小さなブリキ缶に組み込み予定の電子オルゴールを作ってみた

eBayで見つけた外形寸法:55×40×25mmの小さなブリキ缶の中に、電子オルゴールを組み込んでみようと思い、前回は実体配線図を描き、パーツを揃えたので、今回は組み上げていきます。

2つのマイコン(ATtiny85とATtiny13A)の駆動電源には、わたし的には初の試みとして3Vのボタン電池CR2032を使ってみようと思います。

ブレッドボード上で動き出したけど、音が小さいな

マイコンのスペック上は問題無いと思いますが、微妙に不安と言えば不安で、取り敢えずはブレッドボード上に組んでみることに。

組みあがったのがこちら。

電子オルゴールブレッドボード版

電源には、電圧可変のDC-DCコンバータを組み込んだWii用ACアダプタ改造版を使用。電圧を3Vに設定してスイッチONすると、(微妙に紆余曲折はありましたが)無事に動き出しました。

実は以前から、この電子オルゴールの回路にどれくらいの電流が流れてるのかなって気になっていたんだけど、この電流も表示されるDC-DCコンバータでそれが分かるなって楽しみにしてました。

ところが実際にやってみると、電流表示の最小単位が0.01A(10mA)なので、0.00Aから変動しません。ただ、何かの拍子に最下位の桁数が「1」になることもあるので、10mA近いらしい。

さて、無事に動いた事は動いたけど、問題が無くもなくて、音が小さいくて聞こえ難い。

スピーカーの効率の問題もあるらしく、もう少し大き目のスピーカーを接続すると問題なく聞こえるんだけど、実際に組み込む予定の上の写真のスピーカーだと、少し辛い感じが。

電圧を上げていくと、当然のごとく出力音量も大きくなっていくので、これはやっぱりボタン電池の3Vという電圧がネックになっているようです。

音楽を流すATtiny85に十分な電圧がかかってないかも?

ここでふと思ったのは、ATtiny13Aからの出力を、トランジスタによって増幅する事でATtiny85の電源としてるんですが、果たして本当にATtiny85にも3Vの電圧がかかっているのか?ということ。

以前、このトランジスタのベースに接続する抵抗値を決める際、電源電圧を4.5Vとして計算してるので、それが3Vなったことで影響があるかもしれないな、って。

それなら実際に測ってみようかと思い、先ずは(デフォルトの)2.2kΩ抵抗の時。

2kΩ
この時、ATtiny13Aにかかっている電圧の実測値は約2.94Vだったので、0.08Vくらい低い値になっています。でも、こんなのは誤差範囲?

2.2kΩと並列に1kΩの抵抗を入れて、約680Ωにして電圧測定。

650Ω
うーん、0.03Vくらい上がったな。でも、これも誤差範囲?

それなら、1kΩにするとどうでしょうか。

1kΩ
これが一番低くなってしまった。

そもそも、トランジスタで「電流」を増幅させているわけですから、やっぱり電圧の方にはほとんど影響が出ないって事なんでしょうかねえ。電気的な基礎知識の無い私だと、この程度の理解です。

ただ、スピーカーからの音が小さいといっても、箱に組み込むとかなり改善されるので、現状でも何とかならないこともないわけで。

でも、マイコンからの出力とスピーカーとの間に抵抗が無くてもいいくらいなので、多回転半固定抵抗を入れてる意味がほとんど無くなってしまったのが、ちょっと寂しい。

基板上に組んでみた

色々と懸案事項はあるけれど、一旦基板上に当初の予定通り組み上げてみることに。

出来上がったのがこちら。

電子オルゴール基板組版

タクトスイッチを押すと、スリープと稼動状態が交互に切り替わり、稼動しているときにはLEDがゆっくりと点滅しながらスピーカーからオルゴール音楽が流れます。

ってことで、中身的には取り敢えず完成、です。


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