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警告や終了を音で通知するためにメロディＩＣを購入

（本当は１年前に購入していたのだけど）

いつものほったらかし状態から突如，まずは鳴らしてみようとした・・・が・・・結果はかなり嵌った（つまり楽しめた）

チョイス

メロディＩＣは三端子メロディＩＣ（ＵＭ６６ＴｘｘＬ）等を３種（５曲オルゴールＩＣも先に購入したけど触るのは後になることに）

ＵＭ６６ＴｘｘＬ共通仕様

• 動作電圧範囲：１．５Ｖ～４．５Ｖ
• 消費電流：１６μＡ（Ｔｙｐ．）

音の出力は大体は小さい物に組み込むことになるので，サイズ・電力的に大きなスピーカーにするわけにはいかないため圧電ブザーと圧電サウンダを選択

電子ブザー（２４ｍｍ）ＰＫＢ２４ＳＰＣＨ３６０１

• 発振周波数：３．６ｋＨｚ（電源ＤＣ１２Ｖ時）
• 定格音圧：９０ｄＢ（電源ＤＣ１２Ｖ時, １０ｃｍ）
• 動作電圧：ＤＣ ２～２０Ｖ
• 消費電流

　１．８ｍＡ（電源ＤＣ２Ｖ時）
　２．８ｍＡ（電源ＤＣ３Ｖ時）
　５．０ｍＡ（電源ＤＣ５Ｖ時）
　９．０ｍＡ（電源ＤＣ９Ｖ時）
　１３ｍＡ（電源ＤＣ１２Ｖ時）

圧電スピーカー（圧電サウンダ）（１３ｍｍ）ＰＫＭ１３ＥＰＹＨ４０００－Ａ０

• 動作電圧範囲：３０Ｖｐ－ｐ以下

実は，圧電ブザーと圧電サウンダ・圧電スピーカーの違いを知らずに，とりあえず圧電ブザーと圧電サウンダを購入していた

基礎知識（後付け）

• 圧電サウンダと圧電スピーカーは同じ（以降，サウンダで記載）
• 圧電サウンダは音が鳴る圧電振動板のみの部品で発音には外部に励発振回路が必要となる
• 圧電ブザーは圧電サウンダに自励発振回路を組み合わせ一体化したもので直流電源があれば発音する

ファースト発音

接続は以下のとおり

画像クリックで動画（左：圧電ブザー，右：圧電サウンダ）

発音は簡単にできて（左）電子ブザーだと終了音程度なら音量的にも十分

しかし電子ブザーはサイズが大きいため，できれば圧電サウンダを使いたい

そこで難点である音量を増大することを試みる

メロディＩＣ

まずはメロディＩＣの波形を観る（左：画像クリックで動画，右：パルス拡大）

音階の出し方はＦＭ音源が実装される前のＰＣ（ＡｐｐｌｅＩＩ，ＭＺ，ＰＣ８００１とか）など知っていれば判るが，要は矩形波の密度（周波数）を変えることで音階を出している訳だ（ＰＣ８００１なんか圧電ブザーで苦心の音階を出していたなぁ）

圧電振動版への電圧増加

圧電サウンダの音量を上げるには圧電振動版を大きく振動させることになり大きく振動させるには圧電振動版への電圧を上げる

ＴｒとＦＥＴへ変更版で確認（どちらもスイッチ的使用）

圧電サウンダは電圧を与えないと鳴らない（電圧駆動）ため並列で抵抗を入れる

⇒

Ｒ１を，１ｋΩ，１００ｋΩ，３３０Ωと変更してみたところ１ｋΩが一番大きい音量であった

圧電振動版へ３Ｖ，５Ｖ，１２Ｖと変えて与えてみると少しは大きくなるが大して音量は上がらない

更に電圧を上げても大幅に変化しそうにないと考え止めた

１つの結論

電圧を上げても劇的には音量はあがらないようだ（警告音とかは瞬間的に大きい電圧を発生しているらしい）

では何故電子ブザーは，それなりの音量を発生させているのか・・・調査すると共振を利用しているようだ

そこで試しに圧電サウンダを基板に付け共振させてみる（動画はなし）と・・・

音量が上がることを確認，美味く共振させれば十分な音量になりそうな感じだ

最終的な回路は以下とした（発生起電力を抑制するためダイオード入れた）

追加

周波数の違いによる音量の変化を確認（デサルフェータ―で作製したパルスジェネレータを改良して実験）

３ｋＨｚの音量が大きかった（だけど・・・耳が年なんで強弱は判断できないだろうと思う）

aitendoの昇圧機能内蔵変換ケーブル・・・結局購入してしまった

出力側のコネクタ仕様は2.1mm/5.5mmのDC電源プラグとなっているが2.5mmでも入るようになっている

今回は出力電圧9Vをチョイス，入力5Vとあったが2.4Vでも9V出力できた

更に2.4V～5V前後でも9V出力可能であることを確認した

Ａｍａｚｏｎで「UNO R3開発ボード」（Arduinoと互換）を購入（なんと￥４５８）

他にも同時にＡｍａｚｏｎへ注文しているが今回の中華発送はこれだけ

１０日発送の２０日予定から２日遅れで到着（ＡＩＲ ＭＡＩＬって書いているけど・・・時間かかるのね）

ＵＳＢケーブルとＰＩＮ，さらにおまけでＵＳＢ直差しのＬＥＤライトが付いていた

外観チェック（表・裏）

多少パーツが曲がって付けられているが外観には問題なさそう

「ＵＮＯ」と刻印されているけどまさにパチ物・・・ここでブートローダーは大丈夫か？って心配になってきた

電源投入

電源を入れたらＬＥＤがチカチカ，動作確認のためかＬチカが書込みされていた（これなら安心できる）

本ボードは固定で使用したい（例えば以下のattiny13a）シールド用のため購入した

デサルフェータ―調整用にブレッドボード展開したＬＣＤとロータリーエンコーダを実験で良く使いそうなのでシールド化したのを使用して本ボードのスケッチ書き込みと動作確認してみた

今回は２セット購入で２台とも問題なしだった

自動車とＵＰＳやポータブルバッテリ用にデサルフェータ―を新規に考えてみようと思いデサルフェータ―３号機を検討

まずはこれまで作製したデサルフェータ―について検証してみた

• パルス発生部とバッテリー接続部の波形をオシロで再確認
• 消費電力としてバッテリー接続時の消費電流を計測

１号機

元記事に近い形の回路でＰチャネルのＦＥＴを用いて作製してある

設計では１２ｋＨｚ動作であるがコイルやダイオード類の発熱がもの凄いため６ｋＨｚ動作にした（切り替えで１２ｋＨｚも残してある）

６ｋＨｚ時の波形（上：パルス発生部，下：バッテリー接続部）

ＦＥＴのＯＮ－ＯＦＦ間隔となるパルス幅は約７μｓ，ピーク電圧は約４０Ｖである

掃引時間を高速に変えるとリンギングが見え，パルス発生部も出力に影響してなのかＦＥＴをＯＮした部分（０Ｖになったところ）から電圧が上がっている

消費電流（６ｋＨｚ時）は３２ｍＡで低消費

参考までに１２ｋＨｚ時の波形（上：パルス発生部，下：バッテリー接続部）は６ｋＨｚの倍になる

若干６ｋＨｚ時より波形の上下が増えて派手になっている感じはする

消費電流はクロックが倍になっただけで１０倍以上となり，パーツの発熱のせいかしばらくすると７００ｍＡを超えた

２号機

５５５を正論理出力にしてＮチャネルのＦＥＴを用いた

パルス幅の調整に半固定を付けた

万が一のバッテリー上がりを避けるためエンジン始動中のみ動作させるようにしている（短絡ピンで常時動作も可能）

波形（上：パルス発生部，下：バッテリー接続部）

ＦＥＴのＯＮ－ＯＦＦ間隔となるパルス幅は約５μｓ，ピーク電圧は約４０Ｖである（後に判明したがオシロを購入した時に計測した２号機デサルのデータは電圧／ＤＩＶの倍率が間違っていたため正確ではない）

右は掃引時間を高速に変えてリンギングの状態を観ると，パルスの立ち上がり途中でリンギングが発生しているのが判る

消費電流は２２５ｍＡで多いと考える

考察

• 出力電圧に関しては１，２号機ともにピークが約４０Ｖであり十分と考える
• 出力クロックとリンギングについてはどうなのか（判らないため）判断できない
• 消費電力については，エンジン始動中のみ動作だと普段の利用状況だと短すぎるため効果が薄いのではないかと思い，消費電力を極力少なめにして一週間位の常時動作を可能にしたい（低消費電力化，電圧検知によるインテリジェント化）
• 掃引時間を低速に変えて１，２号機の出力の違いを比べる

１，２号機ともにクロック毎に同じ出力電圧ではなくバラツキがあるのが判る

出力パルスは２号機のほうが多く良さそうにみえる

低消費電力化

低消費電力にするためには効率良いパルスの発生を行いたい

そこでパルス調整できる装置をArduinoで作製し調整中

スケッチ

//ＰＷＭ出力で周波数・デューティ比をダイナミックに変更
//
#include <avr/io.h>
#include "rotary.h"
#include "Wire.h"
#include "AQMI2CLCD.h"

#define PWMPin 10
#define BTNPin 8

#define SELFreq 0
#define SELDuty 1

Rotary r = Rotary(2, 3);
AQMI2CLCD lcd;

unsigned int freq = 20000;    //周波数
int duty = 10;                //指定したいデューティ比

int select = 0;               //変更値選択（０：周波数，１：デューティ比）
boolean forced = false;

ISR(PCINT0_vect) {
    if(digitalRead(BTNPin) == HIGH) {
        select = (select == SELFreq)? SELDuty: SELFreq;
        forced = true;
    }
}

ISR(PCINT2_vect) {
    unsigned char result = r.process();
    if(result) {
        if(select == SELFreq) {
            freq += (result == DIR_CW)? 1000: (-1000);
            if(freq < 1000) freq = 1000;
            if(freq > 50000) freq = 50000;
        } else {
            duty += (result == DIR_CW)? 1: (-1);
            if(duty < 0) duty = 0;
            if(duty > 100) duty = 100;
        }
        forced = true;
    }
}

void setpwm() {
    // TOP値指定（周波数設定となる）
    OCR1A = (unsigned short)(1000000 / freq);

    // Duty比指定 : 1000000 / freq * duty / 100;
    long val = (long)10000 * duty / freq;
    OCR1B = (unsigned short)val;
}

void setup() {
    //LCD初期化
    lcd.setup();

    //pin設定
    pinMode(PWMPin, OUTPUT);
    pinMode(BTNPin, INPUT_PULLUP);

    //調整用ロータリーエンコーダ割込み設定
    PCICR |= (1<<PCIE2) | (1<<PCIE0);
    PCMSK0 |= (1<<PCINT0);
    PCMSK2 |= (1<<PCINT18) | (1<<PCINT19);

    // モード指定
    TCCR1A = 0b00100001;
    TCCR1B = 0b00010010;

    forced = true;
}

void loop() {
    char str[20];

    for(;;) {
        if(forced) {
            forced = false;
 
           //１行目
           lcd.setLocate(0, 0);
           if(select == SELFreq) {
               lcd.putString((char *)"[ Freq ] Duty ");
           } else {
               lcd.putString((char *)" Freq [ Duty ]");
           }
 
           //２行目
           sprintf(str, " %2dkHz %2d%% \0", freq/1000, duty);
           lcd.setLocate(0, 1);
           lcd.putString(str);

           setpwm();
        }

        noInterrupts();
        delay(100);
        interrupts();
    }
}

ＰＷＭ操作の覚書

• ＰＷＭ出力の周波数をダイナミックに変更するためには直接レジスタを操作するしかない
• ＰＷＭの周波数はインターバルタイマでカウントアップされたカウンタ値の上限設定で決定する（上限設定しない場合はＭＡＸ）
• インターバルタイマは最大がＣＰＵクロックで分周比の設定もできる
• デューティ比となるパルスのＨＩＧＨ（もしくはＬＯＷ）時間はカウントアップされた値の上限値が立ち上がりとなる
• 下がりはカウンタのＭＡＸもしくはカウンタＭＡＸからマイナスされカウンタ値の上限設定と同じなった時となる（２種選択）
• 上のスケッチは１６ＭＨｚの分周比８で２Ｍカウント／秒となりサイクル１Ｍとして作成している
• 詳細はこちらを参照