将 MIDI 键盘变身智能钢琴导师：Arduino + LED 灯带 + MuseScore
组件与物料
| 组件 | 数量 |
|---|---|
| Arduino UNO | 1 |
| Adafruit NeoPixel 144 RGB LED 灯带 | 1 |
必需工具
- Linux 笔记本电脑
- MIDI 键盘或数码钢琴
应用与在线服务
- Arduino IDE
- MuseScore (开源制谱软件) – 修改版支持 Piano Tutor 功能
项目介绍
周末 DIY 项目：将支持 MIDI 的键盘/数码钢琴升级为交互式钢琴学习系统。无需看谱，只需在 MuseScore 加载任意 MIDI 文件，启用 Piano Tutor 模式，LED 灯带沿键盘分布，实时点亮即将弹奏的琴键位置，支持无限循环练习。
系统架构
- MuseScore 修改版：解析 MIDI 音轨，通过 USB 串口向 Arduino 发送 Note On/Off 事件
- Arduino UNO：接收串口指令，驱动 WS2812 (NeoPixel) 灯带点亮对应琴键 LED
- LED 灯带部署：144 灯/米灯带贴于琴键上方，每个琴键对应 1~2 个 LED，颜色可区分左右手
核心优势
- 完全开源：MuseScore 分支托管于 GitHub
- 硬件成本低：仅需 Arduino + 灯带
- 支持任意 MIDI 文件，不限曲库
- 可扩展：增加等候模式、评分、指法提示等
代码
Arduino 固件与修改版 MuseScore 源码：
- MuseScore Piano Tutor 分支 – 克隆后编译替换原版
- Arduino 端代码包含 NeoPixel 驱动、MIDI 串口协议解析、LED 映射表
实施步骤
- 在 Linux 上编译安装修改版 MuseScore
- 将 LED 灯带按键盘布局粘贴固定，接 Arduino D6 (数据)、5V、GND
- 上传 Arduino 固件
- MIDI 键盘通过 USB 连接电脑
- MuseScore 中打开 MIDI 文件，启用 Piano Tutor 插件
- 播放乐曲，LED 实时引导演奏
制造工艺
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