はじめに
前回は新しく製作したサウンドグラフィックイコライザーシールドの機能やデモ動画を紹介しました。
今回はサウンドグラフィックイコライザーシールドの構成について説明します
目次
1. 部品構成
下図はサウンドグラフィックイコライザーシールドのブロック図です。主要な部品を記しています。
図1 サウンドグラフィックイコライザーシールドのブロック図
音声周りの主な部品はマイクアンプキットとグラフィックイコライザー用IC MSGEQ7の2つです。
MSGEQ7は入力された音声信号から、7つの周波数の音の強さをアナログ出力します。周波数は63[Hz]、160[Hz]、400[Hz]、1[kHz]、2.5[kHz]、6.25[kHz]、16[kHz]です。
MSGEQ7のアナログ出力をArduinoのA/Dピンへ入力し、周囲の音の大きさを読み取っています。
LED周りの主な部品はフルカラーLED(PL9823)×7個と5[V]出力DC/DCコンバーター(BP5293-50)です。
PL9823はNeoPixel系のフルカラーLEDですので、信号線を直列接続出来ます。よってArduinoの必要な出力ピンは1つだけです。
2. 電源の分離
サウンドグラフィックイコライザーシールドでは音声周りとLED周りで異なる5[V]電源を使用しています。これはフルカラーLEDによるノイズを音声周りに与えないためです。
実験段階ではパソコンのUSB 5[V]から音声周りにもLED周りにも電力を供給していました。（電流不足にならないよう、フルカラーLEDの明るさは抑えて）
ですが、下図のような構成で実験していたところ、フルカラーLEDが点灯するとArduinoが読み取るMSGEQ7の出力にノイズが乗りました。そのため周囲の音の大きさを上手く読み取ることが出来ませんでした。
図2 サウンドグラフィックイコライザーシールドの実験時ブロック図
詳しい理由は不明ですが、フルカラーLEDが消灯時はノイズが乗らなかったので、フルカラーLEDが音声周りに悪影響を与えていることは間違いありません。
ですので、図1のように音声周りとLED周りで使用する5[V]電源を分離しました。音声周りにはArduino内蔵のレギュレーターから、LED周りにはDC/DCコンバーターから、5[V]を供給しています。
どのみちArduino内蔵のレギュレーターだとフルカラーLEDに対して電流が不足するので、DC/DCコンバーターを使うことでそれも解消することも出来ました。
電源を分離したら、フルカラーLEDが点灯してもノイズは乗らなくなりました。
おわりに
以上がサウンドグラフィックイコライザーシールドの構成の説明です。
音声周りのノイズを減らすために、フルカラーLED専用の電源を使用しています。
次回はArduinoのスケッチを解説するつもりです
