar la información generada por la tajerta MIDI mediante el protocolo serial.

Preferentemente, dicho bastidor comprende un componente izquierdo (1200) formado por un segmento arqueado (1210) con un saliente horizontal superior (1220) y un saliente horizontal inferior (1230), un componente derecho (1300) formado por un segmento arqueado (1310) con un saliente horizontal superior (1320) y un saliente horizontal inferior (1330), un contenedor superior (1400) y un contenedor inferior (1500).

Adicionalmente, dicho controlador MIDI comprende cuatro botones (1410) dispuestos sobre dicho contenedor superior (1400), en donde dichos botones (1410) permiten cambiar la configuración interna del controlador MIDI. Por ejemplo, cambiar el valor umbral para la matriz de umbrales, cambiar el mapeo que se asigna a la matriz de lectura correspondiente a la superficie de digitación, el tipo de sonidos a utilizar, etc.

Preferentemente, dicha primera capa inferior (1110) tienen un grosor inferior a 0,6 mm, al menos una pluralidad de sensores infrarrojos son 1512 sensores infrarrojos (Ql, Q2,..., Q1512) en un arreglo matricial de 84 filas y 18 columnas.

Preferentemente, dicha segunda capa intermedia (1120) es fabricada en acrílico o policarbonato, con un espesor de 5mm, de preferencia entre 3 a 7 mm.

Preferentemente, dicha tercera capa intermedia (1130) es fabricada de un polímero como por ejemplo un caucho elastómero y con un espesor de 1 mm, de preferencia entre 0,3 a 1,5 mm.

Preferentemente, dicha cuarta capa superior (1140) fabricada de un material resiliente como por ejemplo neopreno y con un espesor de 6 mm, de preferencia entre 5 a 8 mm.

Preferentemente, dicho contenedor superior (1400) y dicho contenedor inferior (1500) son formados, por ejemplo, en acero y dispuestos respectivamente sobre los salientes superiores (1220, 1320) y salientes inferiores (1230, 1330) de dichos bastidores izquierdo y derecho (1200, 1300), en donde dichos contenedores superior e inferior (1400, 1500) son formados por una cubierta (1430, 1530) y un fondo (1440, 1540);

Preferentemente, dicha tarjeta de interfaz está dispuesta en dicho contenedor superior (1400) o dicho contenedor inferior (1500)

De acuerdo a un ensamble preferido de la presente invención, dichos bastidores izquierdo y derecho (1200, 1300) puede ser fabricados de madera terciada, plástico, aluminio o en chapa metálica.

Adicionalmente, dicho controlador MIDI puede comprender sensores espaciales se ubicados en dicho contenedor superior (1400) o dicho contenedor inferior (1500) como un circuito integrado de acelerómetro, giroscopio y compás (2640) que proporcionan información espacial del instrumento a la tarjeta MIDI, lo que otorga posibilidades gestuales cuando el ejecutante se mueve en el escenario, en donde esta información espacial se puede utilizar para controlar parámetros sonoros. Por ejemplo, si el ejecutante se inclina hacia adelante o hacia atrás, se puede alterar el timbre o el nivel de modulación de un sonido.

Preferentemente, dichos medios de enganche (1221, 1231, 1321, 1331) para correas sujetadoras (no ilustradas) consisten una protuberancia superior izquierda (1221) dispuesta en el saliente superior izquierdo (1220), una protuberancia superior derecha (1321) dispuesta en el saliente superior derecho (1320), una protuberancia inferior izquierda (1231) dispuesta en el saliente inferior izquierdo (1230) y protuberancia inferior derecha (1331) dispuesta en el saliente inferior izquierdo (1330), dichas protuberancias (1221, 1231, 1321, 1331) incluyen un rebaje en su cuerpo cilindrico para enganchar un extremo de correa sujetadora.

El controlador MIDI de acuerdo a la presente invención, se acopla al cuerpo del ejecutante mediante un conjunto de correas elásticas (no ilustradas) que van posicionadas en la espalda y son ancladas al instrumento a nivel de los hombros y las caderas en dichas protuberancias (1221, 1231, 1321, 1331). Esto permite liberar las manos para hacer otras cosas en el escenario, como por ejemplo tocar un teclado o tomar un micrófono. Además, al tratarse de correas elásticas, es posible mover el controlador MIDI mientras se ejecuta para aprovechar información espacial que los sensores espaciales otorgan a la tarjeta MIDI.

La forma curva del controlador de acuerdo a la presente invención acoge un gesto ergonómico y eficiente por parte del intérprete.

A continuación se describe el circuito electrónico del controlador MIDI de acuerdo a la presente invención y sus componentes, en relación a las figuras 7 a 14. El circuito electrónico comprende esencialmente dicha tarjeta de sensores dispuesta en dicha primera capa (1110), dos conectores flexibles (2401, 2402) y dicha tarjeta de interfaz que comprende dicha tarjeta FPGA, por ejemplo una tarjeta Pipistrello ^MR de Saanlima Electronic, dicha tarjeta MIDI con procesador ARM, por ejemplo una tarjeta Teensy ^MR de MCI Electronic, un medio de comunicación inalámbrica como un controlador WIFI, 4 luces LED emisores de infrarrojo, una pluralidad de luces leds indicadoras, botones y un circuito integrado de giroscopio, compás y acelerómetro.

Tal como es ilustrado en la figura 7, la tarjeta de sensores es dividida en 6 módulos de sensores (2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106) conectados a 6 módulos de conversión análoga digital (2201, 2202, 2203, 2204, 2205, 2206), cada uno de los módulos de sensores (2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106) conecta con 18 señales de voltaje (VCC C1, VCC C2,..., VCC_Cl8) correspondiente a las 18 columnas de la matriz de sensores infrarrojos por una lado y, por otro lado, cada uno de los 5 primeros módulos sensores (2101, 2102, 2103, 2104, 2105) conectan con 15 señales (AR1, AR2,..., AR15) con los 5 primeros módulos de conversión análoga digital (2201, 2202, 2203, 2204, 2205) y dicho módulo sensor (2106) conecta con 9 señales (AR1, AR2,..., AR9) con el último módulo de conversión análoga digital (2206) formando las 84 filas de la matriz de sensores infrarrojos. Dichos 6 módulos de conversión análoga digital (2201, 2202, 2203, 2204, 2205, 2206) también conectan con señales de referencia negativa (REF-), referencia positiva (REF+), de voltaje de alimentación (VDD), de voltaje de alimentación digital (OVDD) a 3,3Volts; de tierra (GND), de entrada digital (DIN1, DIN2, DIN3, DIN4, DIN5, DIN6), de salida digital (DOUT1, DOUT2, DOUT3, DOUT4, DOUT5, DOUT6), de reloj serial (SCLK), de selección de circuito (CS), de tierra digital (DGND), de fin de conversión (EOC). La figura 8 ilustra un módulo de transmisión (driver) (2300) que conectan con las señales de voltajes (VCC_Cl, VCC_C2,..., VCC_Cl8) y una señal de alimentación de 5 Volts (5V) y de tierra (GND).

La figura 9 ilustra las conexiones (CONN1, CONN2,..., CONN80) en un módulo conector (2400) formado por los dos conectores flexibles (2401, 2402) de 40 posiciones cada uno, también se observa un circuito equivalente entre las señales de referencia REF+ y de tierra GND con un condensador C20 y dichas señales de referencia REF+ y de tierra GND son conectadas en paralelo con otro condensador C43 de lOpF, se conecta un jumper (JP1) entre la señales de referencia negativa REF- y de tierra GND. Dicho módulo conector (2400) se conecta con las señales de los módulos conversores análogos digitales (2201, 2202, 2203, 2204, 2205, 2206) y las parejas de señales de control positivas y negativas (COL1-, COL1-; COL2-, COL2-, COL18-, COL18+) para el módulo de transmisión (2300) que se ilustra y detalla más adelante. También se observa que cada salida de señal LED+ se conecta a 4 conectores (pad) de polo positivo de dichas luces LED emisoras de infrarrojo (2511, 2512, 2513, 2514) y cada salida de señal LED- se conecta a 4 conectores (pad) de polo negativo de dichas luces LED emisoras de infrarrojo (2521, 2522, 2523, 2524), alimentando entonces dichas 4 luces LED emisoras de infrarrojo.

En la figura 10 se ilustra el circuito electrónico de los primeros 5 módulos de sensores (2101, 2102, 2103, 2104, 2105) en donde se observa el arreglo matricial de los sensores infrarrojos (Ql, Q2,..., Q270) por ejemplo fototransistores modelo PT12-21C/TR8 de Everlight ^MR , las resistencias (Rl, R2,..., R270) de por ejemplo 330 kilo ohms. Dichos módulos de sensores (2101, 2102, 2103, 2104, 2105) entregan 18 señales de voltajes (VCC_Cl, VCC_C2,..., VCC_Cl8) en 18 columnas y 15 señales de voltajes (AR1, AR2,..., AR15) en 15 filas. En la figura 11 se ilustra el circuito electrónico del último módulo de sensor (2106) en donde se observa el arreglo matricial de los sensores infrarrojos (Q1351, Q1352,..., Q1512), las resistencias (R1351, R1352,..., R1512) entregan 18 señales de voltajes (VCC_Cl, VCC_C2,..., VCC_Cl8) en 18 columnas y 9 señales de voltajes (AR1, AR2,..., AR9) en 9 filas.

Así, las figuras 10 y 11 ilustran los circuitos electrónicos de los módulos de sensores (2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106) que forman dicha tarjeta de sensores dispuesta en dicha primera capa (1110) sustancialmente curva como puede observarse en la figura 6.

La figura 12 ilustra un ejemplo de módulo de conversión análoga digital provisto por MAXIM ^mr , modelo MAX11140, para la presente invención, en donde se observan los pads (conectores de circuitos integrados) (1, 2, ..., 28) donde se conectan las señales de entrada (AIN0, AIN1, ..., AIN15), las señales de referencia negativa (REF-), referencia positiva (REF+), de voltaje de alimentación (VDD), de voltaje de alimentación digital (OVDD) a 3,3Volts; de tierra (GND), de entrada digital (DIN), de salida digital (DOETT), de reloj serial (SCLK), de selección de circuito (CS), de tierra digital (DGND), de fin de conversión (EOC). También se observa un circuito equivalente entre las señales de referencia REF+ y de tierra GND con un condensador C3 de 0,lpF, en donde las 16 primeras de dichas señales de entrada (AIN0, AIN1, ..., AIN15) y de tierra GND son conectadas, cada una, en serie a un condensador (C5, C6, ..., C19) de 0,lpF y en paralelo unas con otras y a la tierra GND, y la señal VDD está conectada con dos condensadores (Cl, C2) de 0,lpF y en paralelos a la tierra GND.

La figura 13 ilustra se ilustra el circuito electrónico del módulo de transmisión (driver) (2300) formado por los 36 transistores (Tl, ..., T36) por ejemplo de 40 V NPN, modelo MMBT2222A de Diodes Incorporated ^MR con sus pads indicados (1, 2, 3), las 36 resistencias (R1621, R1622, ..., R1656) de 1 kilo ohms. Dicho circuito electrónico del módulo de transmisión (2300) conecta con las señales de voltaje (VCC_Cl, VCC_C2,..., VCC_Cl8) de las 18 columnas de la tarjeta de sensores, es decir de los módulos de sensores (2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106) y proveen 18 parejas de señales de transmisión, positivas y negativas (-C1, +C1; -C2, +C2; -C18, +C18) que se conectan a transceptores (2301, 2302, 2303, 2304 y

2305), por ejemplo un transceptor modelo CN74HC245PW de Texas Instruments ^MR , en los pads indicados 11 a 18 y que dichos transceptores (2301, 2302, 2303, 2304 y 2305) conectan, en sus pads 2 a 9, con las parejas de señales de columnas, positivas y negativas (COL1-, COL1+; COL2-, COL2+, COL18-, COL18+) desde los dos conectores flexibles (2401, 2402) del módulo conector (2400), dichos transceptores (2301, 2302, 2303, 2304 y 2305) también conectan, en sus pads 1, con la señal de alimentación de +5 Volts (5V) y, en sus pads 19, con la señal de tierra (GND).

La figura 14 ilustra el circuito electrónico de la tarjeta de interfaz que comprende un conector (pin header) (2530) de 7 pads para conectar en sus pad 1, 2, 4, 6 y 7 con dichos cuatro botones (1410) y dichas dos luces leds indicadoras (1431) y en donde se conecta en el pad 3 con la señal de tierra (GND) y en el pad 5 con la señal de alimentación de +5 Volts.

Dicha tarjeta de interfaz comprende dicha tarjeta FPGA, por ejemplo una tarjeta Pipistrello ^MR de Saanlima Electronic, dicha tarjeta de desarrollo que permite generar la información MIDI, por ejemplo una tarjeta Teensy ^MR de MCI Electronic, dicho medio de transmisión inalámbrica, en particular, el circuito integrado de transmisión WIFI (2640) como por ejemplo un controlador WIFI modelo ESP-12E desarrollado por Ai-thinker Team ^MR , un circuito integrado de acelerómetro, giroscopio y compás (2640) como por ejemplo el modelo de sensor de 9 ejes conocido como GY-85 9DOF.

Así, en dicho circuito electrónico de la tarjeta de interfaz, dicha tarjeta FPGA comprende 4 conectores (pin header) de alimentación (2611, 2612, 2613, 2614) y 3 conectores (pin header) (2615, 2616, 2617) para, entre otros, comunicar con el módulo de transmisión y con la tarjeta de desarrollo, en donde los pads 1 de cada conector de alimentación (2611, 2612, 2613, 2614) están conectados a una alimentación de +5 Volts, los pads 2 de cada conector de alimentación (2611, 2612, 2613, 2614) están conectados a una alimentación de +3,3 Volts y los pads 4 de cada conector de alimentación (2611, 2612, 2613, 2614) están conectados a la tierra GND. Dicha tarjeta de desarrollo comprende 2 conectores (pin header) de 13 pads (2621, 2623) y un conector (pin header) de 7 pads (2622).

Particularmente, la tarjeta interfaz se conecta hacia la tarjeta de sensores mediante el módulo de transmisión (2300). En efecto, se observan las conexiones de los conectores flexibles (2401, 2402) del módulo conector (2400), donde los pads 1 a 40 del primer conector flexible (2401) corresponden a los conectores CONN1 a CONN40 de la figura 9 y los pads 1 a 40 del segundo conector flexible (2402) corresponden a los conectores CONN41 a CONN80 de la figura 9.

Así, el primer conector (2615) de 16 pads de la tarjeta FPGA se conecta en los pads 1 a 8 y 20 a 27 del conector flexible (2401) para las parejas de señales de columnas, positivas y negativas (COL1-, COL1+; COL2-, COL2+, ... ; COL8-, COL8+) de los transceptores (2301, 2302).

El segundo conector (2616) de 16 pads de la tarjeta FPGA se conecta en los pads 24 a 39 del conector flexible (2402) para las parejas de señales de columnas, positivas y negativas (COL9-, COL9+; COL10-, COL10+, ... ; COL18-, COL18+) de los transceptores (2303, 2304, 2305).

El tercer conector (2617) de 16 pads de la tarjeta FPGA se conecta a los pads 20 a 23 del conector flexible (2402) que conectan las señales de referencia negativa (REF-), de tierra GND y de alimentación a 5Volts; se conecta al pad 35 del conector flexible (2401) para la señal de salida digital (DOETT1), al pad 37 del conector flexible (2401) para la señal de salida digital (DOETT3), al pad 39 del conector flexible (2401) para la señal de salida digital (DOETT5), al pad 5 del conector flexible (2402) para la señal de salida digital (DOETT6), al pad 7 del conector flexible (2402) para la señal de salida digital (DOETT4) al pad 9 del conector flexible (2402) para la señal de salida digital (D0UT2); se conecta a partir del pad 11 del conector (2617) a los pads 34, 36, 38 del conector flexible (2401) y a los pads 6, 8, 10 del conector flexible (2402) para la señal de entrada digital (DIN1, DIN2, DIN3, DIN4, DIN5, DIN6); se conecta a partir del pad 12 del conector (2617) al pad 32 del conector flexible (2401) y al pad 12 del conector flexible (2402) para la señal de reloj serial (SCLK); se conecta a partir del pad 13 del conector (2617) al pad 33 del conector flexible (2401) y al pad 11 del conector flexible (2402) para la señal de selección de circuito (CS). De esta manera, la tarjeta FPGA se conecta a la tarjeta de sensores con sus 6 módulos de sensores (2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106) mediante el módulo de transmisión (2300) y a los 6 módulos de conversión análoga digital (2201, 2202, 2203, 2204, 2205, 2206); la comunicación entre dicha tarjeta FPGA, dichos 6 módulos de sensores (2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106) y el módulo de transmisión (2300) puede realizarse mediante el protocolo de sistema de comunicación (bus) I C (Inter-Integrated Circuito Inter- integrado). También, dicho tercer conector (2617) se conecta a los pads 2, 3 y 4 del primer conector (2621) de 13 pads de la tarjeta de desarrollo, en donde la comunicación entre la tarjeta FPGA y la tarjeta de desarrollo puede realizarse mediante un circuito de comunicación UART (Transmisor- Receptor Asincrono Universal).

Además en dicho circuito electrónico de la tarjeta de interfaz y para la tarjeta de desarrollo, el conector (2621), como se ha mencionado anteriormente, se conecta en sus pads 2, 3 y 4 con el tercer conector (2617) de la tarjeta FPGA para su respectiva comunicación, se conecta en sus pads 5, 6, 7, 8 y 9 con el conector (2530) para programar y controlar dichos 4 botones (1410) y dichas luces LEDS indicadoras (1431). También el conector (2621) se conecta en su pad 1 con una señal de tierra GND y se conecta en sus pads 11 y 12 con el circuito integrado de transmisión WIFI (2640). También, el conector (2623) se conecta en su pad 13 con una señal de tierra GND y se conecta en sus pads 5 y 6 con el circuito integrado de acelerómetro, giroscopio y compás (2640). Finalmente, el conector (2622) se conecta en su pad 4 con una señal de tierra GND.