卡西欧飘韵PX-700电钢琴拆机和两例键盘故障维修

zzw789 2013-12-01

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卡西欧飘韵PX-700电钢琴拆机和两例键盘故障维修

前些年买的卡西欧飘韵CASIO Privia PX-700电钢琴，当年好像价值6000元。在使用过程中出现过两次键盘故障，一次是牛奶洒进键盘导致几个键失灵，另一次是一个键塌陷损坏，该机的拆机维修资料很少见，在网上都没有找到，现在凑在一起把拆机过程和两次键盘故障的维修总结一下，为网友也为自己以后处理类似问题做个参考记录。

首先看一下电钢琴的原理。电钢琴是模仿机械钢琴的手感、机械反应以及发声的乐器，基本原理和电子琴差不多，现在都是利用DSP数字信号处理器把键盘的输入电信号按照一定的程序算法合成需要模拟的声音并放大出来。电钢琴和一般电子琴的主要区别是，电钢琴需要尽可能地接近真实机械钢琴的触感、反应和音色，但是并不需要提供其他乐器的音色和节奏伴奏等电子琴常见的功能。为了实现这一点，电钢琴的键盘一般都是经过配重的重锤式的键盘，以较为逼真地模拟机械钢琴琴键的触键感觉，通过不同的配重来模仿机械钢琴不同键的“硬度”。另外电钢琴都有机械钢琴同样的踏板，实现延音、消音等效果。电钢琴需要适应高难度的钢琴弹奏和提供高质量的钢琴音色，所以通常电钢琴支持的同时按下按键的数量比较多，其模拟钢琴的音色也更细腻更逼真。早期的电钢琴有采用模拟电路模拟钢琴音色的，但是现在的电钢琴的声音音源都是来自于对真实机械三角钢琴的直接录音，数字化以后储存在内部的存储器中，能够得到更接近真实机械钢琴的音色。为了精确模仿钢琴在不同力度下的音色的微妙变化，每一个键的音源实际上都有多个在不同力度下和不同按键时间下的录音数据，形成庞大丰富的音色库。

电钢琴在结构上的核心特色就在于它的键盘，它需要模拟出机械钢琴的触键感觉，又要模拟出机械键盘的弹奏响应，比如触键的力度越大声音就越大，发音的音色也随触键力度而微妙变化等等。下面我们就来通过一个结构示意图来看看卡西欧飘韵CASIO Privia系列电钢琴的键盘工作原理：

这个示意图显示了键盘的主要部分，白色或黑色的琴键的一端通过转轴固定在键盘上，在琴键的中间下方有几个导电橡胶触点，琴键和导电橡胶的平面有一个夹角，而这几个导电橡胶的高度不同，越靠近转轴的导电橡胶越高，这个夹角和高度差导致当琴键按下时靠近转轴一侧的导电橡胶触点会被先推下产生电接触，而另一端的触点则会稍后才会被推下产生电接触，所以按键过程中两个触点的电接触会有一个时间差，而最重要的是这个时间差和键的运动速度成反比，而键的运动速度则与按键的力度成正比，所以两个触点的电接触时间差实际上和按键的力度成反比，这样就把难以测量的力这个物理量变成了容易测量的时间这个物理量。测量时间这个物理量非常简单就可以实现，这里只用了两个很廉价的导电橡胶触点就完成了时间差的测量，从而实现了按键力度的感应，简单得出人意料。这个时间差送进DSP数字信号处理器就可以用来控制和力度相关的钢琴发音音量和音色了。DSP根据这个时间差代表的力度信号从存储器中取出真实钢琴的录音数据，按照最接近的力度选取两组数据然后再根据实际测量的力度进行插值计算就可以模拟出非常逼真的音效了，连机械钢琴中一个键按下引起未按下的其他琴弦的微弱共振都可以模拟出来，因为那些共振也都在音源的录音过程中被忠实地录下来了。

电钢琴的琴键除了要模拟机械钢琴的力度反应之外还需要模拟机械钢琴的触键感觉，所以在琴键下又加了模拟击锤。在机械三角钢琴中，琴键连接的是一个结构相当复杂的击锤机构，基本的机械运动过程就是按下的琴键带动击锤抬起向上敲击琴弦，发音结束后琴键抬起，击锤靠重力自然落下。要精确地模拟这样一个机械过程的手感，使用入门级电子琴中常用的弹簧弹力式的简单机构肯定是不行的，它也必须使用类似的重力惯性机构来模拟。所以上图中电钢琴的键盘中每个键下面都设置了一个模拟击锤，它的中间有转轴固定，形成一个中间固定的杠杆，杠杆的一端和琴键通过通过琴键的推杆相连，另一端则加有金属配重。当琴键按下时，推杆向下压动击锤，使击锤杠杆另一端的配重上升。电钢琴的击锤实际上并不会击打任何有用的东西，但是这一过程的机械反应很接近机械钢琴的击弦过程，所以可以相当真实地模拟类似机械钢琴的触键手感。电钢琴键盘上每个键的配重都是根据比对真实的机械钢琴各个键来设计的，所以电钢琴的键盘也有机械键盘上不同键不同的“硬度”感，低音键按起来比较重，而高音键则相对轻一些。

通过这样一个简单的键盘结构，电钢琴就能精确地模仿机械钢琴的琴键，同时读取到用来模拟机械键盘响应的力度数据，剩下的就只是DSP中软件的事了，在数码科技发达的今天，这部分就没什么神秘的了，基本上无论你想要什么，高性能的DSP大容量flash存储器加上软件都能给你弄出来，就是数字游戏而已。

原理看完了，我们来看看实际的琴。这就是CASIO Privia PX-700的厂家外观照片，上面是键盘和电路，中间的横梁兼做音箱，下面是模仿三角钢琴的三个踏板：

当然实际看起来不象厂家的照片那么完美，下面这个图更接近现实。。。。。。这个琴有可推拉收放的琴盖，这是琴盖盖上的情况：

拆机首先要把键盘部分取下，这个步骤很简单，只要知道买回来时是怎么安装的就知道怎么拆下，说明书里有详细介绍。真正的拆解是键盘部分，这部分才是说明书里没有的。

这就是取下的键盘部分：

键盘底部，材质是密度板。两个黑盒子里面是电路板，里面没什么好看的，这不是本帖的重点。左上角是两个耳机插孔，6.3mm的，电钢琴的好处之一就是可以在夜深人静的时候带上耳机弹琴而不必担心影响他人，楼下邻居或警察找上门来：

这是踏板插座：

这是音箱插座，自带的音箱功率不大，音域也一般，要想效果好，这个电钢琴最好外接功放和大口径的分频音箱：

产品铭牌：

真正的拆机开始了，这是说明书等公开资料里没有的，按照下面摸索出的步骤拆机可以避免走弯路。首先从键盘的背部下手，背部这里一共有19个螺丝，要全部拆下，我们这里拆机所拆到的所有螺丝都不是自攻木螺丝，而是拧在金属部件上的普通螺纹螺丝，所以可以多次拆装而不必担心磨损松脱的情况发生：

背部所有螺丝拆下后，稍用力往后拉键盘的上面板，就能把背板和上面板的组合体拿下来了：

就是这样：

这时就可以看到可收放琴盖的运动机构，它是用滑槽引导琴盖按照预先设定的轨迹运动的，琴盖上有齿轮通过与滑槽上的齿啮合来保证琴盖左右运动的同步，琴盖向后运动通过滑槽导引向下转弯之后会被带弹簧的转杆缓冲，从而获得平滑的运动手感，这里的设计还是考虑得很周到细致的：

下一步需要先把琴盖的同步齿轮及其转轴和支架拆下，这是用10个螺丝固定在琴盖上的，很明显。把螺丝拆下后稍微向两侧扳一下键盘的侧板就能把它们拿下了。

接下来需要把键盘的金属装饰板取下，有三个较隐蔽的螺丝固定，两侧各一个，中间还有一个：

装饰板取下后，往后拉琴键盖板就能把它拆下来了：

最后一步是拆键盘的前面板，这需要从键盘的底部入手，有5个黑色的螺丝，拆下后往下拉就能拆掉键盘前面板：

注意前面板上有块指示灯电路板，小心把插线拔掉，不知情用蛮力拉的话会把线拉断：

前面板拆掉后整个键盘就完全暴露出来，可以进行维修维护了：

这是键盘后部：

这个电钢琴既有软排线也有线束。键盘和主控板的连接使用排线，而控制按钮的连接则用了普通线束。为了降低高频干扰，排线和线束都套有磁环，设计比较严谨：

下面我们就根据两个实际的键盘故障的修理过程来看看键盘的具体结构。

第一个故障是牛奶洒在键盘上导致几个键失灵。

首先要把相关琴键拆下来，才能进一步检查故障原因。拆琴键其实很简单，按键只有根部的转轴那里是固定的，打开那里就可以了，拆琴键时要先拆白键再拆黑键。用两个平口螺丝刀配合就可轻松打开琴键的转轴，象下面这样：

拆下的琴键：

多角度特写：

琴键下面就是导电橡胶：

把琴键反过来和导电橡胶放在一起来看看琴键和导电橡胶的位置对应关系，对比顶楼的琴盘结构示意图理解下它们是怎么工作的。下图中琴键中部这两个十字型的注塑点就对应两个导电橡胶触点，很明显每组导电橡胶的触点上橡胶的高度是不一样的，琴键按下时这两个导电橡胶触点会先后接通，两者的时间差就代表了触键的力度：

好了，来看看牛奶导致的琴键失灵的原因吧，这里发现有牛奶的白色结晶产物：

翻开导电橡胶看看：

看，导电橡胶触点和电路板上都有牛奶结晶污染物，导致触点接触不良无法接通，从而使琴键失效：

问题找到了，修理很简单，用纯酒精清洗干净就可以了：

清洗完，安装回导电橡胶。导电橡胶有定位桩插入电路板上卡住固定，安装的时候可以用牙签帮忙插入定位桩：

最后，把琴键重新安装回原位就可以了，安装时要先装黑键，再装白键，否则黑键无法装入：

第二例故障是一个按键塌陷损坏，就是这个F键，明显比别的键低一块，而且按下也不发音：

还是先把琴键拆下：

琴键下面是击锤，这两个对比下就可以看出问题所在了。注意图中画圈的位置，击锤上面有个黑色的橡胶套，但是左边这个键的橡胶套不见了，显然没有这个橡胶套击锤的高度变低，琴键在上面自然会塌陷而无法工作：

击锤的全身像应该是这样的，借用网络照片，左上角那一端是包着橡皮套的琴键结合受力端，右下角那一端是配重重锤，中间覆盖着塑料的部分则是固定击锤的转轴，我们那个塌陷损坏的琴键就是击锤的橡皮套消失了：

击锤的一端插入琴键的推杆，被琴键带动，另一端则是配重，这个角度可以清楚地看到键盘中击锤的配重，不同键的配重大小是有所区别的，用以精确模拟机械琴键不同键不同的手感：

击锤上下都有缓冲用的白色毛毡：

那么这个塌陷的琴键击锤上消失的橡胶套跑到哪里去了呢？这是拆下的琴键：

换个角度，来个特写，原来橡胶套已经破碎，部分残骸被白色的润滑脂粘在琴键的推杆上：

而剩余的部分则掉在键盘下面，这就是破碎的橡皮套残骸，上面粘了不少白色润滑脂：

用手轻轻一捏这橡皮，基本没有弹性了，而且一碰就碎，象是材料老化缺陷导致的。

问题找到就好修理了，只要换个击锤橡皮套就行了。但是到这里维修工作陷入困境，主要问题是这个坑爹的橡皮套根本买不到啊，连万能的某宝上也没有，要是送去卡西欧售后服务维修那就是天价了，还不算这大家伙电钢琴的运费。最后只好自己想办法土法应急维修。

可以考虑的办法有两个，一个是在击锤上套个东西代替橡皮套，但是没找到合适且可靠的替代品。另一个方法就是击锤上不好搞就换个角度思考，在琴键的推杆上想办法也是可以的。

最终的解决方案是这样的，击锤是通过琴键上推杆的洞来操作的，击锤由于失去了橡皮套高度变低了，我们只要在推杆的洞里垫起同样的高度就可以补偿这个高度从而使琴键恢复工作。

具体的方法是，先测量下好的击锤橡皮套上下的厚度，然后在琴键推杆洞里垫同样的高度。橡皮套底部的厚度很小，所以简单地用厚的高质量透明胶带缠几道就可以了，加点胶增加强度。使用胶带厚度很容易满足要求，而且它缠好后有一定的弹性和变形范围正好可以自动补偿和缓冲，包装用胶带本身的耐磨性能也比较好，寿命长。这就是琴键推杆洞底部缠上的胶带：