CAmiDion 3号機に16×2液晶をつないでみた その2

前回の記事の続きです。

あのあと考えたのですが、たとえUSB電源が必要だったとしても、あのタイプの16×2液晶はやっぱり使えるようにしたいと思ったのです。広く普及していて、秋葉原のパーツ店でも入手しやすいし、Arduino にもHD44780互換液晶用 LCD ライブラリが提供されているためです。

ちなみにあの16×2液晶は、複合機のICカード認証ユニットとか、食堂などのカードチャージ機、セキュリティシステムなど、実は色々なところで使われていたりします。オフィスや生活の身近なところで「あ!これ、あの16×2液晶が使われてる!」って気づくことも実は結構あるのではないかと思います。

また、電池からの電源をONにしたままUSBをつなぐと、USBを抜いた後も、今まで低かった電池の電圧が上がっているのです。どうもアルカリ電池に「充電」された格好になったみたいです。
4V以上あれば鮮明な表示になるので、最悪でも電池交換すればなんとかなりますし、ケータイ電話の充電用に用意してあった、NiMH → USBアダプタ(下の写真)と組み合わせれば、NiMH2本で昇圧して電源を供給することもできるわけです。

NiMH to USBアダプタを装着

ということで、CAmiDion 3号機に直接差し込んで装着できる液晶ユニットを作ってみました。

LCD付きCAmiDion3号機

ピンソケットに差し込む部分はこうなっています。足長のピンソケットを使えば、片面基板でもピンヘッダを裏側に出しやすいです。

CAmiDion3号機とLCDユニットをつなぐピンヘッダ

AVRマイコンの片側しか使わない構造になったので、スケッチのほうでピン番号をD9からにずらしました。また、デフォルトで USE_LCD を #define した状態にしました。 → CAmiDion のスケッチはこちら

ネジ止めしてある上のカバーを+ドライバーで外さないと装着できないのが難点ですが、とりあえずあれば便利です。

で、この液晶を生かした動画を作りたくなったので、こんなものを用意しました。

CAmiDion 3号機から1石アンプつきコンデンサマイクに給電

一昔前に自作した、小型1石アンプつきコンデンサマイクです。

PC本体内蔵サウンドボードと違って、オーディオインターフェイス CI1 ではマイクケーブル経由では電源が供給されないようなので、苦肉の策として CAmiDion 3号機から給電したわけです。

写真右側にある灰色のスポンジは、ポップガードの代わりです。ポップガードとは、ハ行を発音するときにマイクにかかる息で「ふっ」っていう大きなノイズが発生しないようにする、金魚すくいのような形をした器具のことです。よくマイクのそばにある光景がみられます。

これを使って、最近公開されたボカロオリジナル曲、ひとつうえのおとこ(アゴアニキ feat.鏡音レン)を僕が歌って録音し、CAmiDion 3号機でコード演奏した音とともに、元のカラオケ音源とミックスして作ったのがこの動画です。演奏しているコードが液晶に表示されるので、字幕を入れなくても弾いているコードがそのまま動画に映って便利に使えました。

実はこれがやってみたくて、勢いでこの週末に液晶ユニットを完成させてしまったというわけでした…(^^;)

ちなみにこの曲は10日ほど前にロングバージョンが公開されたばかりで、早くも「殿堂入り」していました。元動画は色々とすごいですがww 何より覚えやすく歌いやすかったのでついやってしまいましたw カテゴリは一応「演奏してみた」にしましたが「歌ってみた」「ニコニコ技術部」のマルチな要素が加わっています。

CAmiDion 3号機に16×2液晶をつないでみた

CAmiDion 3号機には、空きピンがまだまだ残っています。

実は2号機にも空きピンは残っているのですが、空きピンのためにピンソケットをつけても、2層基板構造になっていて表に出すのは困難でした。

でも、3号機は1枚基板なうえ、AVRマイコンのそばに空きスペースがあります。そこで、3号機にピンソケットを増設しました。蓋を外す必要がありますが、とりあえず実験用ということであれば十分使えます。

CAmiDion3号機にピンソケットを増設

ピン接続本数を減らすため、まりすさん作成の Lcd74HC164 ライブラリを活用しています。

構想100年 2012/05/31 – ArduinoにLCDを信号線3本で繋ぐ (IDE 1.0対応)

これ用のテスト用基板を以前作ってあったので、そのままブレッドボード用のワイヤーで接続してテストしてみました。

キー(調)やコード名、波形名、MIDI CH.番号などを表示するには十分使えることがわかりました。コードがリアルタイムに見えると色々面白いです。

USB電源でCAmiDion3号機から液晶表示

いいところまでできたので、いざ電池駆動に切り替えると…

電池駆動のCAmiDion3号機で液晶表示

あちゃー、表示が薄い…
電圧を測定してみたところ、4Vをちょっとだけ下回る程度の電圧でした。USBより1V下がっただけで、こんな悲惨な表示になっちゃうんですね…。コントラスト調整用VRを調整してもこれが限界でした。やはり5v用の16×2液晶だときついようです。

これだけ電圧が下がっても、LEDや音は全く問題なく動作していました。

消費電流は2mA程度増えただけでした。バックライトなしの液晶は省エネでいいですね。

とりあえず、USE_LCD っていう #define 名を用意して、これを定義したときだけ LCD 表示のコード(code)が有効になるようにしました。せっかくプログラムを作ったので、しっかりした電源があるときや、もっと低い電圧でも薄くならない液晶を使いたいときに活用できればと思います。

現段階では、16×2液晶ユニットを作っても、この電源ではポータブルな使用にはやはりきついです。もっと低い電圧でもバックライトなしの低消費電力で安定して表示できる薄型の液晶が欲しいところです。ペタッと貼り付けるのがあると理想的ですね。

CAmiDion3号機の詳細はこちら

その後…結局はこの液晶を使ってみることに。
詳細はこちらを参照

太陽光だけでCAmiDionを鳴らしてみた

北関東では猛暑日のところも出て、関東でも梅雨明けしたとみられるっていう発表がありました。
ここ横浜南部では鎌倉方面からの南風のおかげなのか猛暑日にはならず、辻堂の気温と同じくらいの30℃前後で推移していて、なんとか真夏日になったという感じの気温でした。

あまりに天気がいいので、ソーラーパワーだけで電子楽器CAmiDionを鳴らせないか実験してみました。

使用した太陽電池:SANYO AM-5412 3v

先日作った386ミニアンプつきだとおそらく消費電流20mA程度だと思いますが、定格値を見るとこの太陽電池は30mA程度取り出せるようなので、日当たりのよいところなら十分駆動できるレベルです。

この太陽電池をケースに貼り付けてみました。ICの日よけも兼ねています。

ソーラーCAmiDion

PWMDAC_Synthライブラリに波形テーブルを組み込みました

PWMDAC_Synth ライブラリを更新しました。

シンセサイザーでよく使う正弦波、矩形波、三角波、のこぎり波を、組み込みで用意しました。
これらの波形については呼び出し側で PROGMEM 配列を定義する必要がなくなくなりました。

これに伴い、CAmiDion2号機、3号機、派生した普通のMIDIキーボードのArduinoスケッチも更新しました。

すでにCAmiDion の作業部屋に格納してあるのでダウンロード可能です。

CAmiDion3号機用386小型アンプ

先日完成した CAmiDion 3号機ですが、単体に近い状態でもとりあえず音が出るようにしたい。

そこで、次のように改造しました。

圧電スピーカーの追加

一番手っ取り早い方法として圧電スピーカーを内蔵しました。

回路図も修正しました。(電子楽器CAmiDionの固定ページ参照

圧電スピーカーは1桁 kHz 付近しか聞こえず、音も小さいです。最初はコイルとトランジスタで簡単な昇圧回路を使って試してみましたが、消費電流の割に音質がいまいちだったのでやめました。

代わりに、PWM 出力から直流カット用の10μFのケミコンを外し、さらにローパスフィルタを調整しました。

WaveSpectra で波形をチェックし、のこぎり波や矩形波の鋭角になる部分の「ヒゲが抑えられ、かつ丸まり過ぎない」ように調整しました。その結果、0.22μF だったコンデンサを 0.033μF にするのが最適だと感じたので交換しました。

これで、圧電スピーカーでもちょっと耳を近づければ聞こえる程度まで改善され、何もつながなくてもとりあえず小さい音は出るようになりました。

小型アンプの製作

しかし、これでは物足りず、かといってポーチに内蔵したアンプでは面倒なときもあります。

そこで、オーディオジャックに直接差せるスピーカー内蔵小型アンプ(386 IC使用)をフリスクケースに詰め込んでみました。小型化したかったため、次のように作りました:

  • 386 IC は余分な足をカットし、すべて空中配線。部品は最小限。
  • 手で回せるタイプの半固定抵抗を手持ちのジャンクパーツから探し、これをボリューム調整用にする。

小型アンプの中身

スピーカーは、昔ノートPCを分解したときに出てきたジャンクのスピーカーを使いました。この大きさならフリスクケースにも収まります。

VRは10kΩ(Bカーブ)ですが、入力電圧をかなり小さく落とさないと音が割れてしまうので、オーディオ入力に100kΩの抵抗を直列につけています。こうすると回路図上は「0 ~ 1/11 の範囲しか動かない 110kΩ VR」と等価になりますが、狭かった 0 ~ 1/11 の範囲が広がってフル回転できるので、音量調整がしやすくなります。

小型アンプのボリューム

電源は、MIDIアダプタやスケッチ書き込みのインターフェースとして使っているピンソケットから取るようにしています。

CAmiDion 3号機に小型アンプを装着

これで、コンパクトでありながら、家で使うには十分なボリュームで演奏できるようになりました。

CAmiDion 3号機のページと動画ができました


CAmiDion 3号機の画像

3号機のページはこちらです。

CAmiDionのトップをはじめ、既存の1号機、2号機のページも更新しています。回路図やスケッチは SourceForge へ置き終わっているので RIMNET 側の HP からは削除しました。これにより quota 制限による空き領域に余裕ができたところで3号機のページを作りました。

これと同時に動画も作りました。

(2012/7/15)
回路図とスケッチはCAmiDion の固定ページへ移動しました。古い回路図は作業部屋のほうに残してあります。

CAmiDionなブログ始めました

自分のHPの容量がきつくなってきて CAmiDion 3号機の回路図などを置けそうな場所がなくなってきたので、SourceForge上に置くことにしました。

MIDI Chord Helper および電子楽器 CAmiDion 関連の情報をこのブログで発信していこうと思います。

よろしくお願いします!