アナログな音源装置を作ることの考察をしてみる

久しぶりにリレーシーケンスの早押し機を見て&玄関チャイムの音装置を見て、ずいぶんと懐かしく思いまして。

早押し機を作り始めたころは、なるべくはんだ付け&プログラムに頼らない機材を作ってみようと3年くらい努力してたなーと、初心を思い出しました。

というわけで、改めて、「なるべく」はんだ付けやプログラムに頼らない形で「音源装置」を作るとなったら、どんな方法があるだろうかを考察してみようと思います。

先ず、音源ですが。WAVだとかPCを使わず、ごくアナログに

パナソニック サインペット100 100V電源玄関チャイム 鉄板を電磁石で叩くタイプ

パナソニック EA2201-K 角型音量調節ブザー 100Vのブザー 電磁石と鉄板で音を鳴らす

単純に、家庭の100V電源にこれをつないでチャイム用小型スイッチ

これを、それぞれに取り付ければ、「ブー」と「ピンポン」は大音量で鳴ります(笑)昭和な手のにおいのする音装置(ブーピロと言いますが)の出来上がり。(ピンポンの音色は各ホームページにサンプルがあります。ブザーはありません)

※ ホンモノだって、こうですよ(笑)

本来であれば「ピロピロピローン」という正解音にしたいわけで、マイコンやICを使って自動連打させたいのですが・・・・それほど難しくはありませんが、今回はそこまでしません。連打しましょう(笑)ちなみに、ホンモノの仕組みはこちらのブログにも一端があります。ここでのIC(汎用ロジックIC)は、7400:4回路2入力NANDゲートでしょう。マルチバイブレーター回路とか・・・云々はブログもあり、アナログICを使って発振回路を作るのが一番安いかも。イロイロ世界が広がります。ホンモノの動作の映像もありますね。

さて、問題はこれと「押し下げ」ピンポンの連動です。^^;; 
押し下げ音は、玄関チャイムを「1回だけ押す」という作業にしたいと思います。
機材製作をされた方は、この先に「電源電圧の問題」と「ワンショット(チョン押し)」の問題があることが予想されると思いますが、全くその通りでして。想定としては、市販されているキットおよび私の早押し機(Arduino)との連携を考えることにします。

1:電源の問題

この二つの機材は100V(家庭用電源)の機械です。マイコンなどの早押し機に直接つなぐことは、もちろんできません。そこで「仲立ち」をする機材が必要となるわけです。
一般的には、マイコンの出口に、フォトカプラ+トランジスタ+リレーという組み合わせでイロイロ部品が必要なのですが、秋月電子で使いやすいキットを販売しています。

ソリッドステートリレーキット 25A タイプ

玄関チャイムは5W仕様なので、放熱しなくても大丈夫でしょう。入力信号側に早押し機の出口をつなぐと、フォトカプラが点灯し、ソリッドステートリレー(半導体リレー)が動作してチャイムが鳴るはずです。

ただ・・・そうです、ワンショット(チョン押し)問題があります

2:ワンショット(チョン押し)問題

私の早押し機は、WAVトリガへの出力が1/100秒のワンショットになってるので、ソリッドステートリレーの応答スピードとの調整で、なんとかなると思いますが、世の早押し機の中には、音装置との連携(キック)が、「長押し(押しっぱなし)」になっているものも多数あります。リレーシーケンス機材などは、その方が簡単なんです。最初に作った早押し機もそうでした・・・・。

恐らくチャレンジした人も多い、ワンダーキットの早押し判定2の場合、右下の「着順判定LED」を分岐すれば1着判定と同時にキックを出せますが、「押しっぱなし」になるので一つのハードルになっているようです。

※ 先の「ホンモノ」の画像では、2つの玄関チャイムが見えます。おそらくこの処理をしていない。このチャイムは2枚の鉄板を電磁石で、スイッチ押して「ピン」放すと慣性で「ポン」と叩くので、押し下げ音用チャイムは鉄板を一つ外して、「ピン」張り付き、リセットで音無し。もう一つのチャイムが正解音(「ピン」「ポン」連打)ということでしょう。そういうやり方もアリです。


ただ、これは格好よくない(笑)「100V電源が流れても、0.5秒後に自動的にOFFになる(オフデレー)」処理をして、押し下げ音を「ピン ポン」としたいと思います。

オムロン ソリッドステートタイマー H3YN-R2 AC100V 短時間タイプ

上部にダイヤルがついています。
タイマーリレーと呼ばれるもので、オンの時間やオフの時間、点滅などをアナログタイマーで処理してくれるものです。イロイロ種類があるので、目的に応じたスイッチタイミングを説明書(タイミングチャート)から選ぶ必要があります。メーカーによってこのスイッチタイミングの名称(オフディレイとかオフデレーとか)もちがうので少し面倒です。

今回は「インターバル」といって、スイッチがONされると、ある一定時間で勝手にOFFになる、という機能をもったものを選びました。

これを先のソリッドステートリレー先に取り付け、時間を合わせると、「ピン」「ポン」と音を二つならせることができます。ただ・・・このリレー、4000円と高いのです。アナログ&安価を考えると、正直、玄関チャイムを二つ買った方が安いという話もありますね。

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