卡西歐飄韻PX-700電鋼琴拆機(jī)和兩例鍵盤(pán)故障維修
前些年買的卡西歐飄韻CASIO Privia PX-700電鋼琴，當(dāng)年好像價(jià)值6000元。在使用過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)兩次鍵盤(pán)故障，一次是牛奶灑進(jìn)鍵盤(pán)導(dǎo)致幾個(gè)鍵失靈，另一次是一個(gè)鍵塌陷損壞，該機(jī)的拆機(jī)維修資料很少見(jiàn)，在網(wǎng)上都沒(méi)有找到，現(xiàn)在湊在一起把拆機(jī)過(guò)程和兩次鍵盤(pán)故障的維修總結(jié)一下，為網(wǎng)友也為自己以后處理類似問(wèn)題做個(gè)參考記錄。首先看一下電鋼琴的原理。電鋼琴是模仿機(jī)械鋼琴的手感、機(jī)械反應(yīng)以及發(fā)聲的樂(lè)器，基本原理和電子琴差不多，現(xiàn)在都是利用DSP數(shù)字信號(hào)處理器把鍵盤(pán)的輸入電信號(hào)按照一定的程序算法合成需要模擬的聲音并放大出來(lái)。電鋼琴和一般電子琴的主要區(qū)別是，電鋼琴需要盡可能地接近真實(shí)機(jī)械鋼琴的觸感、反應(yīng)和音色，但是并不需要提供其他樂(lè)器的音色和節(jié)奏伴奏等電子琴常見(jiàn)的功能。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，電鋼琴的鍵盤(pán)一般都是經(jīng)過(guò)配重的重錘式的鍵盤(pán)，以較為逼真地模擬機(jī)械鋼琴琴鍵的觸鍵感覺(jué)，通過(guò)不同的配重來(lái)模仿機(jī)械鋼琴不同鍵的“硬度”。另外電鋼琴都有機(jī)械鋼琴同樣的踏板，實(shí)現(xiàn)延音、消音等效果。電鋼琴需要適應(yīng)高難度的鋼琴?gòu)椬嗪吞峁└哔|(zhì)量的鋼琴音色，所以通常電鋼琴支持的同時(shí)按下按鍵的數(shù)量比較多，其模擬鋼琴的音色也更細(xì)膩更逼真。早期的電鋼琴有采用模擬電路模擬鋼琴音色的，但是現(xiàn)在的電鋼琴的聲音音源都是來(lái)自于對(duì)真實(shí)機(jī)械三角鋼琴的直接錄音，數(shù)字化以后儲(chǔ)存在內(nèi)部的存儲(chǔ)器中，能夠得到更接近真實(shí)機(jī)械鋼琴的音色。為了精確模仿鋼琴在不同力度下的音色的微妙變化，每一個(gè)鍵的音源實(shí)際上都有多個(gè)在不同力度下和不同按鍵時(shí)間下的錄音數(shù)據(jù)，形成龐大豐富的音色庫(kù)。電鋼琴在結(jié)構(gòu)上的核心特色就在于它的鍵盤(pán)，它需要模擬出機(jī)械鋼琴的觸鍵感覺(jué)，又要模擬出機(jī)械鍵盤(pán)的彈奏響應(yīng)，比如觸鍵的力度越大聲音就越大，發(fā)音的音色也隨觸鍵力度而微妙變化等等。下面我們就來(lái)通過(guò)一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖來(lái)看看卡西歐飄韻CASIO Privia系列電鋼琴的鍵盤(pán)工作原理：這個(gè)示意圖顯示了鍵盤(pán)的主要部分，白色或黑色的琴鍵的一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸固定在鍵盤(pán)上，在琴鍵的中間下方有幾個(gè)導(dǎo)電橡膠觸點(diǎn)，琴鍵和導(dǎo)電橡膠的平面有一個(gè)夾角，而這幾個(gè)導(dǎo)電橡膠的高度不同，越靠近轉(zhuǎn)軸的導(dǎo)電橡膠越高，這個(gè)夾角和高度差導(dǎo)致當(dāng)琴鍵按下時(shí)靠近轉(zhuǎn)軸一側(cè)的導(dǎo)電橡膠觸點(diǎn)會(huì)被先推下產(chǎn)生電接觸，而另一端的觸點(diǎn)則會(huì)稍后才會(huì)被推下產(chǎn)生電接觸，所以按鍵過(guò)程中兩個(gè)觸點(diǎn)的電接觸會(huì)有一個(gè)時(shí)間差，而最重要的是這個(gè)時(shí)間差和鍵的運(yùn)動(dòng)速度成反比，而鍵的運(yùn)動(dòng)速度則與按鍵的力度成正比，所以兩個(gè)觸點(diǎn)的電接觸時(shí)間差實(shí)際上和按鍵的力度成反比，這樣就把難以測(cè)量的力這個(gè)物理量變成了容易測(cè)量的時(shí)間這個(gè)物理量。測(cè)量時(shí)間這個(gè)物理量非常簡(jiǎn)單就可以實(shí)現(xiàn)，這里只用了兩個(gè)很廉價(jià)的導(dǎo)電橡膠觸點(diǎn)就完成了時(shí)間差的測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)了按鍵力度的感應(yīng)，簡(jiǎn)單得出人意料。這個(gè)時(shí)間差送進(jìn)DSP數(shù)字信號(hào)處理器就可以用來(lái)控制和力度相關(guān)的鋼琴發(fā)音音量和音色了。DSP根據(jù)這個(gè)時(shí)間差代表的力度信號(hào)從存儲(chǔ)器中取出真實(shí)鋼琴的錄音數(shù)據(jù)，按照最接近的力度選取兩組數(shù)據(jù)然后再根據(jù)實(shí)際測(cè)量的力度進(jìn)行插值計(jì)算就可以模擬出非常逼真的音效了，連機(jī)械鋼琴中一個(gè)鍵按下引起未按下的其他琴弦的微弱共振都可以模擬出來(lái)，因?yàn)槟切┕舱褚捕荚谝粼吹匿浺暨^(guò)程中被忠實(shí)地錄下來(lái)了。電鋼琴的琴鍵除了要模擬機(jī)械鋼琴的力度反應(yīng)之外還需要模擬機(jī)械鋼琴的觸鍵感覺(jué)，所以在琴鍵下又加了模擬擊錘。在機(jī)械三角鋼琴中，琴鍵連接的是一個(gè)結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜的擊錘機(jī)構(gòu)，基本的機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程就是按下的琴鍵帶動(dòng)擊錘抬起向上敲擊琴弦，發(fā)音結(jié)束后琴鍵抬起，擊錘靠重力自然落下。要精確地模擬這樣一個(gè)機(jī)械過(guò)程的手感，使用入門級(jí)電子琴中常用的彈簧彈力式的簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)肯定是不行的，它也必須使用類似的重力慣性機(jī)構(gòu)來(lái)模擬。所以上圖中電鋼琴的鍵盤(pán)中每個(gè)鍵下面都設(shè)置了一個(gè)模擬擊錘，它的中間有轉(zhuǎn)軸固定，形成一個(gè)中間固定的杠桿，杠桿的一端和琴鍵通過(guò)通過(guò)琴鍵的推桿相連，另一端則加有金屬配重。當(dāng)琴鍵按下時(shí)，推桿向下壓動(dòng)擊錘，使擊錘杠桿另一端的配重上升。電鋼琴的擊錘實(shí)際上并不會(huì)擊打任何有用的東西，但是這一過(guò)程的機(jī)械反應(yīng)很接近機(jī)械鋼琴的擊弦過(guò)程，所以可以相當(dāng)真實(shí)地模擬類似機(jī)械鋼琴的觸鍵手感。電鋼琴鍵盤(pán)上每個(gè)鍵的配重都是根據(jù)比對(duì)真實(shí)的機(jī)械鋼琴各個(gè)鍵來(lái)設(shè)計(jì)的，所以電鋼琴的鍵盤(pán)也有機(jī)械鍵盤(pán)上不同鍵不同的“硬度”感，低音鍵按起來(lái)比較重，而高音鍵則相對(duì)輕一些。通過(guò)這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)，電鋼琴就能精確地模仿機(jī)械鋼琴的琴鍵，同時(shí)讀取到用來(lái)模擬機(jī)械鍵盤(pán)響應(yīng)的力度數(shù)據(jù)，剩下的就只是DSP中軟件的事了，在數(shù)碼科技發(fā)達(dá)的今天，這部分就沒(méi)什么神秘的了，基本上無(wú)論你想要什么，高性能的DSP大容量flash存儲(chǔ)器加上軟件都能給你弄出來(lái)，就是數(shù)字游戲而已。原理看完了，我們來(lái)看看實(shí)際的琴。這就是CASIO Privia PX-700的廠家外觀照片，上面是鍵盤(pán)和電路，中間的橫梁兼做音箱，下面是模仿三角鋼琴的三個(gè)踏板：當(dāng)然實(shí)際看起來(lái)不象廠家的照片那么完美，下面這個(gè)圖更接近現(xiàn)實(shí)。。。。。。這個(gè)琴有可推拉收放的琴蓋，這是琴蓋蓋上的情況：拆機(jī)首先要把鍵盤(pán)部分取下，這個(gè)步驟很簡(jiǎn)單，只要知道買回來(lái)時(shí)是怎么安裝的就知道怎么拆下，說(shuō)明書(shū)里有詳細(xì)介紹。真正的拆解是鍵盤(pán)部分，這部分才是說(shuō)明書(shū)里沒(méi)有的。這就是取下的鍵盤(pán)部分：鍵盤(pán)底部，材質(zhì)是密度板。兩個(gè)黑盒子里面是電路板，里面沒(méi)什么好看的，這不是本帖的重點(diǎn)。左上角是兩個(gè)耳機(jī)插孔，6.3mm的，電鋼琴的好處之一就是可以在夜深人靜的時(shí)候帶上耳機(jī)彈琴而不必?fù)?dān)心影響他人，樓下鄰居或警察找上門來(lái)：這是踏板插座：這是音箱插座，自帶的音箱功率不大，音域也一般，要想效果好，這個(gè)電鋼琴最好外接功放和大口徑的分頻音箱：產(chǎn)品銘牌：真正的拆機(jī)開(kāi)始了，這是說(shuō)明書(shū)等公開(kāi)資料里沒(méi)有的，按照下面摸索出的步驟拆機(jī)可以避免走彎路。首先從鍵盤(pán)的背部下手，背部這里一共有19個(gè)螺絲，要全部拆下，我們這里拆機(jī)所拆到的所有螺絲都不是自攻木螺絲，而是擰在金屬部件上的普通螺紋螺絲，所以可以多次拆裝而不必?fù)?dān)心磨損松脫的情況發(fā)生：
背部所有螺絲拆下后，稍用力往后拉鍵盤(pán)的上面板，就能把背板和上面板的組合體拿下來(lái)了：
就是這樣：
這時(shí)就可以看到可收放琴蓋的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它是用滑槽引導(dǎo)琴蓋按照預(yù)先設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng)的，琴蓋上有齒輪通過(guò)與滑槽上的齒嚙合來(lái)保證琴蓋左右運(yùn)動(dòng)的同步，琴蓋向后運(yùn)動(dòng)通過(guò)滑槽導(dǎo)引向下轉(zhuǎn)彎之后會(huì)被帶彈簧的轉(zhuǎn)桿緩沖，從而獲得平滑的運(yùn)動(dòng)手感，這里的設(shè)計(jì)還是考慮得很周到細(xì)致的：
下一步需要先把琴蓋的同步齒輪及其轉(zhuǎn)軸和支架拆下，這是用10個(gè)螺絲固定在琴蓋上的，很明顯。把螺絲拆下后稍微向兩側(cè)扳一下鍵盤(pán)的側(cè)板就能把它們拿下了。
接下來(lái)需要把鍵盤(pán)的金屬裝飾板取下，有三個(gè)較隱蔽的螺絲固定，兩側(cè)各一個(gè)，中間還有一個(gè)：
裝飾板取下后，往后拉琴鍵蓋板就能把它拆下來(lái)了：
最后一步是拆鍵盤(pán)的前面板，這需要從鍵盤(pán)的底部入手，有5個(gè)黑色的螺絲，拆下后往下拉就能拆掉鍵盤(pán)前面板：
注意前面板上有塊指示燈電路板，小心把插線拔掉，不知情用蠻力拉的話會(huì)把線拉斷：
前面板拆掉后整個(gè)鍵盤(pán)就完全暴露出來(lái)，可以進(jìn)行維修維護(hù)了：
這是鍵盤(pán)后部：
這個(gè)電鋼琴既有軟排線也有線束。鍵盤(pán)和主控板的連接使用排線，而控制按鈕的連接則用了普通線束。為了降低高頻干擾，排線和線束都套有磁環(huán)，設(shè)計(jì)比較嚴(yán)謹(jǐn)：
下面我們就根據(jù)兩個(gè)實(shí)際的鍵盤(pán)故障的修理過(guò)程來(lái)看看鍵盤(pán)的具體結(jié)構(gòu)。
第一個(gè)故障是牛奶灑在鍵盤(pán)上導(dǎo)致幾個(gè)鍵失靈。
首先要把相關(guān)琴鍵拆下來(lái)，才能進(jìn)一步檢查故障原因。拆琴鍵其實(shí)很簡(jiǎn)單，按鍵只有根部的轉(zhuǎn)軸那里是固定的，打開(kāi)那里就可以了，拆琴鍵時(shí)要先拆白鍵再拆黑鍵。用兩個(gè)平口螺絲刀配合就可輕松打開(kāi)琴鍵的轉(zhuǎn)軸，象下面這樣：
拆下的琴鍵：
多角度特寫(xiě)：
琴鍵下面就是導(dǎo)電橡膠：
把琴鍵反過(guò)來(lái)和導(dǎo)電橡膠放在一起來(lái)看看琴鍵和導(dǎo)電橡膠的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)比頂樓的琴盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖理解下它們是怎么工作的。下圖中琴鍵中部這兩個(gè)十字型的注塑點(diǎn)就對(duì)應(yīng)兩個(gè)導(dǎo)電橡膠觸點(diǎn)，很明顯每組導(dǎo)電橡膠的觸點(diǎn)上橡膠的高度是不一樣的，琴鍵按下時(shí)這兩個(gè)導(dǎo)電橡膠觸點(diǎn)會(huì)先后接通，兩者的時(shí)間差就代表了觸鍵的力度：
好了，來(lái)看看牛奶導(dǎo)致的琴鍵失靈的原因吧，這里發(fā)現(xiàn)有牛奶的白色結(jié)晶產(chǎn)物：
翻開(kāi)導(dǎo)電橡膠看看：
看，導(dǎo)電橡膠觸點(diǎn)和電路板上都有牛奶結(jié)晶污染物，導(dǎo)致觸點(diǎn)接觸不良無(wú)法接通，從而使琴鍵失效：
問(wèn)題找到了，修理很簡(jiǎn)單，用純酒精清洗干凈就可以了：
清洗完，安裝回導(dǎo)電橡膠。導(dǎo)電橡膠有定位樁插入電路板上卡住固定，安裝的時(shí)候可以用牙簽幫忙插入定位樁：
最后，把琴鍵重新安裝回原位就可以了，安裝時(shí)要先裝黑鍵，再裝白鍵，否則黑鍵無(wú)法裝入：
第二例故障是一個(gè)按鍵塌陷損壞，就是這個(gè)F鍵，明顯比別的鍵低一塊，而且按下也不發(fā)音：
還是先把琴鍵拆下：
琴鍵下面是擊錘，這兩個(gè)對(duì)比下就可以看出問(wèn)題所在了。注意圖中畫(huà)圈的位置，擊錘上面有個(gè)黑色的橡膠套，但是左邊這個(gè)鍵的橡膠套不見(jiàn)了，顯然沒(méi)有這個(gè)橡膠套擊錘的高度變低，琴鍵在上面自然會(huì)塌陷而無(wú)法工作：
擊錘的全身像應(yīng)該是這樣的，借用網(wǎng)絡(luò)照片，左上角那一端是包著橡皮套的琴鍵結(jié)合受力端，右下角那一端是配重重錘，中間覆蓋著塑料的部分則是固定擊錘的轉(zhuǎn)軸，我們那個(gè)塌陷損壞的琴鍵就是擊錘的橡皮套消失了：
擊錘的一端插入琴鍵的推桿，被琴鍵帶動(dòng)，另一端則是配重，這個(gè)角度可以清楚地看到鍵盤(pán)中擊錘的配重，不同鍵的配重大小是有所區(qū)別的，用以精確模擬機(jī)械琴鍵不同鍵不同的手感：
擊錘上下都有緩沖用的白色毛氈：
那么這個(gè)塌陷的琴鍵擊錘上消失的橡膠套跑到哪里去了呢？這是拆下的琴鍵：
換個(gè)角度，來(lái)個(gè)特寫(xiě)，原來(lái)橡膠套已經(jīng)破碎，部分殘骸被白色的潤(rùn)滑脂粘在琴鍵的推桿上：
而剩余的部分則掉在鍵盤(pán)下面，這就是破碎的橡皮套殘骸，上面粘了不少白色潤(rùn)滑脂：
用手輕輕一捏這橡皮，基本沒(méi)有彈性了，而且一碰就碎，象是材料老化缺陷導(dǎo)致的。
問(wèn)題找到就好修理了，只要換個(gè)擊錘橡皮套就行了。但是到這里維修工作陷入困境，主要問(wèn)題是這個(gè)坑爹的橡皮套根本買不到啊，連萬(wàn)能的某寶上也沒(méi)有，要是送去卡西歐售后服務(wù)維修那就是天價(jià)了，還不算這大家伙電鋼琴的運(yùn)費(fèi)。最后只好自己想辦法土法應(yīng)急維修。
可以考慮的辦法有兩個(gè)，一個(gè)是在擊錘上套個(gè)東西代替橡皮套，但是沒(méi)找到合適且可靠的替代品。另一個(gè)方法就是擊錘上不好搞就換個(gè)角度思考，在琴鍵的推桿上想辦法也是可以的。
最終的解決方案是這樣的，擊錘是通過(guò)琴鍵上推桿的洞來(lái)操作的，擊錘由于失去了橡皮套高度變低了，我們只要在推桿的洞里墊起同樣的高度就可以補(bǔ)償這個(gè)高度從而使琴鍵恢復(fù)工作。
具體的方法是，先測(cè)量下好的擊錘橡皮套上下的厚度，然后在琴鍵推桿洞里墊同樣的高度。橡皮套底部的厚度很小，所以簡(jiǎn)單地用厚的高質(zhì)量透明膠帶纏幾道就可以了，加點(diǎn)膠增加強(qiáng)度。使用膠帶厚度很容易滿足要求，而且它纏好后有一定的彈性和變形范圍正好可以自動(dòng)補(bǔ)償和緩沖，包裝用膠帶本身的耐磨性能也比較好，壽命長(zhǎng)。這就是琴鍵推桿洞底部纏上的膠帶：
而擊錘橡皮套的上部很厚，而且無(wú)法纏繞，所以用膠帶就不行了。這里采用的是信用卡。。。
信用卡剪成合適的小塊，然后一塊塊粘上去，這樣厚度可調(diào)，粘到厚度合適就行了。信用卡的材質(zhì)設(shè)計(jì)也是考慮到耐磨和耐用的，用在這里也比較堅(jiān)固可靠：
經(jīng)過(guò)測(cè)量和實(shí)際試驗(yàn)，5層信用卡的厚度剛剛好，正好精確補(bǔ)償擊錘橡皮套的厚度，下圖中粘得不整齊，很難看，請(qǐng)無(wú)視拙劣的手工，但是它實(shí)際不影響功能：
這樣弄好之后，需要在琴鍵推桿洞里涂上些潤(rùn)滑脂，以減小摩擦和磨損。最后把琴鍵裝回去就大功告成了。這是修復(fù)后的鍵盤(pán)，你還能看出哪個(gè)原來(lái)是壞的嗎？
修復(fù)后的鍵盤(pán)經(jīng)過(guò)試用，功能完好，手感與響應(yīng)和其他正常鍵沒(méi)有什么區(qū)別，耐用性也還可以，用了幾個(gè)月，一點(diǎn)問(wèn)題都沒(méi)有。這樣沒(méi)花一分錢成本就修復(fù)了一個(gè)很坑爹的問(wèn)題！
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