BRPI0722172A2 - Aparelho para síntese musical harmônica percussiva que utiliza tecnologia midi(aphams) - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO PARA SÍNTESE MÚSICAL HARMÔNICA PERCUSSIVA QUE UTILIZA TECNOLOGIA MIDI (APHAMS)11

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Técnica da Invenção

A presente invenção refere-se ao campo de instrumentos músi- cais eletrônicos que consiste em um Aparelho para Síntese Músical Harmô- nica Percussiva (APHAMS) que almeja o modo melódico percussivo de de- sempenho, através da emulação da disposição física e percepção de instru- 10 mentos músicais de tambor de aço e ritmo tenor e que utilizam a tecnologia MIDI para a síntese de uma faixa de geração de som músical.

Descrição da Técnica Anterior

Nos termos de seu suporte e influência no desenvolvimento do aparelho da presente invenção, os tambores, tambores de aço e ritmo e dis- positivos de percussão gerais que permitem a síntese interna que usa com- ponentes eletrônicos internos e/ou a síntese externa que usa o protocolo MIDI, são conhecidos na técnica anterior.

Em relação ao aparelho da presente invenção, apesar de sua inovação e apelo, o instrumento de tambor de aço e ritmo acústico tradicio- nal sofre de diversas desvantagens e dificuldades aparentes.

Primeiro, conforme evidenciado pela necessidade de implemen- tar muitas extensões em múltiplos tambores, atualmente, é virtualmente im- possível fabricar um tambor de aço e ritmo que seja capaz de cobrir a faixa músical mais ampla possível, a partir da faixa de baixo até a de soprano, em 25 um único tambor. Esta limitação é imposta pelo tamanho físico das notas e do tamanho dos tambores em uso. Em particular, devido ao fato de que os tamanhos de nota aumentam dramaticamente para as notas inferiores abai- xo da escala músical, a disposição de notas que segue o ciclo de 4- e 5- músicais é possível apenas no tambor de aço e ritmo tenor que usa um úni- 30 co tambor para realizar a faixa músical mais alta.

Uma conseqüência direta desta limitação consiste no fato de que, exceto para as faixas mais altas que utilizam até dois ou três tambores, o instrumento não é facilmente carregável.

Outra desvantagem significativa é originária da dificuldade em reafinar o instrumento, à medida que a afinação é geralmente feita por um especialista. A afinação pode ser necessária após o uso extensivo, o uso de 5 força excessiva ao tocar o instrumento ou uma alteração na temperatura. A produção de tambores de aço e ritmo que pode gerar som verdadeiro e natu- ral, ao longo de uma ampla faixa músical e que não requer a necessidade de um especialista em afinação, para manter continuamente o instrumento afi- nado para o som otimizado é muito desejável.

Finalmente, embora o instrumento tenha introduzido uma nova

modalidade de desempenho por meio da qual os músicos podem produzir sons melódicos ao ticar as notas em uma única superfície metálica, muito além das alterações sutis no timbre, que ocorrem através da variação na maneira em que as notas são tocadas e onde elas são tocadas, o instrumen- 15 to tradicional não tem a flexibilidade que poderia permitir as alterações rápi- das no timbre ou voz.

À medida que eles têm o suporte ou influencia mediante a evo- lução pró-ativa do aparelho da presente invenção, existe uma variedade de instrumentos, incluindo tambores eletrônicos que utilizam o padrão MIDI uni- 20 versai. O instrumento de percussão de teclado eletrônico da patente U.S. número 4892023 de Takeuchi eT al, usa uma disposição de placas disposta de maneira similar a um teclado padrão. O dito instrumento é tocado como um xilofone. A saída de sensores fixada às placas é usada para acionar a geração de tons sintetizados que correspondem às notas designadas. O dito 25 projeto também facilita a conexão com fio a uma rede MIDI, a fim de esten- der a faixa de vozes que pode ser acessada.

Entretanto, o instrumento de percussão de teclado eletrônico mencionado acima não suporta a disposição de 4a e 5a nota, nem permite outras variações na disposição de nota, separada da transposição. Além 30 disso, a mesma não suporta dez (10) notas de polifonia, nem a disposição física das placas facilita o toque do dedo. Finalmente, o dito instrumento não facilita a capacidade sem fio sem dispositivos externos. Os instrumentos de tambor eletrônico, tais como aqueles descri- tos nas patentes U.S. números 3956959 de Ebihara et al, 4781097 de Uchi- yama et al, 4479412 de Kiynas, 5434350 de Haney e 5076131 de Patterson, utilizam arranjos e componentes eletrônicos de teclado sensíveis à pressão 5 para gerar saída MIDI, para geração de tom ou para a síntese sonora interna direta.

Estes instrumentos de tambor eletrônico mencionados até agora foram projetados com o propósito primário de sintetizar tambores acústicos. Como tal, o número de teclados disponível é limitado, geralmente, a não 10 mais de doze (12), isto é, uma única oitava. Além disso, como uma conse- qüência adicional do projeto original pretendido para a síntese de tambor, o tamanho, o arranjo e outros atributos físicos dos teclados não facilitam uma disposição de nota músicalmente intuitiva ergonômica para o desempenho da música melódica.

À medida que se refere ao aparelho da presente invenção, o uso

de tambores eletrônicos é bem conhecido na técnica anterior. Por exemplo, a patente U.S. número 4.700.602 de Bozzio, descreve um tambor eletrônico que tem múltiplas fontes sonoras com elementos de toque rapidamente re- movíveis e transdutores piezelétricos. Entretanto, a dita invenção da patente 20 anteriormente mencionada não utiliza sintetizadores eletrônicos para gerar o som natural de um tambor de aço e ritmo. Além disso, a dita patente não descreve a mistura de outros instrumentos músicais com o som do tambor de aço e ritmo.

A patente U.S. número 4.679.479 de Koyamato, descreve um 25 tambor eletrônico, que usa um único elemento de detecção montado na ca- mada de base do tambor para detectar o toque da superfície do tambor. En- tretanto, a invenção desta dita patente não usa sintetizadores eletrônicos para gerar o som natural de um tambor de aço e ritmo. Além disso, esta pa- tente não descreve a mistura de outros instrumentos músicais com o som do 30 tambor de aço e ritmo.

Também, o projeto de patente U.S. número D319.650 de Hart, descreve o projeto de um tambor eletrônico. Entretanto, a invenção descrita nesta dita patente tem uma única superfície de toque e não usa sintetizado- res eletrônicos para gerar o som natural de um tambor de aço e ritmo. Além disso, esta patente não descreve a mistura de outros instrumentos músicais com o som do tambor de aço e ritmo.

Finalmente, o projeto de patente U.S. número 5.502.274 de llotz,

a patente U.S. número 6.212.772 de Whitmyre et al. e a patente U.S. núme- ro 5.973.247 de Matthews, descrevem os instrumentos que podem ser de interesse geral e pertinentes à construção e o projeto do aparelho da presen- te invenção.

A patente U.S. número 5.502.274 de llotz, descreve um instru-

mento músical eletrônico para reprodução junto com a música pré-gravada. Entretanto, este instrumento se não concentra na geração do som natural e verdadeiro do tambor de aço e ritmo.

A patente U.S. número 6.212.772 de Whitmyre, descreve um tambor de aço e ritmo cáribenho. Entretanto, este dito instrumento não des- creve um dispositivo que usa componentes eletrônicos para emular o tambor de aço e ritmo tradicional.

A patente U.S. número 5.973.247 de Matthews, descreve um tambor de aço e ritmo portátil e portador. Aqui, novamente este instrumento não descreve um dispositivo que usa componentes eletrônicos para emular o tambor de aço e ritmo acústico tradicional.

A patente U.S. número 7030305 B1 de Cupid, emprega uma ma- triz de teclado sensível à pressão em uma estrutura ergonômica modelada ao longo das linhas do novo tambor de aço e ritmo acústico genérico con- 25 vencional. Entretanto, embora a invenção anteriormente mencionada satis- faça a simulação eletrônica de todas as faixas de tambor de aço e ritmo a- cústico existentes a partir do baixo até o tenor alto, a dita invenção anterior- mente mencionada não permite que a matriz de teclado sensível à pressão seja configurada de maneira arbitrária.

Como tal, embora o dito projeto satisfaça a simulação eletrônica

de todas as faixas de tambor de aço e ritmo acústico existentes a partir do baixo até o tenor alto ao replicar a forma física destes instrumentos, contudo, a dita invenção, requer o uso de duas, três ou mesmo seis superfícies de reprodução separadas e a dita invenção não facilita a emulação total do tambor de aço e ritmo, ao gerar variações de timbre, quando partes diferen- tes dos teclados sensível à pressão são tocadas.

5 Em particular, embora a dita invenção anteriormente menciona-

da suporte a disposição de 4a e 5a nota, a dita invenção não facilita as varia- ções arbitrárias na disposição de nota, nem existe suporte para dez (10) no- tas de polifonia, nem o projeto físico dos teclados facilita o toque do dedo. Além disso, a dita invenção anteriormente mencionada não facilita a capaci- 10 dade MIDI sem fio sem dispositivos externos, nem existe permissão para o controle de dispositivos em uma Rede MIDI. A dita invenção anteriormente mencionada permite apenas a síntese das diversas faixas de tambor de aço e ritmo, não enfatiza a síntese de uma ampla variedade de vozes e suporta apenas vinte e oito (28) notas.

Portanto, em resumo, a dita invenção mencionada acima não

suporta a síntese simultânea de múltiplas vozes e a mesma não facilita a emulação total do instrumento de tambor de aço e ritmo ao gerar variações de timbre quando partes diferentes dos teclados sensíveis à pressão são tocadas.

Em vista das desvantagens demonstradas precedentes ineren-

tes aos tipos de conhecimento de tambores de aço e ritmo acústico genéri- cos tradicionais, os tambores de aço e ritmo eletrônicos sintetizados, os ins- trumentos percussivos de teclado eletrônico e outros, tais como os instru- mentos similares presentes na técnica anterior, o aparelho da presente in- 25 venção proporciona um aparelho melódico inovador apropriado que supera as desvantagens mencionadas acima e mais, bem como as dificuldades da- das previamente estabelecidas da técnica anterior.

Como tal, o propósito geral da presente invenção que será sub- sequentemente descrito em mais detalhes, é proporcionar um aparelho me- lódico, que apresenta todas as vantagens da técnica anterior anteriormente mencionada e muitos outros recursos novos que resultam em um aparelho melódico que não é antecipado, obviamente rendido, sugerido ou mesmo indicado pela técnica anterior, ou sozinho ou em qualquer dada combinação do mesmo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O aparelho da presente invenção facilita a geração de tons mú- sicais quando reproduzido de modo percussivo através do uso da tecnologia MIDI bem estabelecida para a síntese de uma faixa de vozes músicais, que usam módulos de som MIDI externos ou internos.

Para o aparelho da presente invenção, proporcionou-se três (3) componentes principais: (a) a Montagem principal, (b) o console de controle & de exibição e (c) o suporte de montagem.

A montagem principal do dito aparelho da presente invenção consiste em um invólucro vedado que incorpora e suporta os componentes eletrônicos que permitem a funcionalidade do dito aparelho.

Na parte superior da montagem principal se encontra a superfí- cie de reprodução que suporta um conjunto de muzi-pads. Os ditos muzi- pads são superfícies especialmente projetadas que incluem sensores eletrô- nicos que acionam a geração de som quando cada muzi-pad é tocado com um bastão leve ou macete ou com os dedos.

O dito som é realmente produzido por um sistema de amplifica- 20 ção interno ou externo que adota a entrada gerada pelos módulos sintetiza- dos internos ou externos conectados ao aparelho da invenção atual, através de uma rede MIDI e pode ser uma nota músical, o som de um instrumento de percussão ou um som de efeitos especiais, à medida que pode ser de- terminado pelo tocador, através do uso dos recursos de personalização pro- 25 porcionados pelo software MIDI.

Os ditos muzi-pads são dispostos em um conjunto de anéis con- cêntricos, então: sendo doze (12) muzi-pads em cada tal tom que represen- tam, de maneira típica, as doze (12) notas em uma oitava músical. O dito conjunto é compreendido por três (3) ou quatro (4) tais tons que cobrem, deste modo, até quatro (4) oitavas músicais.

Embora a invenção atual permita que o usuário customize o som gerado por cada muzi-pad, o aparelho da presente invenção usa um esboço de nota padrão, por meio da qual os muzi-pads mencionados acima são dis- postos em anéis concêntricos que têm 12 notas por tom, com tons de nota que seguem o ciclo de 4a e 5a músicais ao longo de cada tom. Os tons músi- cais aumentam em uma oitava por tom, à medida que um se move ao longo

de uma linha radial em direção ao centro da superfície de reprodução. Este formato apresenta ao usuário uma única interface que é familiar aos músicos hábeis e é facilmente aprendida.

Os atributos físicos dos ditos muzi-pads são variados a fim de permitirem a identificação rápida e fácil das notas.

Os ditos muzi-pads também são associados aos dispositivos de

emissão de Iuz afixados em posição próxima ou diretamente nos muzi-pads, um dispositivo de emissão de Iuz por muzi-pad proporciona uma pista visual para indicar quais muzi-pads serão tocados de acordo com uma peça músi- cal conforme ditada por uma dada seqüência MIDI. A coleção total de todos 15 os ditos dispositivos de emissão de Iuz situados, deste modo, na superfície - de reprodução de um Conjunto de Dispositivo de Emissão de Luz (LEDA) que através de sua função descrita facilita a instrução.

A dita superfície de reprodução tem um formato tipicamente côncavo que facilita, deste modo, a facilidade de reproduzir no modo per- 20 cussivo. A geometria da superfície de reprodução e dos ditos muzi-pads po- de ser variada para acomodar diferentes considerações de estilo, desempe- nho e ergonômicas. A variação na sensibilidade ao toque permite que o dito instrumento seja tocado com os dedos.

O console de controle & de exibição proporciona uma interface humano-máquina interativo que permite que o usuário selecione um ou mais recursos conforme desejado. O mesmo é montado na borda da superfície de reprodução para o acesso fácil durante o desempenho.

A geração de som é efetuada através de módulos de síntese sonora interna ou externa conectados a um sistema de amplificação. A co- municação de todos os módulos ocorre por meio do protocolo MIDI.

A síntese interna é facilitada pela implementação de bancos de tom ou memória removível padrão, tais como cartões Digitais Seguros (SD) ou Smart Media (SM) ou uma USB chave de memória.

A dita síntese interna facilita a operação em um modo autônomo, sem a necessidade de um módulo de som externo. A síntese interna permite para o músico um nível de personalização nas vozes que podem ser aces- 5 sadas a partir do aparelho da presente invenção. Uma instalação separada é proporcionada para permitir que os músicos criem seus próprios bancos de tom através da amostragem de um instrumento existente ou para criar sons completamente novos.

O recurso de tom personalizável do aparelho da presente inven- ção, permite a síntese precisa do tambor de aço e ritmo, incluindo todas as suas nuances, ou através da síntese de modelo físico ou síntese por tabela de onda.

A presente invenção também incorpora uma instalação de re- produção e gravação que facilita a captura, o armazenamento e a repetição 15 de seqüências MIDI geradas pelo músico para o acompanhamento pronto personalizável. A instalação suporta o tempo variável e metrônomo. Além disso, a presente invenção permite que o músico itinerante transfira os ar- quivos MIDI através das portas l/O para armazenamento no Banco de músi- ca.

A arquitetura da lógica do aparelho da presente invenção supor-

ta dez notas de polifonia que permitem que o tambolileiro use seus dedos para tocar se ele, então, desejar.

Um objetivo principal do aparelho da presente invenção consiste em otimizar a capacidade de qualquer músico itinerante ou dado usuário 25 acessar todos os benefícios da tecnologia computacional e de comunicação eletrônica digital moderna para aprimorar o desempenho de músicos através da construção de capacidades de o aparelho gerar, armazenar e transmitir sim para fontes externas e acessar fontes remotas para material de geração música que inclui seqüências MIDI e tons novos.

Portanto, um objetivo da presente invenção é proporcionar um

aparelho amplamente aperfeiçoado em que uma variedade de recursos pode ser pré-ajustada para a reconfiguração rápida da presente invenção durante um desempenho, sendo que esta é facilitada pelos controles de entrada pro- gramáveis pelo usuário, aos quais as configurações desejadas podem ser designadas.

Um objetivo adicional do aparelho da presente invenção é o su- 5 porte das disposições de 4a e 5a nota, bem como a facilitação de variações arbitrárias na disposição de nota e o suporte adicional para dez (10) notas de polifonia, durante os desempenhos, com uma opção de toque de dedo facilitada.

Ainda outro objetivo do aparelho da presente invenção consiste na facilitação da capacidade MIDI sem fio sem dispositivos externos, além da permissão do controle de dispositivos em uma Rede MIDI, com a facilita- ção da síntese de uma ampla variedade de vozes.

Também é um objetivo do aparelho da presente invenção supor- tar um mínimo de trinta e seis (36) notas, isto é, três (3) oitavas completas, com a flexibilidade de se estender até quatro (4) oitavas, com a síntese si- multânea de múltiplas vozes; que permite as designações de voz arbitrárias às notas individuais ou grupos de notas.

Ainda um objetivo adicional do aparelho da presente invenção consiste no emprego de uma única interface de usuário para todos os ins- 20 trumentos e vozes sintetizadas eliminando, deste modo, uma fonte principal de confusão no ambiente de desempenho do tambor de aço e ritmo tradicio- nal, isto é, o excesso de disposições de nota e configurações de tambor em diferentes faixas do instrumento.

Um objetivo adicional da presente invenção é proporcionar um aparelho no qual o console de controle & exibição é ergonomicamente proje- tado, para facilitar o acesso às diversas funções de controle durante os de- sempenhos.

Ainda outro objetivo da presente invenção é proporcionar um aparelho em que o fácil acesso é adicionalmente facilitado através da capa- cidade de situar o console de controle & de exibição em qualquer lugar den- tro do alcance ótimo do músico.

Ainda um objetivo adicional da presente invenção é proporcionar almofadas sensíveis ao toque pré-ajustadas de construção similar aos ditos muzi-pads, que facilitam a seleção de funções pré-programadas através do toque de ditas almofadas sensíveis ao toque com o bastão de reprodução que permite, deste modo, o rápido acesso às funções programadas durante um desempenho.

Ainda outro objetivo da presente invenção é proporcionar pedais de controle que podem ser designados pelo usuário para realizar qualquer uma entre diversas funções. As ditas funções incluem um efeito de sustenta- ção em que o pedal pressionado faz com que a nota seja indefinidamente 10 mantida, um pedal de amortecimento em que o pedal pressionado faz com que a nota seja imediatamente amortecida, uma função pré-ajustada que facilita a reconfiguração definida pelo usuário do instrumento quando o pedal é pressionado e um controle de volume.

Além disso, um objetivo adicional do aparelho da presente in- 15 venção é o fornecimento de um suporte de montagem, que é usado para suportar a Montagem Principal e o console de controle & de exibição, em uma altura e disposição que facilite o fácil desempenho, sendo que o dito suporte de montagem é um componente opcional que pode variar na forma, formato ou tamanho.

Ainda outro objetivo da presente invenção reconhece que em

algumas aplicações no local, um músico pode desejar omitir completamente o suporte, a fim de ter a flexibilidade opcional de transportar o aparelho da presente invenção enquanto desempenha e, então, a montagem principal e o console de controle & de exibição são leves o suficiente para facilitar este 25 modo de desempenho e podem, por exemplo, ser suspensos por uma cor- reia a partir do pescoço do músico com um mínimo ou possivelmente ne- nhum desconforto.

Finalmente, um objetivo adicional do aparelho da presente in- venção é facilitar adicionalmente a portabilidade, à medida que a dita pre- sente invenção é equipada com um dispositivo de bateria recarregável que é automaticamente recarregada quando a dita invenção é fixada sobre o su- porte de montagem. Estas e diversas outras vantagens e recursos de inovação que caracterizam o aparelho da presente invenção são proporcionados ao longo desta descrição. Entretanto, para um versado na técnica ter um melhor en- tendimento da invenção, suas vantagens e os objetivos obtidos pelo seu u- 5 so, a referência deve ser feita aos desenhos que formam uma parte adicio- nal desta, à descrição em anexo e às reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é um esquema conceituai de nível superior que exibe os componentes funcionais da presente invenção.

A Figura 2 é uma vista isométrica de uma configuração preferida

do aparelho da presente invenção.

A Figura 3 proporciona projeções superiores, frontais e laterais da montagem principal do dito aparelho da presente invenção.

A Figura 4 proporciona seções em corte superiores e laterais, bem como uma projeção isométrica do dito aparelho da presente invenção.

A Figura 5 é uma vista explodida da montagem principal com o console de controle & de exibição.

A Figura 6 exibe uma modalidade preferida da configuração de nota na superfície de reprodução do aparelho da presente invenção.

A Figura 7 proporciona vistas em perspectiva superior, frontal e

inferior de uma modalidade preferida do muzi-pad do aparelho da presente invenção.

A Figura 8 mostra um diagrama em bloco do circuito eletrônico de montagem principal do aparelho da presente invenção.

A Figura 9 mostra uma modalidade preferida da Detecção de

Pico e do Conjunto de Circuitos de Acionamento do aparelho da presente invenção.

A Figura 10 é uma modalidade preferida do diagrama de fluxo de dados de processador de software embutido na Montagem principal (DFD) do aparelho da presente invenção.

DESCRIÇÃO DA MODALIDADE PREFERIDA

Em uma modalidade preferida, o aparelho da presente invenção compreende um novo aparelho músical eletrônico de última geração, en- quanto é coletivamente imbuído coletivamente de características dos instru- mentos de percussão existentes, incluindo o agora genérico tambor de aço e ritmo acústico convencional e, neste processo, catalisa a evolução do ins- 5 trumento acústico anteriormente mencionado em outro nível.

O aparelho da presente invenção consiste em um conceito mú- sical eletrônico distintamente novo, que adota características de instrumen- tos de percussão existentes que inclui o tambor de aço e ritmo acústico con- vencional. Em particular, a aparência do instrumento é muito similar àquela 10 do tambor de aço e ritmo tenor tradicional que tem o mesmo formato hemis- férico côncavo geral no qual as superfícies de suporte de nota, um mínimo de 36 ou três oitavas, são colocadas. O instrumento é tocado em modo per- cussivo à medida que o som músical é gerado ao tocar as ditas superfícies de suporte de nota, chamadas de muzi-pads, que são projetadas para emu- 15 Iar as características de geração de nota do tambor de aço e ritmo tradicio- nal em que o timbre varia dependendo de onde as notas são tocadas. O som é produzido pelos sintetizadores interno ou externo que utilizam o protocolo MIDI em padrão MIDI, Ethernet, Firewire ou camadas físicas USB.

O aparelho da presente invenção utiliza os componentes eletrô- 20 nicos de última geração para proporcionar controles extensivos que facilitam a reconfiguração de características instrumentais, esboço de nota, sendo que a disposição das notas é designada aos muzi-pads e à circulação de voz. Os componentes eletrônicos também são usados para autorizar um "modo tutor" no qual um fluxo MIDI de uma fonte interna ou externa é usado 25 para ligar os elementos de Iuz situados nos ou próximos aos muzi-pads para indicar a próxima nota ou combinação de notas a ser tocada.

A referência é feita agora à Figura 1 que mostra um esquema de nível superior do aparelho da presente invenção.

O esquema de nível superior 1 da Figura 1 é um modelo concei- tual do aparelho da presente invenção que proporciona um modelo para um projeto executável do aparelho da presente invenção. Como um esquema de nível superior, o mesmo não faz referência específica às realizações de sub- sistema de hardware ou software, porém, é confinado aos processos concei- tuais que são requeridos para a funcionalidade da presente invenção.

O esquema usa a convenção Gane-Sarson por meio da qual os processos de transformação de dados são representados por formatos ob- 5 longos, as áreas de armazenamento de dados são representadas pelos re- tângulos com lados abertos e interfaces de entrada e saída por retângulos fechados. O movimento de dados é indicado por setas.

O esquema 1 é dividido em três seções principais: seção de en- tradas de superfície de reprodução 2 que inclui todas as interfaces usadas 10 pelo músico para gerar e modular as notas músicais requeridas para um de- sempenho e que são disparados os objetivos de interface de usuário mais visíveis na presente invenção, a seção de interfaces adicionais 4 que incor- pora todas as outras interfaces requeridas para a interação adicional com o usuário, bem como o ambiente externo e, finalmente, a seção de processos 15 operacionais principais 3, que conecta a seção de entradas de superfície de reprodução 2 à seção de interfaces adicionais 4 e, portanto, incorpora todos os processes requeridos para transformar os dados lançados para produzir todas as saídas requeridas.

Deve-se avaliar que as diferentes modalidades do aparelho da 20 presente invenção podem realizar os processos operacionais principais 3 deste esquema completamente em hardware, completamente em software ou em qualquer combinação dos dois. Com relação a isto, as mesmas refe- rências numéricas são replicadas em outras Figuras no documento que se refere às perspectivas de hardware ou software da mesma entidade.

As entradas encapsuladas na seção de entradas de superfície

de reprodução 2 inclui os muzi-pads 18 que são tocados pelo músico para produzir as notas músicais que compreendem a parte de desempenho, as almofadas pré-ajustadas 19 que podem ser configuradas para selecionar rapidamente as configurações pré-programadas no instrumento e nos pedais 30 de pé 20, 21, que facilitam a modulação de qualquer nota que estiver sendo atualmente tocada.

Além disso, a presente invenção lança dados e comandos de configuração selecionados pelo usuário a partir do console de controle & de exibição 23, bem como a partir de uma variedade de fontes que são resumi- damente referidas na Figurai como a interface de portas l/O 5 na seção de Interfaces Adicionais 4.

5 A interface de portas l/O 5 facilita a entrada MIDI, os dados e

comandos de configuração a partir de fontes remotas. Estas fontes remotas incluem equipamento de rede MIDI com fio ou sem fio, tais como, controla- dores MIDI e redes computacionais comerciais com fio ou sem fio. As portas MIDI e MIDI sem fio são incluídas em todas as implementações.

No aparelho da presente invenção cada muzi-pad 18, tem um

dispositivo de emissão de Iuz afixado em posição próxima ou diretamente nos ditos muzi-pads 18, com um dispositivo de emissão de Iuz por dado mu- zi-pad 8. Uma coleção de dispositivos de emissão de Iuz é resumidamente referida a seguir, sendo que LEDA 22 é uma abreviação para Conjunto de 15 Dispositivo de Emissão de Luz. Para facilitar a referência em todas as Figu- ras, o LEDA 22 e os dispositivos de emissão de Iuz terão o mesmo caracter de referência a seguir.

O LEDA 22 é usado para proporcionar uma indicação de notas em um fluxo de comando MIDI selecionado pelo usuário que se origina dire- tamente a partir dos muzi-pads 18, de uma fonte MIDI externa ou de um ar- quivo de música MIDI armazenado na presente invenção. A LEDA 22, por- tanto, facilita a educação músical que usa o aparelho da presente invenção.

As saídas de interface de sistema da presente invenção também são resumidamente referidas na Figura 1 como a interface de portas l/O 5 e 25 incluem o console de controle & de exibição 23 para exibição do estado de sistema e dados de configuração, do LEDA 22 e do módulo de som interno. As saídas de sistema externo da presente invenção são direcionadas atra- vés da interface de porta l/O 5 para conexão de fontes remotas, tal como, o equipamento de rede MIDI com fio ou sem fio, tais como, módulos de som 30 MIDI e redes computacionais comercias com fio ou sem fio.

Uma variedade de padrões de porta l/O é suportada. Todos os instrumentos da presente invenção descrevem portas MIDI padrão DIN para suportar o protocolo de transmissão serial MIDI padrão. Entretanto, a moda- lidade preferida também inclui portas USB e Ethernet para MIDI, bem como requerimentos de interface de propósito geral.

No modo funcional primário, os dados se originam a partir da 5 seção de entradas de superfície de reprodução 2 e são transmitidos para a seção de processos operacionais principais 3 onde os mesmos são empaco- tados para se conformem às especificações MIDI gerais. Esta informação é, então, transmitida para pelo menos uma das Portas l/O 5, o LEDA 22 ou componentes de módulo de som interno 7 da seção de interfaces adicionais 10 4 para saída.

As entradas dos muzi-pads 18 são direcionadas à Validação de Muzi-pad Ativada, ID e ao processo de Detecção de Nível 9. Este é um pro- cesso dedicado que detecta, identifica e valida o muzi-pad atual que foi to- cado pelo usuário. A identificação de muzi-pad 2 ocorre por meio de um nú- 15 mero ID designado exclusivo, conforme mostrado na Tabela 1, por exemplo. A validação, que inclui uma detecção e ressalto limítrofe, assegura que o sistema não seja forçado a responder entradas falsificadas e errôneas. A detecção de nível é proporcionada para refletir a intensidade com que o dito muzi-pad 18 foi tocado através de captação de força ou velocidade.

As entradas a partir dos pedais 20, 21 e almofadas sensíveis ao

toque pré-ajustadas 19 são direcionadas, respectivamente, à Validação de Pedal Ativada e processo de ID 8 e Validação Pré-ajustada Ativada e pro- cesso de ID 10. Estes são processos dedicados que detectam, identificam e validam o pedal real ou entrada pré-ajustada que foi ativada pelo usuário. A 25 identificação de entrada pedal e pré-ajustada ocorre por meio de um número ID exclusivo designado a um pedal ou pré-ajustado. A validação, que inclui, entre outras coisas, a detecção e ressalto limítrofe, assegura que o sistema não seja forçado a responder entradas falsificadas e errôneas.

As saídas da Validação de Pedal Ativada e o processo de ID 8, a Validação Pré-ajustada Ativada e o processo de ID 10 e a Validação Muzi- pad Ativada, ID e processo de Detecção de Nível 9 são transmitidas para o processo String Builder MIDI 11. Este processo é responsável por empacotar o dado recebido em um fluxo de dados que se conforma ao protocolo MIDI geral que reflete o valor e a atribuição das notas que foram tocadas.

O fluxo de dados MIDI é, então, transmitido para o Processo de Controle e Configuração de Sistema 12 que direciona o fluxo para as portas 5 de saída no módulo de portas l/O 5 ou para o processo de Síntese Interna 13 ou para processo de Gravação e Reprodução 14. O usuário pode confi- gurar o processo de Processo de Controle e Configuração de Sistema 12 para direcionar o fluxo de dados para qualquer uma ou todas as rotas identi- ficadas.

O processo de Síntese Interna 13 proporciona uma interface en-

tre o processo de Controle e Configuração de Sistema 12 e o módulo de som interno 7. Com relação a isto, o mesmo é usado para gerenciar e aces- sar os sons amostrados no banco de tom 17.

O processo de Gravação & Reprodução de Dados MIDI 14 facili- 15 ta a captura, o armazenamento e repetição de seqüências MIDI geradas pe- lo músico. Com relação a isto, o processo de Gravação & Reprodução de Dados MIDI 14 acessa as músicas no Banco de Música 15 e inclui um me- trônomo para facilitar uma temporização de desempenho. Além disso, a pre- sente invenção permite que o músico transfira os arquivos MIDI através da 20 interface de Portas l/O 5 para armazenamento no Banco de Música 15.

O Banco de Música 15 e o Banco de Tom 17 são divididos em memória fixa interna e memória removível externa; a última pode ser imple- mentada em qualquer um dos formatos padrão, incluindo, chaves Digitais Seguras ou Smart Media ou de memória USB. O software de computador, 25 empacotado com a presente invenção, permite que o músico armazene ar- quivos MIDI, bem como arquivos de som de Banco de Tom 17, a partir de um computador no dispositivo de memória removível.

O processo de Controle e Configuração de Sistema 12 também é usado para configurar outros parâmetros de configuração para a presente invenção, através da interação de usuário com o Console de Controle e Exi- bição 23 ou a partir de fontes remotas que incluem redes de computador através da Interface de Portas l/O 5. O processo de Controle e Configuração de Sistema 12 armazena estes parâmetros na memória de armazenamento de Configuração 16 da presente invenção.

Os parâmetros de configuração incluem, entre outras coisas, parâmetros de desempenho músical, tal como o esboço físico de notes na 5 superfície de reprodução 25, designação de nota muzi-pad 18, voz de nota, endereço MIDI APHAMS, canal MIDI de dispositivo externo e números de correção, seleção de porta l/O, ativação de Síntese Interna 13, ativação de processo de Gravação & Reprodução de Dados MIDI 14, seleção da música atual no Banco de música 15, seleção de tom no Banco de Tom de síntese 10 interna 17 e recursos de Console de Controle e Exibição 23.

O fluxo de comando MIDI de saída gerado pelo String Builder MIDI 11 em resposta a um toque em um único muzi-pad 18, pode consistir tipicamente do comando ligado de Nota MIDI, seguida imediatamente por um comando de Nota desligado MIDI. O dado de velocidade de Nota MIDI 15 que será incluído no comando ligado de Nota MIDI, é determinado por um excesso de métodos. O método preferido usa o nível de acionamento de muzi-pad 18, medido como um indicador em uma tabela de pesquisa de ve- locidades.

O software que implementa a maioria da estrutura da Figura I também permite uma ampla faixa de capacidades na criação de som, ao proporcionar uma faixa de algoritmos usada pelo String Builder MIDI 11.

Por exemplo, para implementar o recurso pós-toque descrito no protocolo MIDI padrão, os fluxos de comando MIDI podem consistir no co- mando ligado de Nota MIDI, que pode, então, ser seguido por um comando 25 Pós-toque MIDI que pode ser repetido em intervalos regulares, tipicamente, a cada 100 ms até que a pressão do macete ou bastão no muzi-pad 18 seja removida. Subsequentemente, um comando desligado de Nota MIDI pode ser enviado. Os comandos MIDI pós-toque comunicam continuamente a no- ta e velocidade de nota enquanto a nota é tocada. Esta capacidade, portan- 30 to, aumenta o desempenho músical ao permitir que músico modifique a in- tensidade de uma nota ao variar a pressão do bastão no muzi-pad 18 duran- te um toque. Além disso, o aparelho da presente invenção implementa pron- tamente, através do software que permite a maioria da estrutura da Figura 1, um único recurso de corda de baqueta, por meio da qual os muzi-pads 18 acionam a geração de cordas selecionadas que são compreendidas por múl- 5 tiplas notas na mesma voz ou uma capacidade de múltiplas vozes, por meio da qual os muzi-pads selecionados 18 acionam a geração de múltiplas vo- zes na mesma nota.

O projeto dos muzi-pads 18 facilita a geração de variações sutis de tom, por meio da qual a segunda e terceira harmônica podem ser aprimo- 10 radas, ao tocar diferentes seções do muzi-pad relevante 18. Este projeto facilita a emulação de uma característica similar em um instrumento de tam- bor de aço e ritmo tradicional que é harmonicamente afinado, pro meio do qual o músico pode enfatizar a segunda ou terceira parciais ao tocar as bor- das das áreas de nota. Isto requer que cada muzi-pad 18 seja equipado com 15 três sensores individuais que são usados para acionar, através do String Builder MIDI 11, três comandos MIDI separados que correspondem à res- pectiva nota e sua primeira e segunda harmônica, com cada toque do muzi- pad 18. Mais detalhes deste projeto serão descritos abaixo.

A modalidade preferida do projeto descrito deve satisfazer um 20 objetivo de desempenho chave. Esta precisa ter a latência de desempenho mais baixa possível que é definida como o atraso máximo na função primária do início da geração de um fluxo MIDI de saída nas Portas l/O selecionadas em resposta a um acionamento gerado pelo toque de um muzi-pad 18. Isto assegura que o aparelho da invenção atual não contribua significativamente 25 com a degradação do desempenho em tempo real, ao adicionar os atrasos que existem no módulo de som interno 7 e quaisquer dispositivos externos aos quais a presente invenção é conectada.

A modalidade preferida do aparelho da presente invenção, con- forme descrita, obtém a latência mais baixa possível enquanto atinge a flexi- bilidade máxima de projeto e os recursos de usuário, ao dividir os processos identificados na Figura 1 em seções que serão implementadas em hardware ou em software e que interconectam as duas com processos acionados in- terrompidos.

Especificamente, à medida que proporcionam a interface para o músico com relação à função de desempenho primário que requer a detec- ção, validação e medição em tempo real da ação de toque sobre os muzi- 5 pads 18, a Validação Pré-ajustada Ativada & processo de ID 10, a Validação de Muzi-pad Ativada, processo de Detecção de ID & Nível 9 e a Validação de Pedal Ativada & processo de ID 8 são todas amplamente implementadas em hardware análogo e digital. Todos os outros processos requeridos para a geração de fluxos de dados MIDI são implementados em software.

De maneira típica, então, quando o músico toca um muzi-pad

18, os componentes de hardware anteriormente mencionados identificam o muzi-pad 18, validam o sinal para erradicar a possibilidade de erro devido à entradas falsificadas e medem a intensidade do toque. Os componentes software são, então, alertados para a ocorrência do evento de toque através 15 do uso das facilidades de interrupção no dispositivo de processamento usa- do para implementar o dito software. Estes componentes de software, sub- sequentemente, lançam dados a partir dos módulos de hardware, a fim de identificar a almofada sensível ao toque, bem como a intensidade do toque. Sem considerar as funções de temporização implícitas e requeridas do dis- 20 positivo de processamento usado no aparelho da presente invenção, as in- terrupções de dispositivo muzi-pad 18 e pré-ajustes 19 são colocadas na prioridade mais alta que assegura, deste modo, a resposta mais rápida pos- sível para um evento de toque.

A capacidade computacional requerida para implementar todos os processos de software pode ser realizada a partir de um processador embutido, um conjunto de tais processadores, ou como hardware separado ou parte de um núcleo FPGA ou ASIC core. Os componentes de hardware digitais podem ser realizados em um núcleo FPGA ou ASIC também.

Os protótipos que foram construídos usando o processador em- butido XILINX Spartan 3 FPGA e o PIC18F6520 alcançaram latências meno- res que 500 με. De acordo com as Especificações MIDI 1.0 Completas pu- blicadas pela Associação de Fabricantes de MIDI, os sistemas MIDI podem atingir uma latência de MIDI total de 3 ms ou menos. Sabe-se aleatoriamen- te que os dispositivos de controlador síntese de MIDI comerciais típicos têm latências de não mais que cerca de 5 ms e, como tal, quando usados com os ditos dispositivos comerciais, a latência total do aparelho da presente inven- 5 ção que é o atraso entre o toque em um dispositivo e na verdade ouvir o som correspondente será não mais que 5,5 ms, substancialmente menos que o limite máximo recomendado de 10 ms pela Especificação MIDI 1.0 Completa.

A referência agora é feita às Figuras 2, 3, 4 e 5 que proporcio- nam ilustrações da forma física da modalidade preferida da presente inven- ção.

Em particular, a referência é feita agora à Figura 2, um esquema de nível superior, uma modalidade preferida do aparelho da presente inven- ção compreende três componentes físicos principais; ou seja:

(a) a montagem principal 24,

(b) o console de controle & de exibição 23 e;

(c) o suporte de montagem 27.

A montagem principal 24 do dito aparelho, consiste em uma su- perfície de reprodução 25 montada em um chassi, o chassis de montagem principal 26. A superfície de reprodução 25 é compreendida por um conjunto de muzi-pads 18 fisicamente dispostos em anéis concêntricos, com doze muzi-pads 18 por tom e três (3) ou quatro (4) tons por conjunto.

Cada muzi-pad 18 tem um dispositivo de emissão de Iuz 22 afi- xado conforme mostrado na Figura 2 em uma posição próxima ou direta- mente nos muzi-pads 18, com um dispositivo de emissão de Iuz 22 por muzi- pad 18. Os ditos dispositivos de emissão de luz, portanto, compõem o LEDA 22.

A montagem principal 24 também é usada para alojar circuitos eletrônicos que adotam a entrada a partir do conjunto de muzi-pad 18, dos pedais de pé 20, 21, das entradas externas bem como do console de contro- le & de exibição 23 e usa estas entradas para produzir os sinais de saída MIDI, os sinais de controle para o LEDA 22 e sinais de exibição de console de controle & de exibição 23. A montagem principal 24 também aloja uma bateria recarregável que facilita a completa portabilidade da presente inven- ção.

Novamente com referência à Figura 2, os pedais BEGIN da pre- 5 sente invenção, incluem os pedais de pé 20, 21 que podem ser usados para modular o som gerado. Os pedais comercialmente disponíveis que utilizam potenciômetros ou qualquer outra tecnologia que proporcione saída de vol- tagem elétrica continuamente variável de posição de pedal podem ser usa- dos para facilitar, deste modo, sua aplicação como um controle de volume 10 ou um controle giratório de curva de afinação. Os ditos pedais de pé também podem ser empregados como comutadores ao estabelecerem uma voltagem limítrofe que indica quando o pedal é pressionado além de um ponto prede- terminado. Para a modalidade preferida, o nível limítrofe irá corresponder a um ponto que consiste em metade do percurso do pedal.

Através das opções proporcionadas no software que opera o

aparelho da presente invenção qualquer um dos pedais de pé 20, 21 pode ser configurado pelo usuário para gerar uma variedade de efeitos. Quando o pedal configurado é pressionado, o aparelho da presente invenção pode ge- rar qualquer um entre um efeito de sustentação, por meio do qual a nota a- 20 tual é indefinidamente mantida, um efeito de amortecimento, por meio do qual a nota atual é imediatamente amortecida, um comutador para sincroni- zar o início e final de uma seqüência de ritmo armazenada ou um comutador pré-ajustado definível pelo usuário. Além disso, os pedais de pé podem ser usados para o controle de volume ou um controle de curva de afinação.

O efeito de sustentação é implementado ao enviar o comando

de Pedal Mantido MIDI entre comando ligado de Nota MIDI e o comando desligado de Nota MIDI, uma vez que o dito pedal for pressionado. O efeito de amortecimento é implementado ao enviar imediatamente uma Nota Des- ligada MIDI quando o dito pedal for pressionado. De modo similar, o efeito 30 de volume é implementado ao enviar o comando de Volume MIDI seguido por um valor de byte de dados que é determinado pela posição de pedal e o controle de curva de afinação é implementado através do uso do comando giratório de curva de afinação MIDI, seguido pelos bytes de dados que indi- cam o nível de desvio de passo, conforme determinado pela posição de pe- dal dos pedais END.

A superfície de reprodução BEGIN 25 tem um formato tipica- 5 mente semiesférico côncavo. Outros formatos de superfície de reprodução 25 são possíveis, uma vez efetuadas as mudanças necessárias, porém, o formato côncavo é preferido, como no instrumento tradicional, à medida que sua superfície fica dentro do envelope definido pelo alcance máximo da altu- ra humana média permitindo, deste modo, o alcance fácil de todos os muzi- 10 pads 18. A dita superfície é, portanto, desejável por sua característica ergo- nômica que facilita o desempenho suave em um ambiente músical, em que os músicos são propensos a danos por esforço repetitivo.

A modalidade preferida usa uma superfície de reprodução 25 com uma profundidade máxima na faixa de 19,1 centímetros (7,5 polegadas) 15 a 25,4 centímetros (10 polegadas) e uma largura de 45,72 centímetros (18 polegadas) a 66,04 centímetros (26 polegadas). Estas dimensões facilitam o acesso confortável a todos os muzi-pads no modo de desempenho usual no qual o aparelho fica posicionado na frente do músico para os músicos mais baixos ou mais altos. A superfície de reprodução 25 pode ser construída a 20 partir de uma variedade de materiais que inclui madeira, plásticos, fibra de vidro, compósitos e metal e pode ser aumentada com mecanismos de supor- te estrutural que consistem em vigas e ripas para aumentar a resistência e rigidez.

Os recessos de muzi-pad 33 facilitam a substituição dos ditos 25 muzi-pads 18 de tal modo que a dita superfície de muzi-pad 18 contínua se incorpore na superfície de reprodução 25 proporcionando, deste modo, uma aparência suave da dita superfície. Isto proporciona não apenas a emulação excelente da superfície do tambor de aço e ritmo tradicional, mas também facilita o desempenho ao minimizar o risco de o músico ser impedido, con- 30 forme pode ser o caso se os ditos muzi-pads 18 não forem suavemente in- corporados na superfície de reprodução END 25.

Com referência às Figuras 2 e 5, a superfície de reprodução 25 também apresenta almofadas sensíveis ao toque pré-ajustados 19 que, quando ativadas, acionam o software de operação para configurar a presen- te invenção com um conjunto de recursos à medida que pré-selecionados e designados à dita almofada pré-ajustada 19 pelo músico.

5 A modalidade preferida atende quatro almofadas sensíveis ao

toque pré-ajustadas 19. As almofadas físicas mostradas na Figura 1 podem ser ativadas por toque ou ao bater com o mesmo macete usado para execu- tar a presente invenção e têm construção e operação similares aos muzi- pads 18. Entretanto, à medida que eles são usados puramente como comu- 10 tadores, a captação de força e velocidade da entrada de almofadas pré- ajustadas 19 não é requerida como para os muzi-pads 18.

A modalidade preferida da invenção também proporciona almo- fadas pré-ajustadas virtuais que são áreas especiais exibidas na tela sensí- vel ao toque de console de controle & de exibição 23 e que, quando ativa- 15 das, acionam o software de operação para configurar a presente invenção, com um conjunto de recursos à medida que pré-selecionados e designados à dita almofada pré-ajustada virtual pelo músico.

O software de operação também permite que qualquer almofada pré-ajustada, física ou virtual seja programada pelo músico configurando-se 20 manualmente a configuração desejada da presente invenção e selecionado subsequentemente uma opção de "configuração de salvamento para pré- ajustar" no menu de personalização de usuário exibida no console de contro- le & de exibição 23.

Além disso, usando-se grupos pré-ajustados, o software de ope- ração da presente invenção permite o salvamento de um número maior de ajustes de configuração que nas almofadas pré-ajustadas físicas ou virtuais. Cada grupo pré-ajustado consiste em uma coleção exclusiva, separada e completa de ajustes designados de todas as almofadas pré-ajustadas físicas

19 e almofadas pré-ajustadas virtuais. Com este recurso, qualquer única al- mofada pré-ajustada física 19 ou almofada pré-ajustada virtual pode ser u- sada para acessar tantos ajustes configuração quanto possível, em vez de somente um ajuste de configuração como anteriormente. Com os grupos pré-ajustados, a seleção de configurações pré- programadas pode proceder agora através da primeira seleção do grupo pré-ajustado relevante e a ativação subsequente da almofada pré-ajustada física requerida 19 ao bater na almofada pré-ajustada 19 com a batuta ou 5 martelar o mesmo com o dedo ou da almofada pré-ajustada virtual requeri- da, ao tocar a porção da tela sensível ao toque designada para este propósi- to.

A modalidade preferida da presente invenção proporciona um total de pelo menos doze almofadas pré-ajustadas que compreendem quatro 10 almofadas pré-ajustadas físicas 19 e pelo menos oito almofadas pré- ajustadas virtuais, todas dispostas em pelo menos dois grupos permitindo, deste modo, o rápido acesso a um total de pelo menos vinte e quatro confi- gurações pré-programadas da presente invenção durante um desempenho, à medida que cada um dos doze pré-ajustes pode acessar agora um dos 15 dois ajustes pré-configurados.

Com referência à Figura 2 e à Figura 5, os dispositivos de emis- são de Iuz 22 podem consistir em lâmpadas de neon, lâmpadas incandes- centes, Diodos de Emissão de Luz (LED) ou outros dispositivos de emissão de Iuz ou combinação destas tecnologias. Os LEDs são os modos preferidos 20 de implementação devido ao seu baixo custo e eficiência de energia mais elevada.

Na modalidade preferida, o LEDA 22 pode ser ativado ou desati- vado através da configuração de usuário do software de operação da pre- sente invenção. Quando desativado, todos os dispositivos de emissão de Iuz no LEDA 22 são desligados. Quando ativado, o LEDA 22 opera em um mo- do de diagnóstico ou em um modo tutor, conforme selecionado pelo usuário.

No modo de diagnóstico, cada dispositivo de emissão de Iuz 22 brilha uma vez a cada impacto no muzi-pad 18 ao qual o mesmo é associa- do. No modo tutor, os dispositivos de emissão de Iuz no LEDA 22, a Iuz indi- 30 ca quais muzi-pads 18 serão batidos em resposta a um fluxo MIDI, que con- siste em uma entrada a partir de um dispositivo externo, através da Rede MIDI à qual a presente invenção é conectada ou a partir do armazenamento de memória interna.

A inclusão do LEDA 22, conforme descrita, facilita o treinamento músical em uma variedade de maneiras. O aparelho da presente invenção ou um dispositivo MIDI externo pode ser configurado para enviar uma trilha 5 MIDI, por exemplo, a trilha condutora ou melódica de um desempenho gra- vado no LEDA 22 enquanto as trilhas de fundo são tocadas em um dado sistema de som. Isto permite que um aprendiz toque música no aparelho da presente invenção usando o acompanhamento gerado por MIDI. O ambiente de aprendizagem mais rigoroso pode envolver o uso de execução de softwa- 10 re de treinamento em um computador ativado por MIDI, para facilitar a faixa de treinos e exercícios LEDA END requeridos.

O Console de Controle BEGIN, como mostrado nas Figuras 1 a

4 da presente invenção, apresenta um console de controle & de exibição 23 que aceita entradas para configuração de usuário do instrumento e equipa- 15 mento de qualquer rede MIDI aos quais a presente invenção é conectada e permite uma ampla faixa de funções amigáveis ao usuário, incluindo a per- sonalização de almofada, seleção de voz, mapeamento de teclado, transpo- sição, síntese simultânea de múltiplas vozes, canal MIDI, banco MIDI, núme- ro de nota, número de oitava nota e informação de tempo. As entradas po- 20 dem adotar a forma de sensores táteis físicos, botões ou comutadores ou botões virtuais ou comutadores, conforme exibidas em uma tela sensível ao toque.

O console de controle & de exibição 23 também proporciona uma exibição visual de opções e estado de menu e ajustes de configuração da presente invenção.

Além disso, o aparelho da presente invenção permite a imple- mentação distribuída do dito console de controle & de exibição 23, por meio de que diferentes aspectos da funcionalidade do dito console de controle & de exibição 23 podem ser distribuídos ao redor da superfície de reprodução 30 25 para facilitar o acesso fácil. Por exemplo, os botões e comutadores físicos podem ser colocados na e ao redor da superfície de reprodução 25, enquan- to uma tela de exibição pode ficar retida na posição, conforme mostrado nas Figuras 1 a 3. Na modalidade preferida, o dito console de controle & de exi- bição 23 integra todas as funções requeridas em um único módulo de exibi- ção sensível ao toque, conforme mostrado nas Figuras 1 a 3. O formato físi- co do console de controle não se limita aquele ilustrado nas Figuras.

5 Além disso, na modalidade preferida do aparelho da presente

invenção, o console de controle & de exibição 23 pode ser dobrado e retraí- do em um recesso, um recesso de console de controle & exibição 32, situa- do na parte traseira da montagem principal 24.

Os ditos recursos de navegação de menu de console de controle & de exibição 23 permitem que o usuário navegue através do menu exibido na exibição visual eletrônica para selecionar as opções requeridas do Con- sole de Controle e Exibição END.

No Suporte Montado BEGIN, que é sua aplicação normal espe- rada, a presente invenção será executada com o usuário em uma posição de 15 pé. Com esta finalidade, as dimensões mostradas na Figura 2, o fator em considerações ergonômicas para altura, alcance e acesso de usuário aos recursos de controle da presente invenção, tais como, muzi-pads 18 e o console de controle & exibição 23.

Além disso, a altura da superfície de reprodução 25 montada na montagem principal 24 pode ser ajustada usando-se um esforço mínimo pa- ra girar na mesma articulação de travamento de suporte de montagem 30.

Além disso, em um dado ajuste de altura, a ação da montagem principal 24 pode ser ajustada usando o braço oscilante/montagem de blo- queio de ação 29, detalhes dos mesmos são mostrados na Figura 4. O dito 25 braço oscilante/montagem de bloqueio de ação 29 compreende um suporte de braço oscilante 34 que é usado para fixar o bloqueio de ação 36 à mon- tagem principal 24 através do braço oscilante 45 alojado no braço oscilan- te/montagem de bloqueio de ação 29. O braço oscilante 45 é montado em um apoio de braço oscilante 35 conectado ao corpo de bloqueio de ação 42 30 que facilita, deste modo, a rotação livre da montagem principal 24, uma vez que o braço oscilante/montagem de bloqueio de ação 29 se encontra em uma posição destravada. O bloqueio de ação 36 é compreendido por uma catraca 37 e Iingueta 38 que é mantido em uma posição de travamento por uma mola 39. Os pinos de reforço 40 são usados para fixar a mola 39 ao centro de rotação do braço oscilante 41 e a alavanca de bloqueio de ação 43. O dito bloqueio 5 de ação é articulado no pivô de alavanca de bloqueio de ação 44 e é usado para travar e liberar a Iingueta 38 da catraca 37. Evita-se que todo braço os- cilante/montagem de bloqueio de ação 29 gire ao fixar firmemente o corpo de bloqueio de ação 42 ao suporte de montagem 27.

Puxando-se a alavanca para cima se desengata a dita Iingueta 10 38 da dita catraca 37 permitindo a liberdade na montagem 24 que é firme- mente fixada ao braço oscilante 41. A ação da dita montagem principal 24 é, então, travada na posição selecionada ao liberar simplesmente a trava da alavanca 43. Isto permite que a mola 39 puxe a Iingueta 38 para trás em sua posição de travamento contra a catraca 37. Este projeto minimiza o risco de 15 um usuário liberar acidentalmente o mecanismo de trava durante um de- sempenho, à medida que o mecanismo descrito pode ser destravado apenas através do movimento forte para cima da alavanca de bloqueio de ação 43.

Um contrapeso 41 colocado no chassi de montagem principal 26 em um ponto que fique próximo ao músico para assegurar que a montagem 20 principal gire por padrão em direção ao músico quando o braço oscilan- te/montagem de bloqueio de ação 29 é liberado. Além disso, na mola 39 isto assegura adicionalmente que a dita catraca 37 e Iingueta 38 sejam totalmen- te engatadas quando o mecanismo se encontra na posição travada erradi- cando essencialmente, deste modo, a possibilidade da rotação acidental da 25 montagem principal 24 em direção ao músico.

Além disso, embora a montagem principal 24 possa ser girada longe do músico puxando-se simplesmente a parte da dita montagem princi- pal 24 que fica mais longe do músico, o contrapeso 41 reduz o risco da dita rotação que ocorre acidentalmente ao assegurar que a força requerida seja 30 maior que a experimentada quando os muzi-pads 18 situados mais longe do músico, são batidos durante um desempenho normal.

O desenho curvado do suporte de montagem 27 proporciona um grau de estética enquanto facilita o movimento necessário da presente in- venção durante o desempenho vigoroso. Isto emula o ambiente de reprodu- ção do tambor de aço e ritmo tradicional em que o movimento natural do ins- trumento, que é, em geral, livremente suspenso, aumenta o apelo dinâmico 5 de qualquer desempenho.

Além do seu papel na sustentação física da montagem principal

24 e do console de controle & de exibição 23 na presente invenção, o supor- te de montagem 27 proporciona a função de uma estação de acoplamento para proporcionar energia acionada por rede elétrica, conectividade de rede 10 MIDI e geral na dita invenção através de um guia de conector destacável 28. A energia fornecida através do guia de conector 28 também é usada para recarregar uma bateria na montagem principal do instrumento.

A presente invenção pode ser usada sem o suporte de monta- gem 5 ao separar o guia de conector 28 e a montagem principal 24. Isto 15 permite que o tambolileiro utilize na presente invenção outros suportes for- necidos ao usuário e também toque em um modo completamente portátil, enquanto em movimento, ao sustentar o aparelho da presente invenção a partir do pescoço usando uma correia, conforme ocorre com o tambor de aço e ritmo tradicional ou a partir do torso usando um reforço adequadamen- 20 te projetado. No último caso, os sinais MIDI são transmitidos para um módu- lo de som e sistema de som MIDI por meio de um suporte de montagem MI- DI END sem fio integrado.

Os muzi-pads 2 são superfícies especialmente projetadas que incluem um mecanismo de acionamento, ou seja, BEGIN Muzipads para a 25 geração de uma nota desejada. Os mecanismos de acionamento são senso- res eletrônicos que geram um sinal quando o muzi-pad 18 é tocado com um macete, bastão, ou outro instrumento de reprodução similar. Os sensores de muzi-pad 59 irão detectar também os impactos das mãos e dedos. Os deta- lhes do projeto e esboço de muzi-pad 18 são ilustrados nas Figuras 6 e 7.

Para conveniência e clareza de comunicação, os tons de muzi-

pad 18 são dispostos em ordem e numerados, conforme mostrado na Figura 6, de 0 a Nr'1, onde Nr é o número de tons. Na modalidade preferida, Nr = 3, sendo que o tom mais externo é projetado como o Tom# 0 46, o tom in- terno como Tom# 1 47 e o tom mais interno como o Tom #2 48.

Além disso, os muzi-pads 18 transportam um identificador da forma Rxx, onde R é o número de tom e xx é um código numérico com dois 5 dígitos que é um inteiro decimal na faixa zero (OO) até onze (11). Na modali- dade preferida da presente invenção, os números no código numérico au- mentam seqüencialmente em um sentido anti-horário; entretanto, é possível que a seqüência seja revertida, de modo que os códigos numéricos aumen- tem no sentido anti-horário. Os números identificadores são, portanto, 000 a 10 011 no Tom#0 46, 100 a 111 no Tom#1 47 e 200 a 211 no Tom#2 48.

A Tabela 1 que é mostrada abaixo lista dois esboços de nota para os muzi-pads 18 que correspondem ao ciclo de esboço de 4a e 5a notas músicais e esboço de nota cromática, respectivamente. O esboço padrão segue o ciclo de 4a e 5a músicais. Em qualquer um destes esboços cada tom 15 é projetado a uma oitava músical que é selecionada pelo usuário. A modali- dade preferida da presente invenção proporciona faixas de oitavas conforme designadas por seu número de oitava padrão em notação de nota de passo científico, isto é, a partir da Oitava 0, Cy a B0 a Oitava 7, C7 a B7. A nota C é automaticamente ajustada como a nota mais baixa na faixa de oitava sele- 20 cionada e, portanto, designada ao muzi-pad R00 18 do respectivo tom.

As designações de nota são armazenadas em RAM em uma tabela de alocação de nota que pode ser acessada pelo usuário através das opções de interface de usuário apresentadas no console de controle & de exibição 23 que, deste modo, proporcionam ao músico a capacidade de alte- rar o esboço de nota em qualquer configuração arbitrária.

Número Tom #0 000 001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 Tom #1 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 Tom #2 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 Notas 4a e 5a C G D A E B F# C# Ab Eb Bb F Cromática C c* D Eb E F F# G Ab A Bb B Tabela 1 A Figura 7 proporciona vistas em perspectiva de uma modalida- de preferida do dito muzi-pad 18 do aparelho da presente invenção. Deve-se avaliar que uma ampla variedade de formatos e contornos de muzi-pad 18 são possíveis. A Figura 7a proporciona uma vista superior 49 de uma moda- 5 Iidade preferida do muzi-pad 18 que tem uma superfície de contorno de su- perfície curvada. A Figura 7b e a Figura 7c proporcionam, respectivamente, uma vista frontal explodida 50 e uma vista inferior 51 da dita modalidade pre- ferida.

Os ditos muzi-pads 18 são compreendidos por sensores eletrô- 10 nicos 59, chamados sensores de muzi-pad 59 fixados em um envoltório con- tornado, o envoltório de muzi-pad 53 é feito de folhas, painéis, placas ou blocos finos de metal, plástico, outros sintéticos sólidos, vidro, maneira ou qualquer outro material sólido. O envoltório de muzi-pad 53 é coberto por uma almofada de filtro de impacto 54 e é fixado na parte inferior de uma ar- 15 mação, a armação de muzi-pad 52.

O dito envoltório de muzi-pad 53 é fino e rígido o bastante para permitir que a energia suficiente conferida ao mesmo seja transmitida para os sensores de muzi-pad 59 que geram o sinal de acionamento a ser usado pelo sistema de circuito de processamento da presente invenção a ser pos- 20 teriormente descrito. Existe uma ampla variedade de geometrias e materiais de envoltório de muzi-pad 53 e tecnologia de sensor que assegura o acio- namento adequado e seguro do dito sensor muzi-pad 59. As implementa- ções de protótipo que usam 0,63 cm/0,25 polegadas de material PVC para o dito envoltório de muzi-pad 53 e transdutores de cerâmica piezelétrica para 25 os dito sensores de muzi-pad 59 foram muito bem-sucedidas.

A superfície superior do dito muzi-pad 18 é coberta com um filtro de dispositivo de filtro de impacto 54, feito de espuma ou borracha ou outro material compatível adequado. Na modalidade preferida, o material pode ter uma dureza "shore" A na faixa de 70 a 90 e deve ter uma espessura de não 30 mais que 0,63 cm/0,25 polegadas. A dita superfície superior pode ser parte do dito muzi-pad 18 que é golpeado com um macete sólido para gerar o som músical. O dispositivo de filtro de impacto 54 pode ser omitido, conforme desejado. Quando omitido, a ponta da batuta ou macete deve ser coberta com um material compatível adequado para minimizar o ruído e dano de su- perfície do dito muzi-pad 18. Na modalidade preferida, o dito material com- 5 patível pode ter uma dureza "shore" A entre 70 a 90. Embora não necessá- ria, a omissão dos dispositivos de filtro de impacto 54 tornam a presente in- venção mais sensível e é particularmente útil se o músico deseja tocar o a- parelho da presente invenção com as mãos ou dedos.

Na modalidade preferida da presente invenção, o dito envoltório de muzi-pad 53 é afixado a uma armação, a armação de muzi-pad 52. A dita armação reforça o dito muzi-pad 18 aumentando, deste modo, sua resistên- cia a flexão a partir da estimulação acústica que reduz, deste modo, a possi- bilidade de os sensores serem inadvertidamente acionados em ambientes com níveis de pressão sonora extremamente altos. A estrutura do dito muzi- pad 18 e dos materiais usados para sua construção deve ser de modo que os muzi-pads 18 não sejam acionados por sons externos quando expostos a níveis sonoros no tom superior do aparelho de até 120 dBSPL, o nível de pressão sonora máximo geralmente aceitável tolerável pela média humana e na faixa de frequência de 15 Hertz a 15,000 Hertz, a faixa típica encontrada em desempenhos músicais.

A armação de muzi-pad 52 também aumenta a resistência dos muzi-pad 18 às vibrações geradas pela estrutura da superfície de reprodu- ção 25. Isto reduz a possibilidade de diafonia, através da qual um muzi-pad 18 é inadvertidamente acionado quando outro é golpeado ou quando a su- 25 perfície de reprodução 25 é inadvertidamente golpeada. A resistência do muzi-pad 18 às vibrações estruturais da superfície de reprodução 25 é adi- cionalmente reduzida pelo uso de montagens de absorção de vibração 55 que fixam a dita armação de muzi-pad 52 dentro do dito recesso de muzi- pad 33.

A Figura 7c também mostra os ditos sensores de muzi-pad 59

fixados à parte de baixo do dito muzi-pad 18. Cada muzi-pad 18 pode trans- portar um ou mais sensores. Os ditos sensores de muzi-pad 59 conforme usados nos dispositivos podem adotar uma variedade de formas que permi- tem a medição da velocidade e força de impacto. Os tipos de sensores que podem ser usados para este propósito incluem, entre outros, sensores pie- zelétricos, de Hall, medidor de tensão e resistivos.

5 Os sensores com respostas de frequência abaixo de 0 Hertz

(CC) facilitam o efeito de sustentação de nota quando a pressão estática constante é mantida no muzi-pad 18. Isto inclui os sensores, tais como, sen- sores de efeito Hall, sensores de medição de tensão e sensores resistores flexíveis. Os ditos sensores têm a desvantagem de requerer energia CC pa- 10 ra sua operação e um aumento conseqüente no consumo de energia e fia- ção. Os sensores piezelétricos não respondem abaixo de zero Hertz, porém, apresentam a vantagem de serem capazes de gerar altos níveis de saída não requerendo a energia CC para sua operação. Eles também apresentam a vantagem de serem mais responsivos aos efeitos transientes rápidos e 15 são, portanto, geralmente mais adequados para detectar os impactos carac- terísticos do desempenho percussivo.

A Figura 7c também mostra a dita placa de circuito eletrônico de interface muzi-pad 60 que, na modalidade preferida, é montada na dita ar- mação de muzi-pad 52. A função do dito circuito eletrônico é fazer a interfa- 20 ce dos ditos sensores de muzi-pad 59 com o resto dos componentes eletrô- nicos da presente invenção que proporcionam funções de amortecimento de impedância, filtragem e amplificação, conforme necessárias. O projeto e complexidade do circuito eletrônico de muzi-pad opcional 18 na dita placa de circuito de eletrônico de interface de muzi-pad 60 podem variar dependendo 25 do tipo de sensor usado. Entretanto, o projeto e a fabricação de tais circuitos de interface é bem conhecido para os versadoss na técnica de projeção de sistemas eletrônicos.

Por exemplo, a modalidade preferida da presente invenção utili- za sensores piezelétricos com circuitos de eletrônicos de interface de muzi- pad 60, cada um dos quais implementa um circuito seguidor de fonte de Transistor de Efeito de Campo (FET) para equalizar a impedância da impe- dância muito alta do dito, tipicamente tão alta quanto 100 Megaohms ou mais, com a entrada de baixa impedância do sistema de circuito de proces- samento da presente invenção a ser descrito posteriormente. O projeto se- guidor de fonte é bem conhecido para os versadoss na técnica de projeção de sistemas eletrônicos e, portanto, não é uma etapa inventiva. Entretanto, 5 por uma questão de integridade, um circuito de amostra, mostrado na Figura 76, será descrito agora.

A Figura 7d mostra uma implementação de uma parte do circuito eletrônico de interface muzi-pad 60 a qual um sensor muzi-pad 59 é conec- tado nas entradas 60a e 60b para gerar saídas amortecidas nos terminais 10 60f e 60g. O circuito usa um único FET de baixo vazamento 60c, tal como o JFET 4117, em uma configuração seguidora de fonte. O resistor de porta 60d orienta a porta no potencial terrestre enquanto a corrente quiescente que flui através do resistor de fonte 60e orienta a fonte superficial estabele- cendo, deste modo, a orientação de fonte de porta reversa requerida para a 15 operação linear. As flutuações de voltagem nos terminais de entrada 60a e 60b aparecem no mesmo nível nos terminais de saída 60f e 60g, deste mo- do, fornecem um ganho de circuito de um. Entretanto, à medida que o resis- tor de fonte 60e tem um valor que é tipicamente não mais de alguns qui- lohms, muito menor que a resistência do resistor de porta 60d que pode ficar 20 tipicamente na faixa de 20 megaohm a 100 megaohm, a impedância de saí- da é muito menor que os valores típicos especificados para os transdutores piezelétricos. O dito circuito é acionado por um fornecimento CC positivo aplicado ao terminal 60h.

A referência agora é feita à Figura 7a que mostra a vista superior 49 da modalidade preferida do dito muzi-pad 18 quando vista pelo músico.

Os muzi-pads 18 incorporam um conjunto de zonas de golpe para criar um efeito mais realístico por meio de qual o timbre da nota produ- zida pelo dito muzi-pad 18 é levemente variado quando diferentes partes do dito muzi-pad 18 são golpeadas. Na modalidade preferida da presente in- 30 venção, este recurso de timbre variável é implementado usando três zonas de golpe.

Figura 7a mostra a localização das zonas de golpe 56, 57, 58 em uma modalidade preferida de um muzi-pad 18. Deve-se avaliar que no aparelho da presente invenção, as zonas de golpe não são visivelmente ób- vias e que as áreas na Figura 7a são marcadas apenas para propósitos de discussão.

5 Os sensores na zona de golpe primária 56 são colocados no

centro do dito muzi-pad 18. As zonas de golpe restantes são chamadas de zonas de golpe secundárias 57, 58 que consistem em zonas de golpe circun- ferenciais 57 e zonas de golpe radiais 58. Os sensores nas zonas de golpe circunferenciais 57 são colocados ao longo das extremidades do dito muzi- 10 pad 18, que ficam mais próximas aos círculos concêntricos que unem o setor do espaço anular em que o dito muzi-pad 18 é colocado. Os sensores nas zonas de golpe radiais 58 são colocados ao longo das extremidades do mu- zi-pad 18 que ficam mais próximas às linhas radiais que unem o setor do espaço anular em que o dito muzi-pad 18 é colocado.

A presente invenção implementa o recurso de timbre variável ao

tratar a zona de golpe primária 56, as zonas de golpe circunferenciais 57 e as zonas de golpe radiais 58 como muzi-pads separados que são tocados em três notas de polifonia quando o dito muzi-pad 18 é golpeado. Para emu- Iar a variação do timbre experimentado na maioria dos tambores de aço e 20 ritmo tradicionais, os sensores na zona de golpe primária 56 são usados pa- ra acionar a nota à qual o dito muzi-pad 18 é designado enquanto os senso- res na zona de golpe circunferencial 57 são usados para acionar a nota uma oitava acima da qual o dito muzi-pad 18 é designado e os sensores na zona de golpe radial 58 são usados para acionar a nota que fica uma oitava acima 25 da quinta nota à qual o muzi-pad 18 é designado. A frequência fundamental da dota nota que fica uma oitava acima da quinta nota designada ao dito muzi-pad 18 corresponde à terceira harmônica da nota à qual o dito muzi- pad 18 é designado.

A opção de timbre variável influencia o projeto do dito circuito eletrônico de interface muzi-pad 60. Em particular, o dito circuito eletrônico de interface muzi-pad 60 precisa incorporar agora três sub-circuitos separa- dos, conforme mostrado na Figura 7d, um sub-circuito independente para cada uma das zonas de golpe 56, 57, 58. O circuito mostrado na Figura 7d pode realizar agora uma parte do dito circuito eletrônico de interface muzi- pad 60 à qual um sensor muzi-pad 59 ou uma combinação paralela de sen- sores de muzi-pad 59 em uma única zona de golpe 56, 57, 58 é conectado 5 nas entradas 60a e 606 para gerar três saídas amortecidas independentes que correspondem aos terminais 60f e 60g.

Com a configuração e implementação descritas, os níveis de cada uma das notas que são consequentemente acionadas pelos sensores na zona de golpe circunferencial 57 e os sensores na zona de golpe radial 10 58 podem variar dependendo da localização real do golpe no muzi-pad 18. Entretanto, é essencial que os sons acionados pelo sensor primário 27 sem- pre dominem os sensores nas zonas de golpe secundárias 28, 29.

Existe um excesso de abordagens para atingir o domínio requerido do sen- sor primário 27 incluindo a redução física na sensibilidade dos sensores nas 15 zonas de golpe secundárias 28, 29 por meio da instalação ou atenuação a- propriada do sinal eletrônico gerado por estes sensores. Nas implementa- ções mais avançadas, o local do golpe real pode ser avaliado a partir das saídas dos diversos sensores no dito muzi-pad 18 e esta informação usada para determinar os níveis relativos dos componentes de polifonia acionados 20 pelo dito muzi-pad 18. Os algoritmos de lógica difusa podem ser usados pa- ra facilitar a implementação desta abordagem.

Na modalidade preferida do aparelho da presente invenção, o domínio do som acionado pelo sensor primário é obtido implementando-se dois parâmetros ajustáveis pelo usuário no software de operação. O primeiro 25 é o fator de atenuação de sensor secundário (SSAF) que é uma variável global que é aplicada aos níveis de acionamento medidos a partir dos senso- res nas zonas de golpe secundárias 57, 58. O segundo é a velocidade de sensor secundário máxima (MSSV) que específica as velocidades de nota MIDI máximas da oitava e terceira notas harmônicas acionadas pelos senso- 30 res nas zonas de golpe secundárias 57, 58 como uma fração da velocidade de nota MIDI da nota gerada pela zona de golpe primária 56.

O dito software de operação no dito aparelho da presente inven- ção, mede as saídas dos dois conjuntos de sensores nas zonas de golpe secundárias 57, 58. Se os níveis de saída de sensor a partir destas duas zonas ficarem entre dez e trinta por cento uns dos outros, as variáveis arma- zenadas que correspondem a cada um destes valores de saída de sensor 5 são zeradas e, deste modo, suprimem efetivamente o efeito de variável. De outro modo, as variáveis armazenadas que correspondem ao sensor com o menor valor de saída são zeradas. Esta abordagem assegura que nenhuma das notas acionada pelos dois conjuntos de sensores seja tocada se os sen- sores secundários receberem aproximadamente à mesma quantidade de 10 energia a partir do impacto de bastão que localiza, portanto, o efeito de tim- bre variável nas proximidades imediatas das zonas de golpe secundárias 57, 58. Esta também assegura que não mais que uma das notas acionadas pe- los dois conjuntos de sensores nas zonas de golpe secundárias 57, 58 seja gerada.

Os valores de saída de sensor secundários são subsequente-

mente multiplicados pelo SSAF e pelas velocidades MIDI correspondentes determinadas. Contemporaneamente, a velocidade MIDI da nota gerada pe- lo sensor de zona de golpe primária 56 é determinada. Se a velocidade MIDI de qualquer uma das notas acionadas pelos sensores de zona de golpe se- 20 cundária 57, 58 for maior que o MSSV multiplicado pela velocidade da nota acionada pela zona de golpe primária 56, elas são automaticamente limita- das a um valor obtido multiplicando-se o MSSV pela velocidade do sensor de zona de golpe primária 56 sensor.

O recurso de timbre variável é automaticamente desativado para todos os muzi-pads que são designados às vozes de instrumento de percus- são, tais como, tambores e címbalos, bem como, para os efeitos especiais.

Embora o recurso de timbre variável tenha como objetivo os u- suários mais avançados, o mesmo também beneficia todos os músicos, à medida que as variações tonais criam um ambiente mais natural através da 30 emulação mais rigorosa da impressão do tambor de aço e ritmo acústico tradicional. A inclusão de diversas zonas de golpe 56, 57, 58 também aper- feiçoa o caráter natural de um desempenho quando vozes além do tambor de aço e ritmo são selecionadas.

Os ditos muzi-pads 18 podem ser de tamanho, formato ou cor arbitrária. Entretanto, pelas razões descritas abaixo, a modalidade preferida da presente invenção designa os atributos físicos de tamanho, formato e cor para ajudar a música a diferenciar as notas na superfície de reprodução 25.

Com relação a isto, deve-se notar que a disposição linear das notas nos teclados músicais, tais como, pianos permite a fácil diferenciação e identificação de notas, isto não é o caso quando notas são dispostas de um modo circular concêntrico à medida que obtêm o aparelho atual. O esbo- 10 ço circular torna difícil identificar rapidamente as notas se o início ou final de um tom particular não puder ser rapidamente diferenciado. Além disso, con- forme visto na Figura 6, a circunferência de tom reduz à medida que se mo- ve em direção ao centro da superfície de reprodução 25 que força o tama- nho do dito muzi-pad 18 a ser também reduzido à medida que progride a 15 partir do Tom#0 46 através do Tom# 1 47 até o tom interno, Tom#2 48.

Todos os muzi-pads 18 usados no aparelho da presente inven- ção podem ter o mesmo tamanho, entretanto, a modalidade preferida em- prega variações na combinação de formato, cor e tamanho dos ditos muzi- pads 18, a fim de proporcionar instruções visuais para eliminar a confusão 20 que surge quando um tambolileiro precisa identificar rapidamente as notas dispostas de um modo circular.

À medida que obtém o tambor de aço e ritmo acústico tradicio- nal, a variação na área de superfície dos ditos muzi-pads 18 de acordo com o passo de nota é usado para proporcionar uma instrução visual da nota de- 25 signada ao músico. Deste modo, os ditos muzi-pads 18 associados com as notas de frequência inferior são maiores em tamanho que aqueles alocados nas notas de frequência mais alta. Devido ao caráter eletrônico da presente invenção, os ditos tamanhos de nota de muzi-pad 18, não precisam ser pre- cisamente calculados como no caso do tambor de aço e ritmo tradicional. 30 Além disso, o número de variações de tamanho pode ser substancialmente reduzido reduzindo, deste modo, o custo de fabricação, ao dividir uma oitava em um número integral de grupamentos cromáticos distintos. Para o propósi- to deste documento, os ditos grupamentos são definidos como grupos de notas que formam um subconjunto contíguo da escala cromática. Um único tamanho de nota pode, então, ser designado a cada grupamento cromático.

O número de grupamentos cromáticos requerido para a aplica- 5 ção eficaz com relação à provisão de instruções visuais para a identificação de nota depende do esboço de nota real usado. Um esboço de nota cromáti- co requer que os ditos muzi-pads 18 designados às notas cromaticamente adjacentes também sejam fisicamente adjacentes, exceto os ditos muzi-pads 18 com códigos numéricos zero (00) e onze (11) no início no fim de cada 10 tom. Como tal, um mínimo de doze tamanhos de muzi-pad diferentes 18 é absolutamente requerido para o dito esboço cromático. Na prática, o máximo de trinta e seis tamanhos diferentes será requerido para implementar todas as três oitavas.

Por outro lado, os testes mostraram que um esboço que usa o 15 ciclo de 4a e 5a músicais, o padrão na invenção atual pode ser eficaz com apenas três (3) tamanhos de muzi-pad 18, baseado em três (3) grupamentos cromáticos de quatro (4) notas. A eficácia desta abordagem ocorre devido ao fato de que nenhum dos dois muzi-pads fisicamente adjacentes 18 terá o mesmo tamanho. Com relação a isto, em qualquer dado tom, todos os muzi- 20 pads 18 alocados nas notas C, C#, D e Eb podem ser alocados no tamanho maior, os muzi-pads 18 alocados nas notas E, F, F# G podem ter um tama- nho menor comum e os muzi-pads 18 alocados nas notas G#, A, Bb e B po- dem ter um tamanho ainda menor comum.

O formato físico dos ditos muzi-pads 18 pode ser variado para 25 aumentar adicionalmente a estratégia de variação de tamanho para auxiliar na identificação de nota. Com relação a isto, a aplicação bem-sucedida da estratégia irá requerer que nenhum dos dois muzi-pads adjacentes 18 no mesmo tom tenha o mesmo formato. Tantos quanto doze (12) formatos dife- rentes podem, então, ser utilizados para este propósito. Entretanto, é possí- 30 vel atingir o mesmo grau de diferenciação de nota com um número menor de formatos distintos que facilita, deste modo, a fabricação a custo mais baixo. Por exemplo, dois (2) formatos diferentes podem ser alternados à medida que um progride ao redor de um dado tom.

Alternativamente, conforme descrito para a estratégia de varia- ção de tamanho, um formato exclusivo pode ser designado a cada grupa- mento cromático que resulta em apenas três formatos distintos que são usa- 5 dos em cada tom, conforme mostrado na Figura 6.

Além disso, as estratégias de variação de tamanho e formato para a diferenciação de nota podem ser aumentadas através de um esque- ma de variação de cor/sombra. O esquema de cor mais lógico pode utilizar cores progressivamente mais claras com passos de notas progressivamente 10 mais altos, com uma combinação de cor/sombra exclusiva por nota. Esta abordagem pode ser aplicada a todas as notas no APHAMS, caso em que, um mínimo de 36 combinações de cor/sombra é requerido ou a um único tom com o padrão de cor que é repetido em todos os tons, caso em que, apenas doze combinações de cor/sombra podem ser requeridas.

Um esquema alternativo irá requerer que apenas uma cor exclu-

siva seja alocada em todas as notas em qualquer grupamento cromático, em vez de notas individuais que resultam em um mínimo de três cores se o mesmo esquema de cor for repetido em todos os tons e um máximo de nove cores distintas se os esquemas de cor forem aplicados em cada um dos três tons na modalidade preferida.

A modalidade preferida da presente invenção utiliza atributos físicos de muzi-pad 18 para proporcionar instruções de maneira visual para a diferenciação de nota conforme exposto a seguir e mostrado na Figura 6 e na Tabela 2.

As notas são designadas aos ditos muzi-pads 18 que usam o

círculo de 4a e 5a músicais. As notas são agrupadas em três grupamentos cromáticos, rotulados como CCO, CC1 e CC2 por conveniência. Em cada tom, as quatro notas C, C#, D e Eb são alocadas em CCO, as próximas qua- tro notas E, F, F# e G são alocadas em CC1 e as quatro últimas notas na 30 oitava G#, A, Bb e B são alocadas em CC2. Estas notas são designadas aos muzi-pads 18, conforme detalhado na Tabela 2. A mesma rotulagem de gru- pamento cromático se aplica a todos os tons. Os mesmos atributos físicos exclusivos de formato e cor são a- plicados a um dado grupamento cromático, CCO, CC1 ou CC2, independen- te da localização de tom real. Além disso, todos os quatro muzi-pads 18 as- sociados com as notas em qualquer dado grupamento cromático têm os 5 mesmos atributos físicos exclusivos de formato, tamanho e cor associados com este grupamento cromático. Entretanto, em qualquer dado tom, cada grupamento cromático tem seu atributo de tamanho exclusivo e distinto com tamanho reduzindo monotonicamente de CCO a CC1 a CC2. Além disso, para qualquer dado grupamento cromático, o tamanho reduz monotonica- 10 mente de Tom#0 46 a Tom#2 48.

Núme¬ Tom #0 000 001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 Tom #1 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 Tom #2 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 Notas designadas C G D A E B F# C# Ab Eb Bb F (4a/5a) Grupo Cromático CCO CC1 CCO CC2 CC1 CC2 CC1 CCO CC2 CCO CC2 CC1 Tabela 2

A referência específica é feita novamente à Figura 6.

Na modalidade preferida, os ditos muzi-pads 18 são dimensio- nados designando-se os mesmos a um setor exclusivo de um espaço anular com tamanho determinado usando a seguinte fórmula:

(X0 + ai + a2 = 90° e

Po + P1 + p2 = D/2

onde po, pi, P2 são os comprimentos radiais respectivos que de-

finem o comprimento radial do espaço anular ocupado por muzi-pads 18 em Tom#0 46, Tom# 1 47 e Tom#2 48, Ot0 é o ângulo central subtendido pela seção do espaço anular ocupado por muzi-pads 18 designados às notas em CCO, ai é o ângulo central subtendido por muzi-pads 18 designados às no- 25 tas em CC1, a2 é o ângulo central subtendido por muzi-pads 18 designados às notas em CC2. Estes parâmetros são adicionalmente ilustrados na Figura 5.

O relacionamento entre αο, cm, a2 é definido por ai, = r-i0 ao e ai, = r2ooco onde ri0 e r2o são razões escolhidas na base da frequência de nota. O relacionamento entre p0, pi e p2 é definido por pi = qioPo e p2 = q2o Po. on- 5 de qio e q2o são razões novamente escolhidas na base da frequência de no- ta.

Para a modalidade preferida da invenção atual, as razões r-ιο e r2o são determinadas como r10 = r2o 21/3, que corresponde à razão das fre- quências médias de notas designadas a qualquer par de grupamentos cro- 10 máticos adjacentes, tais como, CCO e CC1 ou CC1 e CC2 e qi0 = q2o =2, que corresponde à razão das frequências médias de notas designadas a qualquer par de tons adjacentes, ou seja, o Tom#0 46 e Tom#1 47 ou Tom#1 47 e Tom#2 48.

As instruções visuais para vozes sintetizadas que não têm passo 15 músical definido, tais como, instrumentos de percussão rítmica e efeitos es- peciais e que incluem, por exemplo, gongos, aplausos, conjuntos de tambor são proporcionados colocando-se um ícone apropriado que representa estas vozes em posição próxima ao dito muzi-pad relevante 18. Por exemplo, al- guém pode usar uma imagem de um par de mãos como um ícone de um 20 efeito especial de aplauso. Estes ícones são móveis facilitando, deste modo, a flexibilidade na designação de usuário de instrumentos de percussão aos ditos muzi-pads 18.

A referência é feita agora à Figura 8, que mostra o diagrama de bloco da modalidade preferida da circuito eletrônico de montagem principal 25 31 do aparelho da presente invenção. O diagrama de bloco segue a conven- ção Gane-Sarson por meio da qual os processos de transformação de dados são representados formatos oblongos, as áreas de armazenamento de da- dos são representadas por retângulos com lados abertos e interfaces de en- trada e saída por retângulos fechados.

O movimento é indicado por setas. À medida que a Figura 8 é

uma representação de alto nível de um circuito eletrônico, a informação de controle crítico também é representada. Com relação a isto, o diagrama va- ria levemente a partir da convenção Gane-Sarson.

Embora a Figura 8 seja um pouco incomum em sua ilustração de um circuito eletrônico, a mesma proporciona uma descrição muito menos confusa do hardware eletrônico da presente invenção que o diagrama de

5 circuito eletrônico convencional. Os diversos blocos referidos na Figura 8 não representam as etapas inventivas e são conhecidos para aqueles ver- sados na técnica de componentes eletrônicos.

O circuito eletrônico de montagem principal 31 proporciona as seguintes funções: (1) filtragem de sinal de dispositivo, para eliminar saídas 10 errôneas a partir do dito conjunto de muzi-pad 18 e pedais de pé 20, 21 ,(2) identificação em tempo real do número de dispositivo do dito muzi-pad 18 que é golpeado, (3) medição em tempo real da força com a qual o dispositivo identificado foi golpeado, (4) mapeamento em tempo real de números de dispositivos de muzi-pads ativados 18 em uma lista de características pro- 15 gramáveis pelo usuário associadas com o dispositivo identificado, (5) com- posição do fluxo MIDI requerido para a saída (6) transmissão do fluxo MIDI, (7) ativação do LEDA 22, (8) interface com o onsole de controle & de exibi- ção 23, (9) funções de gerenciamento de sistema total para a operação ade- quada do aparelho da presente invenção.

O circuito eletrônico de montagem principal 31 da presente in-

venção, consiste no Circuito de Interface de Montagem Principal 63, no Pro- cessador Incorporado de Montagem Principal 68, Memória de Sistema 71 que incorpora todos os elementos de memória requeridos para o salvamento de operação de sistema para a Memória de Banco de Tom 70, O sintetizador 25 Interno 69, a Memória de Banco de Tom 70 que realiza totalmente o módulo de Memória de Banco de Tom 17 no esquema de nível superior 1 e no Mó- dulo de Interface Externa 72.

O Circuito de Interface de Montagem Principal 63 proporciona as funções de condicionamento de sinal para as entradas dos ditos muzi-pads 18, as almofadas pré-ajustadas 19 e pedais 20, 21 na superfície de reprodu- ção 25 e proporciona os sinais condicionados resultantes como entradas no Processador Embutido de Montagem Principal 68. As funções de condicio- namento de sinal mencionadas acima são descritas em mais detalhes abai- xo. O Processador Embutido de Montagem Principal 68 também adota a en- trada a partir das portas MIDI sem fio e com fio, bem como o console de con- trole & de exibição 23, para gerar os sinais de saída MIDI sem fio e com fio, 5 sinais de sistema de retroalimentação visual para o LEDA 22 e sinais de exi- bição de console de controle & de exibição 23.

As saídas do dito circuito eletrônico de interface muzi-pad 60 situado em cada muzi-pad 18 são diretamente conectadas ao circuito eletrô- nico de montagem principal 31 que usa conectores removíveis que facilitam, 10 deste modo, a substituição e reparo de muzi-pads individuais 18. A conexão é feita diretamente no módulo Detector e Acionador de Pico 33 do circuito eletrônico de montagem principal 31.

O Sistema de Circuito Detector & Acionador de Pico 61 adota a entrada a partir dos sensores nos muzi-pads 18 e produz um pulso aciona- 15 dor que é alimentado no módulo de Ressalto e Supressão 62 para indicar que o dispositivo relevante foi golpeado e o pico do nível de sinal que é lan- çado em um Conversor Analógico Digital (arranjo ADC) 64 pode proporcio- nar uma indicação da força de impacto do golpe no dito muzi-pad relevante 18.

Existem três Sistemas de Circuito Detectores e Acionadores de

Pico 61 para cada muzi-pad 18, um para cada grupo de sensores em cada uma das zonas de golpe primária 56, a zona de golpe circunferencial 57 e a zona de golpe radial 58.

A Figura 9 mostra uma figura esquemática de um circuito rudi- mentar que pode ser usado para implementar o Sistema de Circuito Detector

& Acionador de Pico 61, o projeto e operação do mesmo é conhecido para os versadoss na técnica no campo de componentes eletrônicos.

Uma das três saídas do dito circuito eletrônico de interface muzi- pad 60 situada em cada tal muzi-pad 18 é conectada aos terminais de entra- da 61a, 61b. As voltagens positivas geradas no dito circuito eletrônico de interface muzi-pad 60 carregam o capacitor 61 i através do diodo 61 g. O dio- do 61 g assegura que as cargas armazenadas, deste modo, no capacitor 61 i não fluam na direção oposta, ou seja, de volta para a fonte de entrada, quando a voltagem na última cai abaixo do capacitor 61 i. Alternativamente, o mesmo assegura que as voltagens negativas geradas pelo dito muzi-pad não descarreguem no capacitor 61 i. A 5 combinação de séries de diodo 61 g e capacitor 61 i, portanto, assegura que o capacitor seja carregado na voltagem de entrada de pico.

O resistor 61 h assegura que o capacitor seja descarregado no próximo golpe do dito muzi-pad 18. O valor deste resistor é escolhido, de modo que o capacitor seja suficientemente descarregado em 50 ms permi- 10 tindo, deste modo, que o detector capture os valores de picos de golpes que ocorrem em velocidade de até 20 golpes por segundo é conhecido como maior que a velocidade mais rápida medida na qual um baterista convencio- nal pode desempenhar. O período de 50 ms também permite o tempo sufici- ente para o ADC converter o valor de pico analógico em seu equivalente di- 15 gital. O valor de pico é produzido através dos terminais 61 c, 61 d.

Sabe-se que no modo normal de reprodução, por meio do qual o instrumento usado para golpear o dito muzi-pad 18 é imediatamente erguido após o impacto, o dito muzi-pad 18 pode gerar uma resposta oscilatória a- mortecida para um único golpe. Tal saída também pode ser gerada pela ten- 20 dência natural do instrumento saltar na dita superfície de muzi-pad 18 logo após o primeiro impacto. Sabe-se também que existirão alguns modos de reprodução, por meio dos quais o usuário pode tentar segurar o instrumento de reprodução contra o dito muzi-pad 18 imediatamente após o primeiro im- pacto. Neste caso a resposta de saída pode ser um único pulso transiente.

Para assegurar um mínimo atraso entre o primeiro e a geração

de uma voltagem que representa a força de pico de impacto na saída do Sis- tema de Circuito de Detecção & Acionamento de Pico 61, os sensores 59 no dito muzi-pad 18 são conectados no Sistema de Circuito de Detecção & A- cionamento de Pico 61, de tal modo que assegure que o primeiro pico na 30 resposta de saída seja sempre positivo. Na modalidade preferida, o material e a construção do dito muzi-pad 18 devem ser de modo que esta resposta seja significativamente amortecida em um período não maior que 25 milisse- gundos após um impacto de bastão. Além disso, os picos sucessivos na resposta de saída em um único golpe deve ficar não mais que 20 milisse- gundos separada. Estes períodos especificados são selecionados para as- segurar que cada golpe seja detectado quando o músico toca os instrumen- 5 tos de reprodução em qualquer tal muzi-pad 18 na ou abaixo da taxa de 24 golpes por segundo que é conhecida por exceder a taxa toque máximo me- dido através dos bateristas profissionais.

O capacitor 61 f e resistor 61 j em série formam um filtro passa alta que enfatiza os transientes agudos no sinal de entrada devido ao golpe 10 no dito muzi-pad 18. O sinal filtrado é lançado em um braço de um compara- dor 61 m no qual é aplicada na outra entrada uma voltagem de referência gerada pela cadeia divisora potencial formada pelos resistores 61L e 61 k. A saída de comparador gera, portanto, um pulso positivo quando o valor de entrada filtrado excede o valor de referência. O pulso de acionamento é pro- 15 duzido através dos terminais 61 e e 61 d.

Tanto os sub-circuitos de detecção de acionamento como de pico do Sistema de Circuito Detector & Acionador de Pico 61 são usados em sensores na zona de golpe primária 56. Para os sensores nas zonas de gol- pe secundárias 57, 58 o circuito acionador Sistema de Circuito Detector & 20 Acionador de Pico 61 não é usado. Entretanto o circuito detector de pico do Sistema de Circuito Detector & Acionador de Pico 61 é usado para indicar os níveis-de excitação produzidos por estes sensores quando o dito muzi-pad 18 é golpeado.

O módulo de Lógica de Ressalto e Supressão 62 é usado para 25 validar a ocorrência de um golpe ao eliminar o efeito parasítico de múltiplos pulsos gerados pelo sensor em resposta a um único golpe. Sem a Lógica de Ressalto e Supressão 62, estes múltiplos pulsos podem ser facilmente inter- pretados de modo errôneo através dos componentes eletrônicos de proces- samento rápido no circuito eletrônico de montagem principal 31 como múlti- 30 pios golpes. Este módulo não é requerido para os sensores, tais como os sensores de efeito Hall, que apresenta inerentemente uma capacidade de ressalto, porém, irá funcionar se esta tecnologia de comutação for usada. A saída de Lógica de Ressalto e Supressão 62 é alimentada em um módulo de Lógica de Codificação 66 que codifica o número de dispositivos relevante para lançar no Processador Embutido de Montagem principal 68.

Contemporaneamente, com a codificação de número de disposi- 5 tivo de, um sinal de ativação acionador é produzido pela Lógica de Ressalto e Supressão 62 no módulo de Lógica de Seleção e Acionador de ADC 65. O dito módulo produz um sinal para começar o processo de conversão de da- dos no arranjo ADC 64. A dita matriz contém um ADC que será selecionado pela Lógica de Ressalto e Supressão 62 para converter o valor analógico da 10 altura de pico em uma palavra digital. Esta informação é codificada na saída de dados do ADC no arranjo ADC 64 para lançar no Processador Embutido de Montagem Principal 68.

A Lógica Geradora de Interrupção 67 monitora todos os Conver- sores Analógico-Digitais no arranjo ADC 64 para conclusão de seus respec- 15 tivos ciclos e sinais de conversão de dados o Processador Embutido de Montagem Principal 68 acessa para identidade do dito muzi-pad 18 que foi golpeado a partir da saída do módulo Lógica de Codificação 66 e para Ier a palavra digital correspondente que representa a magnitude de força do golpe a partir do Conversor Analógico-Digital no arranjo ADC 64.

A Lógica Geradora de Interrupção 67 adotando entradas a partir

do sinalizador de saída de final de conversão de Conversores Analógico- Digitais no arranjo ADC 64 e gera uma solicitação de interrupção para o Pro- cessador Embutido de Montagem Principal 68. O dito processador é pro- gramado para identificar o dito muzi-pad 18, a almofada pré-ajustada 19 ou 25 pedal 20, 21 que foi ativada e para Ier os valores de dados correspondentes ao dito valor de pico de saída ou saída de pedal 20, 21 do muzi-pad 18, con- forme necessário.

Após o Processador Embutido de Montagem Principal 68 Ier a saída do Conversor Analógico Digital selecionado no arranjo ADC 64, o mesmo envia um reconhecimento para a interrupt Lógica Geradora de Inter- rupção 67 que, então, limpa o sinalizador de saída de final de conversão de Conversores Analógico-Digitais no arranjo ADC 64. O mesmo, então, trans- mite comandos MIDI através do módulo de Interface Externa 72 para os dis- positivos MIDI apropriadamente configurados conectados à Interface de Por- tas 5. Na modalidade preferida do aparelho da presente invenção, a Interfa- ce de Portas 5 pode implementar uma porta MIDI OUT e uma porta sem fio 5 MIDI.

O fluxo MIDI gerado também pode ser direcionado a um módulo de Síntese Interna 69 que é facilitado pela implementação da memória de Banco de Tom 70 na memória removível padrão, tal como, cartões Digitais Seguros (SD) ou Smart Media (SM) ou uma USB chave de memória.

As Portas l/O 5 na presente invenção, suporta a conexão aos

dispositivos externos que usam protocolos MIDI, USB, Firewire e Ethernet padrão. O MIDI sem fio também é apresentado. Estas características ineren- tes não apenas permitem a flexibilidade ótima na comunicação MIDI, mas, também facilita a transferência de material de desempenho, incluindo as se- 15 quências MIDI e bancos de tom, bem como atualizações de software e firm- ware para músicos itinerantes. A última facilidade, em particular, permite que o aparelho da presente invenção seja adaptado aos novos protocolos MIDI, à medida que eles são publicados pela Associação de Fabricantes de MIDI.

Exceto em alterações menores, o Processador Embutido de Montagem Principal 68 opera nas entradas a partir dos pedais 20, 21 de maneira similar a dos ditos muzi-pads 18. Em particular, para os pedais 20,

21 com saídas análogas contínuas, as ditas saídas são alimentadas direta- mente em um Conversor Analógico-Digital no arranjo ADC 64. Isto se aplica, por exemplo, aos pedais 20, 21 que são capazes de tais saídas e são confi- gurados como controles de volume.

Além disso, o circuito detector de pico do módulo Detector & A- cionador de Pico 61 é substituído por um buffer de ganho de unidade não invertido, o projeto deste é conhecido para os versadoss na técnica do proje- to eletrônico. A saída deste buffer é conectada ao arranjo ADC 64 para pro- 30 porcionar uma indicação de ativação de pedal quando o pedal 20, 21 é usa- do como um controle de volume ou como roda de passo. O circuito aciona- dor do módulo Detector & Acionador de Pico 61 proporciona uma saída a- cionadora que sinaliza quando o pedal passou por um ponto referência pré- ajustado ao longo de seu percurso. Este ponto é determinado pelo conjunto de valor de referência através da rede divisora potencial formada pelos resis- tores 61 k, 611 na Figura 9.

5 Exceto em alterações menores, o Processador Embutido de

, Montagem Principal 68 opera nas almofadas pré-ajustadas 19 de maneira similar a dos ditos muzi-pads 18 exceto pelo fato de que não existem cone- xões para o arranjo ADC 64 nem o circuito detector de pico do módulo De- tector & Acionador de Pico 61 é utilizado. Apenas o circuito acionador do 10 módulo Detector & Acionador de Pico 61 é utilizado para indicar a ocorrência de um golpe de almofada pré-ajustada 19.

O LEDA 22 é acionado pelo Módulo de Controle de LEDA 73 que adota como sua entrada os fluxos de dados MIDI transmitidos pelo Pro- cessador Embutido de Montagem Principal 68. A seleção do dispositivo de 15 emissão de Iuz específico no LEDA 22 que será ativada é determinada a partir da informação de nota embutida no fluxo MIDI e na configuração pro- gramada pelo usuário dos ditos muzi-pads 18 que mapeia os ditos muzi- pads 18 em notas. A fonte de fluxo MIDI pode ser interna, conforme gerada pelos ditos muzi-pads 18 quando em modo de diagnóstico, ou externa, 20 quando gerada por outro dispositivo MIDI na Rede MIDI com fio ou sem fio quando em modo tutor.

Os módulos de lógica no Circuito de Interface de Montagem Principal 63 podem ser implementados usando qualquer tecnologia eletrôni- ca digital disponível, incluindo Arranjos de Porta Programáveis em Campo 25 (FPGAs), Circuitos Integrados de Aplicação Específica (ASIC) ou um arranjo processadores embutidos. A implementação preferida utiliza um FPGA com núcleos de processador embutido para implementar todos os aspectos do Processador de Montagem Principal 68, bem como o Circuito de Interface de Montagem Principal 63 exceto o módulo Detector & Acionador de Pico 61 e 30 o arranjo ADC 64. Isto facilita a velocidade de processamento e, portanto, a baixa latência a custo razoável.

O diagrama de fluxo de dados de software 74 (DFD) do Proces- sador Embutido de Montagem Principal 68 da Figura 10, emprega a conven- ção Gane-Sarson por meio da qual os processos de transformação de dados são representados por formatos oblongos, as áreas de armazenamento de dados são representadas por retângulos com lados abertos e as interfaces 5 de entrada e saída por retângulos fechados. O movimento de dados é indi- cado por setas.

Os processos de Validação & ID de Pedal Ativado 8, a Validação de Muzi-pad Ativado, Detecção de ID & Nível 9 e a Validação & ID Pré- ajustado Ativado 10 mostrados no esquema de nível superior 1 da Figura 3 10 são implementados no processo Operador de Interrupção de Superfície de Reprodução 75 no software Processador Embutido de Montagem Principal DFD 74 da Figura 10.

O processo String Builder MIDI 11 no esquema de nível superior

1 é diretamente implementado como o Gerador de Comando MIDI 79 no software Processador Embutido de Montagem Principal FD 74 da Figura 10.

Os componentes de software do Processo de Síntese Interna 13 no esquema de nível superior 1 são embutidos no Processo de Síntese In- terna 88 da Figura 10.

As diversas tarefas do Processo de Controle e Configuração de 20 Sistema 12 mostradas no esquema de nível superior 1 da Figura 7 são dis- tribuídas entre o Processo de Controle Sistema 86, o Processo de Interface 87, Processo Carregador Pré-ajustado 77 e o Processo Controlador de LE- DA 84 no software de Processador Embutido de Montagem Principal DFD 46 da Figura 10.

As diversas tarefas no Processo de Gravação & Reprodução de

Dados MIDI 14 na Figura 1 são implementados no Processo de Gravação & Reprodução 81 e no Processo Temporizador MIDI 80 na Figura 10.

O armazenamento de dados Configuração 16 para a presente invenção, mostrado no esquema de nível superior 1 da Figura 1 é distribuído entre os elementos de memória de Configurações de Sistema 85, memória de Configuração Pré-ajustada 76, memória de Configuração Muzi-pad 78 e memória de Configuração de Porta l/O 83 no Software processador embuti- do de montagem DFD 46 da Figura 10. A memória de Banco de Tom 17 e a memória de Banco de Música 15 mostradas no esquema de nível superior 1 da Figura 1 são diretamente realizadas na memória de Banco de Tom 70 e Memória de Música 82 no software processador embutido de montagem DFD 46 da Figura 10.

O processo Operador de Interrupção de Superfície de Reprodu- ção 75 é ativado pela Lógica Geradora de Interrupção 67 no circuito eletrôni- co de montagem principal 31. Isto sinaliza a disponibilidade de novos dados a partir dos ditos muzi-pads 18 ou almofadas pré-ajustadas 19 na superfície 10 de reprodução 25. Quando a interrupção é recebida, o processo Operador de Interrupção de Superfície de Reprodução 75 identifica a fonte da interrup- ção como as almofadas pré-ajustadas 19 ou como os ditos muzi-pads 18 que usam os dados apresentados pela Lógica de Codificação 66. O uso de interrupções facilita a captura rápida e segura e o processamento de eventos 15 de golpe de dispositivo.

Se a fonte da interrupção for identificada como as almofadas pré-ajustadas 19, o número do dispositivo ativada é obtido a partir da saída de dados de número pré-ajustado a partir do codificador 38.

Se a fonte da interrupção for identificada como um muzi-pad 18, 20 o Operador de Interrupção de Superfície de Reprodução 75 identifica o golpe de nota ao Ier a dita saída de dados de número muzi-pad a partir da Lógica de Codificação 66 no circuito eletrônico de montagem principal 31. A mes- ma, então, amostra o nível de nota ao Ier a saída do arranjo ADC 64. A mesma, então, obtém o número de qualquer pedal 20, 21 que é pressionado 25 ao Ier a saída de dados de número de pedal 20, 21 a partir do codificador 38 no circuito eletrônico de montagem principal 31. Finalmente, a mesma lê a saída dos sensores secundários no dito muzi-pad relevante 18 que corres- ponde às zonas de golpe circunferenciais 57 e as zonas de golpe radiais 58.

Todos estes dados são, então, comunicados para o Processo Gerador de Comando MIDI 79.

O Gerador de Comando MIDI 79 constrói os fluxos de dados de comando MIDI com base na informação recebida do Operador de Interrup- ção de Superfície de Reprodução 75 que usa os dados de configuração atu- ais na Memória de Configuração Muzi-pad 78. O dado nesta área fica dis- posto como uma matriz programável que mapeia cada muzi-pad 18 em uma designação especificada pelo usuário de propriedades de nota, incluindo, 5 entre outros, nota, voz, canal MIDI, SSAF e MSSV. As capacidades, tais como, timbre variável, configurações de acordes e múltiplas vozes também são acomodadas no Gerador de Comando MIDI 79.

A memória de armazenamento de Configuração de muzi-pad 78 aceita dados a partir do Processo Carregador Pré-ajustado 77 ou do Proces- so de Controle de Sistema 86. O Processo de Controle de Sistema 86 arma- zena dados na memória de armazenamento de Configuração de muzi-pad 78 com base na entrada de usuário a partir do Console de Controle & Exibi- ção. O mesmo também alimenta a memória de Configuração Pré-ajustada 76 com os dados de configuração pré-ajustada para cada pré-ajuste nume- rado conforme determinado pelo usuário. O processo Carregador Pré- ajustado 77 é responsável pela recuperação dos dados de muzi-pad arma- zenados na memória de Configuração Pré-ajustada 76 que corresponde à informação de número pré-ajustado transmitida a partir do Operador de In- terrupção de Superfície de Reprodução 75 e grava os dados na Memória de Configuração Muzi-pad 78. Isto facilita a reconfiguração automática e dinâ- mica do sistema.

Os fluxos de dados de comando MIDI são, então, encaminhados para o processo de Interface l/O 87, que transmite estes comandos MIDI através de um ou mais canais na Interface de portas l/O 5. O papel do pro- 25 cesso de Interface l/O 87 é formatar o fluxo MIDI para a transmissão através de qualquer canal de saída ser selecionada pelo usuário. A saída MIDI a partir do processo de Interface l/O 87 também pode ser direcionada ao Pro- cesso de Síntese Interna 88 ou ao processo Controlador LEDA 84. O pro- cesso de Interface l/O 87 usa a informação na memória de Configuração de 30 Porta l/O 83 para identificar os números de canal MIDI IN e MIDI OUT sele- cionados a partir do usuário e para determinar se o sintetizador interno 69 e/ou o LEDA 22 serão desativados. O processo Controlador LEDA 84 é responsável por controlar o estado ON/OFF de cada dispositivo de emissão de Iuz 22 na superfície de reprodução 25. O mesmo aceita entrada a partir da superfície de reprodução 25 ou a partir da porta MIDI IN atual através do processo de Interface l/O 87.

O controlador LEDA obtém seu estado de operação a partir da memória de Configurações de Sistema 85. Este estado inclui seu estado ativo, ON ou OFF, se o mesmo está em um modo tutor ou de Diagnóstico e a fonte do fluxo de dados MIDI como interna ou externa através da porta MIDI ativa.

O processo de Controle de Sistema 86 usa o Gerenciador de 10 Menu de Console de Controle para ajustes de configurações de entrada e exibição atuais da presente invenção. O processo Gerenciador de Menu de Console de Controle 89 controla exibição interativa e a entrada de usuário no console de controle & de exibição 23. Na implementação preferida da presente invenção, a interface de usuário implementa uma página baseada 15 na estrutura de menu, conforme descrito daqui por diante no presente do- cumento.

O Processo de Gravação & Reprodução 81, quando ativado pelo usuário, armazena dados de fluxo MIDI junto com a informação de carimbo de tempo, a partir do processo temporizador MIDI 80 na Memória de Banco 20 de Música 82. As músicas armazenadas no Banco de Música 82 podem ser recuperadas pelo Processo de Gravação & Reprodução 81 para reprodução através do processo de Interface l/O 87. O processo de Interface l/O 87 também pode misturar o fluxo de reprodução MIDI a partir do Processo de Gravação & Reprodução 81 com novos dados de fluxo MIDI gerados pelo 25 usuário a partir dos muzi-pads 18 na superfície de reprodução 25. Isto permi- te que um músico coloque uma trilha de batimento que pode ser, por exem- plo, reproduzida como acompanhamento. O processo Temporizador MIDI 80 também é usado para implementar um recurso de metrônomo através do Processo de Síntese Interna 88.

O Processo de Gravação & Reprodução 81 também é usado

para recuperar as seqüências de ritmo MIDI a partir do Banco de Música 82. Com relação a isto, o Banco de Música 82 é dividido em quatro seções (a) Armazenamento de Música Programável pelo Usuário que facilita o armaze- namento de seqüências geradas pelo usuário ou transferidas pelo usuário, conforme descrito acima; (b) Armazenamento de Ritmo Programável pelo Usuário que opera de maneira similar à seção de Armazenamento de Músi- 5 ca programável pelo usuário, porém, é especificamente identificada por pa- drões de Ritmo; (c) Armazenamento de Música APHAMS, onde as seqüên- cias predefinidas são armazenadas e não podem ser apagadas pelo usuário e (d) Armazenamento de Ritmo APHAMS, onde as seqüências de ritmo pre- definidas são armazenadas e as quais não podem ser apagadas pelo usuá- 10 rio.

Os subsistemas de hardware e software eletrônicos descritos acima para o aparelho da presente invenção permitem a implementação de uma pluralidade de capacidades que pode ser acessada através do menu sistema, conforme apresentada no console de controle & de exibição 23.

A referência é feira agora à Tabela 3, Tabela 4 e Tabela 5 abai-

xo que proporcionam uma lista típica das opções selecionáveis pelo usuário disponíveis para a presente invenção. A modalidade preferida pode imple- mentar estas opções como um menu baseado em página exibido no console de controle & de exibição 23.

O dito menu é mostrado usando uma estrutura aninhada, da

forma:

Item 1{ltem a{ltem I, Item II}, Item b} por meio da qual os submenus de um item de menu mais alto na hierarquia são confinados em chaves. Os itens de menu mostrados em negrito são re- 25 almente implementados como itens de menu de nível superior em outros lugares na estrutura de menu e podem, portanto, ser independentemente acessados. No exemplo, o Item a e Item b são submenus do Item 1 com o Item a que inclui submenus de Item I e Item II.

Quando um dado usuário entra em uma nova categoria no me- nu, o ajuste atual é exibido como um ponto inicial. Um aviso EXIT fica dispo- nível para salvar ou cancelar as seleções feitas. Os valores originais são restaurados se CANCEL for selecionado. Estes são comuns a todos os itens de menu e não são mostrados nas Tabelas 3, 4 e 5. Proporciona-se uma opção por meio da qual um menu sai se não existir entrada por um período determinado pelo usuário; o padrão é ajustado em 10 segundos. Todas as configurações de menu são salvas em desativação na memória não-volátil.

Além disso, existe um item de submenu RING SELECT que apa-

rece em toda a estrutura e que facilita a aplicação de todos os ajustes apro- priados listados no nível em que o mesmo aparece em um tom específico, ao selecionar o Tom#0 46, Tom#1 47 ou Tom#2 48, ou simultaneamente, todos os tons, ao selecionar ALL, o sistema-padrão. Isto facilita a implemen- 10 tação de um recurso separado por meio do qual cada tom pode ter sua pró- pria faixa músical ou voz.

O nível superior da estrutura de menu permite quatro grupos principais de opções (a) PLAYING SURFACE, (b) TONES, (c) SYSTEM CONFIGURATION e (d) RECORD/PLAYBACK.

O item de menu de PLAYING SURFACE tem quatro submenus:

RING _SELECT, RANGE, LAYOUT e SAVE TO PRESET.

Se ALL for selecionado no submenu RING SELECT o submenu RANGE permite que o usuário ajuste a nota mais baixa para todo o apare- lho. Este é alocado no muzi-pad 18 000. As notas nos tons internos serão, 20 então, automaticamente ajustadas em uma oitava mais alta para o Tom#1 46 e duas oitavas mais alta para o Tom #2 48. O submenu atende todas as oito oitavas que correspondem a CO, C1, C2, C3, C4, C5, C6 ou C7. Se os tons individuais forem selecionados no submenu RING SELECT, o submenu RANGE ajusta a nota mais baixa no tom selecionado. Para a invenção atual 25 esta será sempre uma nota C que corresponde ao muzi-pad 18 ROO, onde R é o número de tom.

O submenu LAYOUT facilita a seleção de estilos de esboço de nota. As seleções proporcionadas são 4a e 5a, cromáticas e personalizadas. A seleção personalizada facilita a designação arbitrária a cada muzi-pad in- dividual 18 uma nota exclusiva especificada pelo número de oitava, oitavas abrangentes 0 a 8 e notas que abrangem CaB.

O submenu SAVE TO PRESET permite que o usuário salve os ajustes atuais no menu PLAYING SURFACE em um dos diversos pré- ajustes físicos e virtuais. O usuário deve selecionar um grupo pré-ajustado e um número pré-ajustado que correspondem a qualquer um dos botões de pré-ajuste virtual ou físico, dispositivos ou pedais.

O menu TONES permite o acesso rápido e direto às vozes sinte-

tizadas, bem como as capacidades de geração de acorde, múltiplas vozes e timbre do aparelho da presente invenção. O submenu RING SELECT do menu TONES facilita a aplicação de opções de menu TONE selecionado em qualquer um ou em todos os tons.

O submenu VOICE proporciona o acesso aos nomes e códigos

de correção MIDI de acordo com a designação MIDI Geral e como listado na Tabela 4. Cada nova seleção de voz faz com que o software de operação envie um comando de Alteração de Correção MIDI para o dispositivo MIDI no canal designado ao tom ou tons relevantes. Tanto os nomes e os códigos 15 MIDI gerais são exibidos. O submenu lista a seleção de voz GM padrão a- través de grupamentos designados MIDI Gerais padrão: Piano, Percussão Cromática, Órgão, Guitarra, Baixo, Cordas, Conjunto, Metais, Palheta, Flau- ta, Sintetizador Principal, Dispositivo Sintetizador, efeitos Sintetizadores, Ét- nicos, Percussivos, Efeitos Sonoros.

Além disso, o usuário pode selecionar qualquer uma das faixas

de tambor de aço e ritmo-padrão abaixo da seleção de submenu STEEL- PAN. Na implementação mais simples da invenção atual, a seleção de qual- quer uma das opções listadas neste item ajusta a voz ao Tambor de aço e ritmo MIDI Geral, código MIDI 115, o esboço como 4a e 5a e a nota mais bai-

xa da seguinte forma: Tenor - C4, Tenor Duplo - C3, Segunda Dupla - Ca, Guitarra - C2, Violoncelo - C2, Quadrifônico - C2, Baixo Tenor - C1, seis Baixos - C1. A nota mais baixa é C e é colocada no muzi-pad 000. Isto per- mite a rápida configuração da presente invenção para emulação e síntese de tambor acústico de aço.

Os tambores acústicos de aço com faixas similares diferem um

pouco no timbre produzido. Por exemplo, um baixo tenor não enfatiza as parciais inferiores tanto quanto os seis (6) baixos para notas que são co- muns em ambos os instrumentos. Portanto, sabe-se que a síntese do ins- trumento tradicional será um pouco falha se a mesma voz MIDI for usada para todas as faixas. Na modalidade preferida, este problema é solucionado através da síntese interna mais precisa de cada instrumento de tambor de

aço e ritmo ou através do uso do recurso de amostragem disponível em mui- tos sintetizadores MIDI comerciais.

A seleção do submenu DRUM configura a presente invenção para enviar comandos no Canal 10, que é alocado em Tambores MIDI Ge- rais. A modalidade preferida designa os muzi-pads para o Tam- bor/Percussão é mostrada na Tabela 5.

Os usuários também podem lançar códigos MIDI usando direta- mente o menu VOICE que permite que o usuário use dispositivos MIDI com mapeamentos que diferem do mapa de correção GM. Muitos módulos de som MIDI irão requerer que estes sejam acessados ao especificar o número 15 de banco MIDI relevante; o usuário pode fazer isto através do item de sub- menu MIDI sob o menu SYSTEM CONFIGURATION.

Superfície de Reprodução {

Ring Select{ALL, 0,1,2...}

Range{Co, C-ι, C2, C3, C4, C5, Ce, C7}

Layout {4/5 (default), Chromatic, Custom

{Pad Select{000, 001.....200.....211},

Octave_N umber{0,1,2...8},Note{C,C#,D,Eb,E, F,G#,G,G#,A,Bb,B}}

Save To Preset{ Group{1,2,...}, Pre- set{V1,...V8,

P1,... P4, Pedal 0, Pedal 1}}

}

Tons {

Ring Select{ALL,0,1,2...}, _Voice{Steelpan{6-Bass, Tenor Bass, Gui- * Vide Tabela 3 ** Vide Tabela 4 Configuração de Sistema

tar/Cello, Double Second, Double Tenor, Te- nor},

General MIDI Voices{1-128 in GM Groups of 8*},

Drums**,

Code{1-128}

},

Multi-Voice{ON/OFF, Voice, Volume} Chords{ON/OFF, Select{selection of major and minor chords}}

Timbre{ON/OFF, SSAF, MSSV}

Save To Preset{Group{1,2,...}, Pre- set{VI,...V8, P1....P4, Pedal 0, Pedal 1}}

}

{

Pedals{Volume, Sustain, Pitch Bend, Synch lntro, Syneh Ending, Preset{Pedal 0, Pedal 1}}

MIDI_set{Ring Select{ALL, 0,1,2...}, OUT_Channel

{1-16}, IN_Channel{1-16}, Bank{1-127}, Port{MIDI, Ethernet1USB, Firewire}} LEDA{ON/OFF, Tutor, Diagnostie, Sour- ee{APHAMS, MIDI}}

Synthesis{

lnternal{ON/OFF}, External{ON,OFF}, ToneBank{lnternal, Card, Update {Souree{Extemal{MIDI}, Card}},

}

Display_{BackLight{ON/OFF},_Con- trast{min,...max}}

Menu Timeout{NONE, Time{1,...,10}}

Software Update{ON/OFF}

}

Gravação/Reprodução

{

Status{Start, Stop},

Song{Group 1 {1...nSOngs},...Group n{1 ...risongs}} User Song {Group 1{1...nSOngs},-Group n{1...nsongs}, Card{1...}}

Record{Source{APHAMS, Card{1...}, Exter- nai},

Destination {Group 1{1...nsongs},---Group n{1 ··-nsongs}}

}

Rhythm{Select{Group 1 {1 ...nsongs},...Group n{1... nSOngs}} }

Tempo {1-128}

Metronome{OFF, ON}

_1_

Tabela 3 PIANO PERCUSSÃO CRO¬ ÓRGÃO VIOLÃO 1. Acústico de cauda MÁTICA 17. órgão Drawbar 25. Guitarra acústica de 2. Acústico vertical 9. Celesta Hammond naílon 3. Grande elétrico 10. Metalofone 18. Órgão percursivo 26. Guitarra acústica de 4. Honky-Tonk (de 11. Caixa de Música 19. Órgão de rock aço Cabaré) 12. Vibrafone 20. Órgão de igreja 27. Guitarra elétrica de 5. Piano Elétrico 1 13. Marimba 21. Órgão de junco jazz 6. Piano Elétrico 2 14. Xilofone 22. Acordeão 28. Guitarra elétrica pura 7. Cravo 15. Sinos Tubulares 23. Harmônica 29. Guitarra elétrica aba¬ 8. Clavinete 16. Dulcimer 24. Bandoneon fada 30. Guitarra saturada 31. Guitarra com distorção 32. Guitarra harmônica BAIXO CORDAS SOLO CONJUNTO MÚSICAL METAIS 33. Baixo acústico 41. Violino 49. Conjunto de Cordas 57. Trompete 34- Baixo elétrico 42. Viola 1 58. Trombone (digital) 43. Violoncelo 50. Conjunto de Cordas 59. Tuba 35. Baixo elétrico 44. Contrabaixo 2 60. Trompete baixo (puxado) 45. Cordas com vibra¬ 51. Cordas Sintetizadas 61. Trompa Francesa 36. Baixo Fretless ção 1 62. Grupo de metais 37. Baixo Slap 1 46. Cordas Pizzicato 52. Cordas Sintetizadas 63. Metais sintetizados 1 38. Baixo Slap 2 47. Cordas orquestrais 2 64. Metais sintetizados 2 39. Baixo sintetizado 48. Tímpano 53. Coral Aahs 1 54. Voz Aahs 40. Baixo sintetizado 55. Voz Sintetizada 2 56. Parada Orquestral REED PIPE SINTETIZADOR PRIN¬ DISPOSITIVO SI NTETI- 65. Sax Soprano 73. Pícolo CIPAL ZADOR 66. Sax Alto 74. Flauta 81. Quadra 89. New Age 67. Sax Tenor 75. Gravador 82. Dente de serra 90. Morno 68. Sax Batítono 76. Flauta transversal 83. Calíope 91. Poli sintetizado 69. Oboé 77. Sopro em garrafa 84. Chiff 92. Coral 70. Trompa Inglesa 78. Skakuhachi 85. Charango 93. Arco 71. Fagote 79. Assobio 86. Voz 94. Metálico 72. Clarineta 80. Ocarina 87. Quintas 95. Halo 88. Baixo + Metal 96. Ritmo EFEITOS SINTÉTI¬ ÉTNICOS PERCUSSIVOS EFEITO SONORO COS 105. Citara 113. SinoTinkie 121. Corda de violão ris¬ 97. Chuva 106. Banjo 114. Agogô cada 98. Trilha sonora 107. Shamisen 115. Tambor de aço e 122. Respiração 99. Cristal 108. Koto ritmo 123. Ondas do mar 100. Atmosfera 109. Kalimba 116. Bloco de madeira 124. Gorjeio de pássaros 101. Claridade 110. Gaita de foles 117. Tambor Taiko 125. Campainha de Tele¬ 102 Goblins 111. Rabeca 118. Tom Melódico fone 103. Ecos 112. Shanai 119. Tambor Sintetizado 126. Helicóptero 104. Sc-fi 120. Cim balo Reverso 127. Aplausos 128. Tiro Tabela 4

Almo¬ Tam¬ Códi¬ fada bor/Percussão go GM MIDI 100 Agogo L 68 101 Bongo L 61 102 Bongo H 60 103 Cowbell 56 104 Crash Cymbal 49 105 Jingle Bells 83 106 Cabasa 69 107 Timbale H 65 108 Timbale L 66 109 RideCym b2 59 110 Hand Clap 39 111 Agogo H 67 Tabela 5

Almo¬ Tambor/Per¬ Códi¬ fada cussão GM go MIDI 000 Kick 36 001 Snare 38 002 Hi-Hat Open 46 003 Hi Hat Closed 42 004 Chin Cymbal 72 005 Low Tom 45 006 Mid Tom H 47 007 Mid Tom L 48 008 High Tom 50 009 RideCymbI 51 010 Tambourine 54 011 Side Stick 37 Almo¬ Tambor/Percus¬ Có¬ fada são GM digo MIDI 200 OpenRimSt 34* 201 202 FingerSnap 19* 203 204 CIickNoise o CM 205 206 Wood BIkL 77 207 Wood BIkH 76 208 209 210 211 Apenas formato Yamaha XG O submenu CHORDS permite que o usuário ligue e desligue a

opção de Acordes. Quando ligada, os tons selecionados são configurados para execução de única corda de baqueta, por meio do qual cada muzi-pad no tom relevante toca um acorde quando golpeado.

O submenu MULTI-VOICE permite que o usuário toque simulta- neamente duas ou mais vozes, quando um único muzi-pad é golpeado. Quando ativado, requer-se que o usuário selecione as vozes requeridas a partir do submenu VOICE.

O item de submenu TIMBRE permite que o usuário ative ou de- 5 sative o recurso de timbre variável da presente invenção e também permite o ajuste dos parâmetros SSAF e MSSV que determinam os níveis das notas acionadas pelos sensores nas zonas de golpe secundárias 28, 29.

O submenu SAVE TO PRESET, permite que o usuário salve os ajustes relevantes atuais em um dos diversos pré-ajustes físicos e virtuais. O usuário deve selecionar um grupo pré-ajustado e um número pré-ajustado que corresponda a qualquer um dos botões de pré-ajuste virtual ou físico, dispositivos ou pedais.

O menu SYSTEM CONFIGURATION permite que o usuário atu- alize diversos recursos gerais da presente invenção. Este inclui ajustes para os pedais de pé 20, 21, o LEDA 22, dispositivo de síntese, MIDI, console de controle & de exibição 23 e o menu.

O submenu PEDALS permite que o usuário designe os pedais de pé 20, 21 à função como controles para volume, efeito de amortecimento, efeito de sustentação, flexão de passo, controle de ritmo para alterar se- quências rítmicas no início ou no final de uma música ou uma comutação pré-ajustada.

O submenu MIDI_SET facilita a configuração das portas MIDI e números de canal. Os números de canal podem ser especificados por um dispositivo MIDI externo no qual os comandos MIDI podem ser enviados. O submenu RING SELECT facilita a aplicação de opções de submenu Ml- DI_SET em qualquer um ou todos os tons.

O submenu IN-ChanneI é usado para ajustar o número de canal para a presente invenção; este é o número de canal em que o mesmo ouve comandos MIDI de entrada distante para o arranjo de dispositivos de emis- são de luz.

O submenu OUT-CHANNEL facilita a seleção dos números de canal em que a presente invenção transmite a informação MIDI. O submenu BANK permite que usuário especifique um banco MIDI no dispositivo MIDI atualmente endereçado. Isto facilita o acesso aos tons e recursos específicos de fabricante nos dispositivos MIDI externos.

O submenu PORT facilita a seleção da porta física a ser usada para a comunicação MIDI. A modalidade preferida facilita a comunicação através do MIDI, Ethernet, firewire ou USB padrão e identifica para o usuário todas as portas que são realmente conectadas a um dispositivo MIDI exter- no.

O submenu LEDA permite que o usuário ative ou desative o LE- DA 22, selecione seu modo operacional como tutor ou diagnóstico e selecio- ne o canal de fonte para a MIDI de entrada no arranjo de dispositivos de e- missão de luz. O último pode ser a presente invenção ou um dispositivo MIDI externo.

O submenu SYNTHESIS facilita a seleção de um sintetizador MIDI externo ou sintetizador interno da presente invenção. O mesmo tam- bém facilita a seleção e atualização do banco de tom sintetizador. As atuali- zações podem ser obtidas a partir de um cartão de memória ou uma fonte externa através de MIDI.

O submenu DISPLAY permite o ajuste de níveis de contraste e iluminação traseira de console de controle & de exibição 23.

O submenu MENU TIMEOUT permite que o usuário ajuste o pe- ríodo limite para exibições de menu. A tela de menu de nível superior é exi- bida após este período ter decorrido.

O submenu SOFTWARE UPDATE facilita a transferência de firmware atualizado para a presente invenção e software a partir do compu- tador do usuário.

O menu RECORD/PLAYBACK facilita a gravação e reprodução de seqüências MIDI armazenadas na presente invenção.

O submenu STATUS inicia a gravação ou reprodução de quais- quer itens selecionados nos outros submenus. Quatro batimentos são pro- porcionados no tempo selecionado para instruir o início da ação requerida.

O submenu SONG permite o acesso às músicas MIDI armaze- nadas. Cada música é identificada por um nome ou número de grupo e um nome ou número de música. As músicas listadas neste submenu são per- manentemente armazenadas na memória músical da presente invenção.

O submenu USER SONG permite o acesso às músicas MIDI gravadas e armazenadas pelo usuário na memória músical da presente in- venção ou no cartão de memória externa.

O submenu RECORD facilita o armazenamento de seqüências MIDI geradas pelo usuário conforme a presente invenção é tocada ou a par- tir de uma fonte remota. O submenu SOURCE permite que o usuário sele-

cione a fonte MIDI para gravar como APHAMS o armazenamento de cartão externo ou a partir de uma fonte externa cujo endereço deve ser especifica- do pelo ajuste IN_CHANNEL no item de menu MIDLSET. O submenu DES- TlNATION permite que o usuário selecione a localização na memória de u- suário onde a gravação será armazenada para o acesso posterior a partir do

submenu USER SONG.

O submenu RHYTHM facilita seleção conveniente de um dos diversos ritmos armazenados como músicas MIDI e dispostos em grupamen- tos convenientes.

O submenu TEMPO permite que o usuário especifique o tempo

para gravação e reprodução.

O submenu METRONOME pode ser usado para ativar ou desa- tivar o metrônomo.

Embora a presente invenção tenha sido descrita em conexão com certas modalidades preferidas, deve-se entender que o assunto incluído

por meio da invenção não deve se limitar àquelas modalidades específicas e que diversas outras modificações podem ser feitas na construção do apare- lho da presente invenção, envolvendo outras modificações e alterações que podem ser variadas para adequar os requerimentos e ambientes de opera- ção particulares que serão aparentes para aqueles versados na técnica e

que a presente invenção não deve ser considerada limitada aos exemplos contidos no presente documento escolhidos para os propósitos de descrição.

Pelo contrário, se pretende que o assunto da presente invenção inclua todas as alternativas, modificações e equivalentes sem sair de seu verdadeiro espírito e escopo, à medida que podem ser incluídos no espírito e escopo das reivindicações em anexo.

Lista de referência

1 Esquema de nível superior

2 Seção de entradas de superfície de reprodução

3 Processos operacionais principais

4 Interfaces Adicionais

5 Interface de Portas l/O

7 Interface de Saída de Módulo de Som

8 Validação de Pedal Ativada & processo de ID

9 Validação de Muzi-pad Ativada, Processo de Detecção de ID e

Nível

10 Validação Pré-ajustada Ativada & processo de ID

11 Processo Compilador de Seqüência MIDI

12 Processo de Controle e Configuração de Sistema

13 Processo de Síntese Interna

14 Processo de Gravação & Reprodução de Dados MIDI

15 Memória de Banco de Música

16 Memória de Configuração APHAMS

17 Memória de Banco de Tom

18 Muzi-pad

19 Dispositivos pré-ajustadas

20 Pedal de Sustentação

21 Pedal Amortecedor

22 Dispositivo de emissão de luz/LEDA

23 Console de controle & de exibição

24 Montagem principal

25 Superfície de reprodução

26 Montagem principal Chassis

27 Suporte de montagem

28 Guia de Conector 29 Braço oscilante/Montagem de bloqueio de ação

30 Articulação de trava de suporte de montagem

31 Circuito eletrônico de montagem principal

32 Recesso de Console de controle & de exibição 33 Recesso de Muzi-Pad

34 Suporte de braço oscilante

35 Apoio de braço oscilante

36 Bloqueio de ação

37 Catraca 38 Lingueta

39 Mola

40 Pino de reforço

41 Contrapeso

42 Corpo de bloqueio de ação 43 Alavanca de bloqueio de ação

44 Pivô de alavanca de bloqueio de ação

45 Braço oscilante

46 Tom #0

47 Tom#1 48 Tom#2

49 Vista superior

50 Vista frontal explodida

51 Vista inferior

52 Armação de muzi-pad 53 Envoltório de muzi-pad

54 Dispositivo de filtro de impacto

55 Montagem de absorção de vibração

56 Zona de golpe primária

57 Zonas de golpe circunferenciais 58 Zonas de golpe radiais

59 Sensores de muzi-pad

60 Placa de circuito eletrônico de interface muzi-pad 60a Terminal de sinal de entrada de circuito eletrônico de interface muzi-pad

60b Terminal terrestre de entrada de circuito eletrônico de interface muzi-pad

60c Circuito eletrônico de interface muzi-pad FET

60d Resistor de porta Circuito eletrônico de interface muzi-pad

60e Resistor de fonte Circuito eletrônico de interface muzi-pad

60f Terminal de sinal de saída de circuito eletrônico de interface muzi-pad

60g Terminal terrestre de saída de circuito eletrônico de interface muzi-pad

60h Terminal de fornecimento de energia de circuito eletrônico de interface muzi-pad

61 Sistema detector & acionador de pico

61a Terminal de sinal de entrada detector & acionador de pico

61b Terminal terrestre de sinal de entrada detector & acionador de

pico

61c Terminal de sinal de saída detector de pico

61 d Terminal terrestre de saída detector & acionador de pico

6le Terminal de sinal de saída de circuito acionador

61 f Capacitor de filtro passa alta de circuito acionador

61 g Diodo detector de pico

61 h Resistor de descarga detector de pico

61 i capacitor de carga detector de pico

61 j Resistor de filtro passa alta acionador

61 k Resistor divisor de potencial inferior de circuito acionador

61L Resistor divisor de potencial superior de circuito acionador

61 m Comparador de circuito acionador

62 Lógica de ressalto e supressão

63 Circuito de interface de montagem principal

64 Arranjo conversor analógico digital/Arranjo ADC

65 Lógica de Seleção e Acionador de ADC 66 Lógica de Codificação 67 Lógica Geradora de Interrupção 68 Processador Embutido de Montagem Principal 69 Sintetizador interno 70 Memória de banco de tom 71 Memória de Sistema 72 Módulo de interface externa 73 Controle LEDA 74 Diagrama de fluxo de dados de software processador embutido de montagem principal

75 Operador de Interrupção de Superfície de Reprodução 76 Memória de configuração pré-ajustada 77 Processo carregador pré-ajustado 78 Memória de configuração muzi-pad 79 Processo gerador de comando MIDI 80 Processo temporizador MIDI 81 Processo de gravação & reprodução 82 Banco de música 83 Memória de configuração de porta I/0 84 Processo controlador LEDA 85 Memória de configurações de sistema 86 Processo de controle de sistema 87 Processo de Interface l/O 88 Processo de síntese interna 89 Processo gerenciador de menu de console de controle

Claims (22)

1. Aparelho para síntese músical harmônica percussiva (A- PHAMS) caracterizado pelo fato de que o dito aparelho utiliza componentes eletrônicos para gerar som melódico, que suporta passo de tom e nota bem- definidos, ao golpear uma pluralidade de superfícies de mecanismo de acio- namento de ativação de múltiplas notas exclusivamente configuradas, de- nominadas muzi-pads, com uma pluralidade de macetes, bastões ou outros tais instrumentos de reprodução similares apropriadamente dimensionados para a geração de notas músicais desejadas, através de um dado dispositivo MIDI, o dito dispositivo proporciona uma emulação aumentada do tambor de aço acústico tradicional em sua interface com qualquer dado músico, o dito aparelho compreendendo: uma montagem principal que consiste em uma superfície de re- produção de formato côncavo semiesférico, sendo que outras variações dos ditos formatos superfície de reprodução formatos são possíveis com as mu- danças necessárias, porém, o dito formato côncavo preferido sendo monta- do em um chassi de montagem principal, a dita superfície de reprodução compreendendo uma pluralidade de arranjos de muzi-pads fisicamente dis- posta em anéis concêntricos, com uma pluralidade de muzi-pads por tom e uma pluralidade de tons por arranjo; um circuito eletrônico de montagem principal do dito aparelho, que consiste no Circuito de Interface de Montagem Principal, Processador Embutido de Montagem Principal, Memória de Sistema, que incorpora todos os elementos de memória requeridos para salvar operação de sistema para amMemória de Banco de Tom, Sintetizador Interno, memória de Banco de Tom que realiza completamente o módulo de memória de Banco de Tom e o Módulo de Interface Externa; uma pluralidade de muzi-pads, cada tal muzi-pad tem um dispo- sitivo de emissão de Iuz afixado em posição próxima ou diretamente no dito muzi-pad, com os ditos dispositivos de emissão de Iuz compreendendo o LEDA; sistema de circuito eletrônico, o dito sistema de circuito adota entradas a partir da dita pluralidade de arranjos muzi-pad, uma pluralidade de pedais de pé, uma pluralidade de entradas externas, bem como pelo menos um console de controle & de exibição e utilizando as ditas entradas para produzir sinais de saída MIDI, sinais de controle para o dito LEDA e os ditos sinais de exibição de console de controle & de exibição; pelo menos uma unidade de bateria recarregável, a dita unidade facilitando o fornecimento de energia auxiliar completa e portabilidade para o dito aparelho; uma pluralidade de pedais de pé para modulação de som gera- do, utilizando uma pluralidade de potenciômetros ou qualquer outra tal tec- nologia adequada, uma vez efetuadas as necessárias mudanças, que pro- porciona saída de voltagem elétrica continuamente variável de posição de pedal que facilita, deste modo, sua aplicação como um controle de volume ou como um controle giratório de curva de afinação, sendo que a dita plurali- dade de pedais de pé também é empregada como uma pluralidade de comu- tadores através do estabelecimento de uma voltagem limítrofe, sendo que a dita voltagem é indicativa de quando a dita pluralidade de pedais é pressio- nada além de um ponto predeterminado, o dito nível limítrofe que correspon- de a um dado ponto, o qual é metade do percurso da dita pluralidade de pe- dais; pelo menos um suporte de montagem que proporciona a função de uma estação de acoplamento para proporcionar energia acionada por rede elétrica e conectividade de rede MIDI para o dito aparelho através de um guia de conector destacável, a dita energia fornecida através do dito guia de conector que também é usado para recarregar pelo menos uma unidade de bateria na dita montagem principal do dito aparelho.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que uma con- figuração é caracterizada por uma pluralidade de muzi-pads, sendo que os ditos muzi-pads são superfícies com componentes eletrônicos integrados que são usados para acionar a geração de notas e compreende pelo menos uma armação de muzi-pad, pelo menos um envoltório de muzi-pad e uma pluralidade de montagens de absorção de vibração, a dita pluralidade de montagens de absorção de vibração proporciona isolamento acústico a partir de fontes aéreas e èstruturais reduzindo, deste modo, o risco de acionamen- to acidental dos ditos componentes eletrônicos de muzi-pad e que são dis- postos em uma pluralidade de pelo menos três anéis concêntricos, de uma pluralidade de f pelo menos doze muzi-pads por tom.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração em que se proporciona uma pluralidade de pelo menos três oitavas de notas, que abrangem qualquer seção contígua da escala mú- sical em qualquer tempo fornecido.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração em que se encontra uma pluralidade de pelo menos três oitavas de notes, que abrangem qualquer seção contígua da escala músical em qualquer tempo fornecido e a provisão para qualquer dado músico de uma facilidade de transposição, por meio da qual o dito músico pode desig- nar uma faixa de oitava exclusiva a pelo menos um tom, ao permitir que o dito músico especifique a nota de frequência mais baixa, em cada tal tom na dita superfície de reprodução.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração, em que uma modalidade preferida utiliza uma superfície de reprodução com uma profundidade máxima de pelo menos 19,1 centíme- tros (7,5 polegadas) e até 25,4 centímetros (10 polegadas) e uma largura de pelo menos 45,72 centímetros (18 polegadas) e até 66,04 centímetros (26 polegadas).

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma reconfiguração arbitrária da disposição de notas geradas pelos ditos muzi-pads a partir do padrão que segue o ciclo músical de 4a e 5a, que per- mite que qualquer dado músico personalize exclusivamente o esboço das ditas notas através da designação arbitrária das ditas notas a cada tal muzi- pad.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração que facilita a designação através de um dado músico de vozes separadas em cada tal tom de uma dada pluralidade que permite, deste modo, que o dito músico acesse simultaneamente uma pluralidade de pelo menos duas vozes sintetizadas separadas e executar principal e fundo simultaneamente.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração que permite variações na sensibilidade ao facilitar a remo- ção ou retenção de uma pluralidade de dispositivos de filtro de impacto em uma pluralidade de muzi-pads que permite, deste modo, que um dado músi- co efetue o toque com uma pluralidade de dedos, em ajustes de sensibilida- de altos quando a dita pluralidade de dispositivos de filtro de impacto é re- movida ou, mais agressivamente, com uma dada pluralidade de bastões de tambor em níveis de sensibilidade mais baixos, quando a dita pluralidade de dispositivos de filtro de impacto é retida.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração que permite uma pluralidade de pelo menos dez (10)- notas de polifonia, por meio da qual uma pluralidade de ditas notas pode ser simultaneamente tocadas.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração que descreve uma pluralidade de muzi-pads, em que os atributos físicos de tamanho, cor e formato são variados, uma vez efetuadas as mudanças necessárias, a fim proporcionar uma instrução visual de notas que foram designadas à dita pluralidade de muzi-pads individuais, sendo que se requer que a dita pluralidade de muzi-pads seja golpeada a fim de produ- zir uma pluralidade de notas desejadas, sendo que a dita pluralidade de no- tas é disposta em círculos concêntricos.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração em que a dita superfície de reprodução pode ser construí- da a partir de qualquer um dos grupos de material que incluem madeira, plásticos, fibra de vidro, compósitos e metal e pode ser aumentada com me- canismos de suporte estruturais que consistem em vigas e ripas para au- mentar a resistência e a rigidez.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração em que é descrita uma capacidade de múltiplas vozes, por meio da qual cada tal muzi-pad pode acionar uma combinação de vozes todas na nota designada ao dito muzi-pad.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por uma configuração em que é descrita uma capacidade de múltiplas notas ou acordes, por meio da qual pelo menos um de cada tal muzi-pad pode acio- nar uma combinação de notas todas na voz designada ao dito muzi-pad, sendo que as ditas notas são parte de um acorde músical conforme desig- nado ao dito muzi-pad relevante.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração em que é descrita o uso de uma zona de golpe primário e zonas de golpe secundárias em cada tal muzi-pad, por meio da qual qual- quer músico pode atingir variações no timbre durante o desempenho, ao golpear diferentes partes do dito muzi-pad para gerar sons, no passo de no- ta, que tem parciais levemente mais fortes do que gerada, quando o centro do dito muzi-pad é golpeado, o nível das ditas parciais é configurável pelo usuário e resulta da geração simultânea de notas, com passos que corres- pem quem à oitava e terceira harmônica do passo designado ao dito muzi- pad.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração que consiste em uma pluralidade de pedais de controle, sendo que a dita pluralidade de pedais de controle é programável por qual- quer dado músico para proporcionar uma seleção de efeitos, tais como, a- mortecimento, sustentação, controle de volume e roda de passo, a dita plu- ralidade de pedais também é designável como um pré-ajuste programável que permite que o dito músico altere qualquer dada configuração ao engatar um dado pedal durante um dado desempenho.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração em que o uso de sensores com respostas de frequência abaixo de 0 Hertz facilita um efeito de sustentação ao requerer simplesmen- te que qualquer músico pressione um dado macete ou bastão no dito muzi- pad, enquanto o efeito de som da nota for requerido.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração em que se proporciona uma capacidade pós-toque, sendo que a dita pluralidade de muzi-pads é equipada com uma pluralidade de sensores que tem respostas de frequência abaixo de 0 Hertz, sendo que a dita capacidade pós-toque é aquela que facilita a variação em nível de nota após a dita nota ter sido acionada pelo golpe inicial, ao variar o nível de pressão de contato na dita pluralidade de muzi-pads.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma configuração em que em uma dada pluralidade de muzi-pads, cada tal muzi-pad é equipado com um dispositivo de emissão de Iuz na superfície de reprodução do dito muzi-pad, sendo que o dito dispositivo de emissão de Iuz é iluminado quando o dito respectivo muzi-pad estiver para ser golpeado, conforme determinado pela seqüência MIDI em um fluxo que se origina a partir de uma fonte externa que é uma seqüência MIDI armazenada no dito aparelho ou a partir da seqüência MIDI gerada à medida que o dito aparelho é tocado facilitando, deste modo, o ensinamento de música.

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um suporte de montagem que suporta um braço oscilan- te/montagem de bloqueio de ação, o dito dispositivo permite o ajuste ergo- nômico do dito aparelho, conforme pode ser desejado por qualquer dado músico.

20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dito suporte de montagem que proporciona a função de uma estação de acoplamento para facilitar a energia acionada por rede elétrica, a conectivi- dade de rede MIDI e geral no dito aparelho, através de um guia de conector destacável, o dito suporte de montagem descreve pelo menos uma unidade de bateria recarregável e comunicação MIDI sem fio, ambos os quais facili- tam o desempenho em um modo totalmente portátil, enquanto em movimen- to, quando o dito aparelho é suportado a partir do pescoço usando uma cor- reia ou a partir do torso usando um reforço adequadamente projetado.

21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um recurso de tom personalizável que permite a síntese do tam- bor de aço e ritmo precisa, incluindo todas suas nuances, utilizando a sínte- se de modelo físico ou síntese por tabela de onda.

22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma pluralidade de almofadas sensíveis ao toque de pré-ajuste físico, as ditas almofadas pré-ajustadas quando ativadas acionam o software de ope- ração para configurar o dito aparelho com um conjunto de recursos, confor- me pré-selecionado e designado à dita pluralidade de almofadas pré- ajustadas, sendo que o dito aparelho também é capaz de implementar as almofadas pré-ajustadas virtuais no Console de Controle e Exibição, sendo que a dita pluralidade de almofadas pré-ajustadas virtuais é usada para se- lecionar uma pluralidade de funções de dispositivo.