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簡易周波数分析器 制作メモ


ブレッドボード LED表示 旧回路図 基板図 梱包箱 個別プチプチ 基板表 基板裏 組立後 回路図 LED表示と中心周波数 取説
  • 発想 2018年10月7日
    • 簡易なスペアナを作ってみたい。子供のおもちゃとしても面白いのではないか。

  • 構想 2018年10月7日
    • オーディオ用7バンドスペクトラムアバライザーIC「MSGEQ7P」と8x8ドットマトリックスLEDを使って 50x50x50mm位の立方体アクリルに入れ、ボタン電池3つの4.5Vで動くようにしたい。 転がしても、落としても、雑巾で拭いても大丈夫にしたい。スイッチは外に出したくない。 立方体の置き方でスイッチONにしたい。

  • 実装についての考え
    • 10月7日

      バンドパスフィルターはMSGEQ7Pは使うとして、表示器は8x8でも16x8でも16x16でも表示上8x8に見えればよいだろう。 CPUはATMega328が簡単だが、スペースを考えたらPIC16F1827辺りになるかもしれない。

    • 10月8日

      マイクロフォンはエレクトレットとして、オペアンプで100倍ぐらいにアンプすればよいだろう。 それを直接MSGEQ7Pの入力に入れれば 動きそうな気がする。 実験をするにはマイク+AMPは秋月の高感度マイクアンプキット「AE-MICAMP」を使えば簡単だろう。
      I/Oとしては MSGEQ7P関係は reset(出)、strobe(出)、out(A/D入)で、 表示は 行8本(出)、列8本(出)、スイッチ(入)の計19本(内A/D1本)なので PIC16F1827では 本数が足りない。なので ATMege328を使う事になりそう。

    • 2020年5月30日

      動作検証の為 基板を作る事にした。100x100の基板にガラガラで作る。
      動作が確認できてから、どの様な形態にするか検討して、基板から再度作る事にする。


  • 現状
    • 10月8日
      まだ何もしていない。
    • 10月9日
      高感度マイクアンプキット「AE-MICAMP」を秋月に頼んだ
    • 10月11日
      高感度マイクアンプキット「AE-MICAMP」がとどいた。 マイク、LED、CPU、スペアナICは揃った。が 今すぐには取り掛かれない
    • 2019年2月27日
      CPUと8x8LED部分をブレッドボード+「4桁7セグLED と RTCの基板」で 組んだ。
    • 3月2日
      8x8LED表示は出来たみたい。但しPB6のROWが明るい。 ソフトなのか、ハードなのかまだわからない。 スペアナIC用のA/Dと信号出力もしているが、正確には動いているかわからない。
    • 3月3日
      スペアナIC部分とマイクロフォンを別ブレッドボードに組、接続したが、動いているかどうか、わからない。
    • 3月4日
      PB2にRTCから1秒周期の信号が出ていて、それがマイクロホンなどのアナログ回路に悪さをしていた。 RTC用のバックアップ電池を抜いたらその問題は無くなった。PB6はまだわからない。 スペアナの表示もそれらしくする。但し電源がリニアの電源なら良いが、HT7750スイッチング電源だと ノイズが多いみたい。
    • 2020年5月31日
      動作検証の為の基板として 回路図基板図を書いた。
    • 6月1日
      ガーバーファイルも作った。
    • 6月12日
      部品表も作った。
    • 7月16日

      Elecrowに  6桁INー16時計、ブレッドボード用ATmega328基板2種、4桁IN-8時計、8x8ドット時計と一緒に注文した。 現在の中国の状態がわからないので いつ頃出来上がるかわからないが、注文画面上には以前と同じ様な工程(日時)の説明が出ていた。 なので、うまく行けば(以前と同じなら)来週中には手元に来るかな? と言う感じ。

    • 7月22日

      Elecrowから 基板が出来上がって来た。配送含めて一週間で出来上がった。以前より速いぐらい。(なぜか、Elecrowの状態は「In production」)
      新型コロナが怖いので まず受け取った袋ごと紫外線殺菌をした。 こんな箱に6種類の基板が入っていた。個々の包装はプチプチで保護されていた。 (基板表基板裏

    • 7月23日

      Elecrowから 基板を送ったとメールが来た。基板を受け取ってから送ったと言われても 戸惑ってしまう。

    • 7月25日

      RS、秋月、廣杉、マルツに足りない部品を注文した。 直ぐには いつ入るかわからないが、RSだけは 予定日の入った受注した旨のメールが来た。

    • 7月28日

      秋月からは注文した物全てが届いた。RSからは注文した物の内3品が届いた。廣杉からは来なかったが、ホームページを見たら メールシステムの不具合で即日発送が出来ない様な事が書いた有ったので、遅れているのだろう。マルツからは時間(4日位?)のかかる物が有るので 追って連絡する旨のメールが来ていた。

    • 7月29日

      今日 廣杉から注文した物が届いた。いつもより1日遅れだが、この位の遅れは問題無し。

    • 7月30日

      RSから 31日に届くはずの物が 新型コロナで航空便減便の為 3日遅れる旨の 連絡が来た。 基板(Elecrow)はOCSで以前と同じ様に来ていたので 以前と同じぐらいに運送事情は戻っているのか と  思ったがそうでは無いみたいだ。 OCSだけ大丈夫なのか、中国だけ大丈夫なのか、。
      マルツに頼んだ物もDigkeyなので多分何処からか航空便で来るのだろうから遅れるかもしれない。

    • 7月31日

      ICソケットを注文するのを忘れていた。 Atmega328用の28ピンの物が一個、MSGEQ7P用とOPA344用の8ピンの物が二個 必要になる。

    • 8月2日

      昨日 マルツから部品が来たので 基板を組み立てた。まだ電源は入れていない。

    • 8月12日

      ICは入れない状態で電源を入れた。LEDが点灯する。電源電圧(5V)は 7805が4.93V、1802が4.99V。

    • 8月13日

      ブレッドボードのCPUとMSGEQ7PとOPA344をICソケットに挿し、電源を入れた。(7805で) 8x8の全てのLEDが点灯するが、その後の8x8の表示がおかしい。取りあえず 今日はここまで

    • 8月20日

      8x8LEDを間違ったみたい。colとrow間のLEDの向きの逆の物を使わなければならなかったみたい。(型番間違い)
      プログラムで 論理を逆にしたりして なんとなく表示はするようになった。
      電源ICの違いでは 7805より1802の方がノイズが少ないみたい。(8x8LEDの表示上の見かけでは)

      パソコン用の音声発生プログラム(WG.EXE)で音を入れてみた。 1000Hz以上は大体思った様に表示するが、500Hz以下はレベルが低い。 ピンクノイズやホワイトノイズを入れてもその傾向が出る。
      パソコンのスピーカーだとうまくマイクで拾えないので ヘッドホンを付けてそこに近づけて音を入れているだが、 ヘッドホンが悪いのか、マイクが悪いのか、オペアンプの回路が悪いのか?

    • 8月21日

      ヘッドホンを止めてステレオイヤホンを使って音声発生プログラムを使った。63Hz~6250Hzのバンドは大体表示される。 表示レベルがイヤホンの音量も正確に同じとは思えないので とりあえず良しとする。 16000Hzのバンドも12500Hzは他と大体同じレベルで表示されるが16000Hzにすると途端に表示レベルが落ちる。
      全体的な動作としては とりあえずこれで良しとする。

      電源ICの違いでは実質的には表示上は差が出なかった。

      この基板は動作の確認、実験の為の基板なので 本物のもっと小さな基板を作るつもりだったが、取りあえず これで終わりとする。 基本的な動作は確認できたので 本物の小さな物は違うプロジェクトとしてこの回路で作り直す事にする。

    • 8月22日

      8x8LEDの表示がどうもすっきりしないので LEDの向きの逆の物(OSL641501-BRA)を秋月に注文した。 これで試してから 本当の終わりにするつもり。

    • 8月26日

      LEDの向きの逆の物(OSL641501-BRA)が来たので入れ替え、 それに伴ってプログラムも修正した。ついでにスイッチによるホールド機能も追加した。
      部品表回路図も修正した。

    • 8月27日
      少し使ってみると使い難い所も有るのでもう少し使ってみて 良くしたい所をまとめたい。 いつになるかわからないが、本物を作る時の参考にしたい。
      プログラムで対処できる事は 今の時点で プログラムを修正したい。
      • マイクが基板についているのが問題みたいで、振動を拾ってしまう。ホールド用のスイッチを押した時の音(振動?)でも拾ってしまう。 クッションを付けるとか、別体のマイクにするとか、どの程度の対策が必要か?
      • 8x8LEDの向きが90度違っている。
        今の状態は、値が左から右に値が伸びていくが、縦に下から上に伸びる様にしたい。 周波数は上が低くて下が高くなっているが、左が低く右を高くしたい。
      • 5V電源のICを二つ試しているが、今の所 差がわからない。 オシロ等で波形を見て決める必要が有る。 3Vにして電池を一つに出来れば一番良いが ノイズマージンで苦しそう。
      • ホールド機能は付けたが、上記の様な拾いたくない物も拾ってしまう為 ピークホールドの機能も欲しくなった。
         ピークホールドだけでなく、或るレベルを超えたらホールドする機能(オーバーレベルホールド)も欲しくなる。 或るレベルはプリセット出来る様にしたい。
        ピークホールドも オーバーレベルホールドも レベルはそれぞれのバンド毎ではなく、全体の値でホールドしたい。
    • 8月28日

      プログラムを作り直して、ピークホールド、オーバーレベルホールドを追加した。 オーバーレベルのプリセットと 全体(合計÷10)値の表示も追加した。(LED表示) ピーク値の比較とオーバーレベルは 全体の値を使う事にした。
      スイッチの音(振動)を取らないように、離した時は 少し時間(約200mS)をおいてから表示をするようにした。
      取扱説明書も書いた。

      現時点ではケースに入れていないが、いずれ適当な箱に入れるつもり。最悪でも上下をアクリルで挟むつもり。


  • 参考資料
    • 部品表
      ガーバーファイル
      基板に関してはこのガーバーファイルを直接使う事は止めてください。なお、基板(生基板)は 現在の手持ち分に限り 無料で差上げます。
      こちら連絡先へメールをお送り下さい。

ホーム          カメラと写真        2020年8月28日更新 Taishi