PSoCでVUメーター（その１） [電子工作]
最近、VUメーターにハマっています。オーディオブームの再来を受け、ヤフオクでVUメーターを大小2セット入手しました。古いものですが、国産で程度の良いものです。各々フルスケールの電圧が異なります。左のHIOKIは、0.833V、0.795V、右のFUJIのは、1.73V、1.77Vでした。整流回路は内蔵されているものの、そのまま接続しては使えないので、VU駆動アンプを物色しました。安物をいくつか購入してみるものの、満足いくものではありませんでした。
1.+4dBで調整できない。
2.針の振れ方が悪い。下か上の方でユラユラしているだけ。
3.良さそうなものは、高価（自分としては）。
4.メーターの精度より音楽に合わせて豪快にブンブン振れるほうが良い。
5.同じ回路で、ラジケータも駆動したい。
6.スマホの出力でも使用したい。
などにより、自作に踏み切りました。オペアンプを使用するのが主流なようですが、後々ハード的な改造なしで定数を自由に変更できるPSocで作ってみることにしました。とは言ってもアナログブロックは、自分にとって未知の世界です。
大筋は、トラ技(2013年7月)や初めてのPSocマイコンを参考にすると、
入力[→]PGA[→]LPF(整流、平滑）[→]出力で宜しいようで。
SCBLOCKを配置し、AGNDを使用。COMP(ゼロクロス)からLPFのMODに信号を入れてAGNDから下の信号を反転整流。LPFのカットオフ周波数設定で平滑です。
LPFのカットオフ周波数は、今一つスッキリ理解できていません。まあゆっくり勉強します（後から変更可能なので）。ということにして今回は1kHz正弦波の平滑はこれくらい（下左）にしておきます。右は、音楽再生中です。知識の豊富な方々に批判を受けそうなので、詳細の記載は控えさせていただきますが、助言につきましては受け入れ体制にありますので、ご教授いただければ幸いです。ゲイン、周波数など色々調整してみてノイズの少ない今の状態に落ち着いています。アナログブロックを余らせてももったいないので、LPFは3段にして、おまけでピークレベルLEDの出力を付けました。
取りあえず、結果はこんなもんです。周辺部品は、C1、VR1、R3、LED1と非常に少ないです。手前のLED、抵抗は電源パイロット用です。調整は、入力側のVRと、出力側の固定抵抗を通すか通さないかで行いました。
いつもどおりですと、ユニバーサル基板ですぐに製作に取り掛かり、行き当たりばったりのパズルモードに入るところですが、途中で失敗すると時間と労力も相当ロスしそうなので、今回は、PasSを使って配線を決めてから取り組むことにしました。
また、AGNDが完全なる0Vでないので、2ポールLPFを一つだけ使用すると、オフセット電圧でVUが"0"を示しません。色々設定しましたが、最初に適当にLPF3段使っているのが功を奏していて、±で相殺していました。しかし、完全とはいかず、HIOKIのメーターでは若干(50mVくらい）を拾ってしまっています。マニュアルを読み漁りましたが、28PinのPSoCで基準電圧を外から与えると良いようですが、どうしても8Pinを使いたいので、我慢することにしました。対策としては、D/A変換とソフトウェアで制御するか、外付けで50mVを無視できるくらいの抵抗を入れて駆動電圧を高くすればうまくいくはずです。FUJIのメーターですと、駆動電圧が高いためか、メーターは"0"を示しています。
更にピークレベルLEDの課題もあります。メーターのバラつきでコンパレータで設定した電圧とメーターが不一致になるのです。これも外付け抵抗で対応できますが、外付け部品を少なくするというコンセプトから外れてしまいます。目的は、"おもちゃVU"ですので、目的は達したと、今回VU駆動回路作戦は、ここまでにします。消費電流も1チップあたり10～30mAにすることが出来ました。
また良いアイデアを思いついたら、プログラムをいじってみます。では、2号機もケースに組み込み開始です。あッ、まだ基板と穴開けが残ってる。今度は、スマホ直付け、レベル無段階調整とUSB電源駆動です。完成したら、アップします。
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