【電子工作】Arduinoとスピーカーで音声再生に挑戦

前回の更新から4ヶ月も放置してしまいました。
他の無料ブログだと「この広告は○○日間更新のないサイトに表示しています」的な表示が出ちゃうような期間ですね…

さて、気を取り直して。
Twitterのほうをご覧の方はご存知とは思いますが、今回はDFPlayerを使用しない音声再生方法に挑戦してみました。

Arduinoでの音声再生についてネットで検索してみると、いろんな方が挑戦しているようです。
その中にはスケッチを公開してくれているサイトもあるため、それらのサイトを参考にしながら挑戦しました。


Arduinoでの音声再生は、音声データをArduinoのフラッシュメモリに保存し、PWM出力することにより音声を再生する仕組みです。
フラッシュメモリの容量と音声のサンプリングレートにより、保存できる音声の長さが変わりますが、フラッシュメモリ32KB、サンプリングレート8kHzの条件で3秒程度の音声データが保存できました。
サンプリングレートを4kHzに落とすと、6秒程度の音声データが保存できましたが、音質は非常に悪くなりました。

サンプリングレート8kHz時の動画です。音量が小さいです。


挑戦してみた感想ですが、

良い点

• 効果音程度の短い音声であればDFPlayerを使用せずとも音声再生ができる。
• （DFPlayerを使用しないので）ボタン電池でも稼働させられる。

悪い点

• 長い時間の音声を再生するのには向かない。
• (アンプで増幅されるDFPlayerと比べて)音量が小さい。

ってところでしょうか。
活用方法次第では今後に活かせる…かも？

【音声改造】ジョーカードーパントのガイアメモリ作製について

まずはYouTube版の動画をどうぞ。

はじめに

電子工作初心者が手を付けやすいオリジナル音声の変身アイテムについて考えていたところ、ドーパント型のガイアメモリであればガイアウィスパー音と変身音の2音しか必要がなく、Arduinoを使用せずにDFPlayerのADkeyモードで対応できそうだったことから作製してみました。

使用した材料等について

今回のガイアメモリ作製に際し、新規に購入したものは下記の物です。()内の値段は購入時の金額です。

• メモリー(コア)メモリ(5年前にリサイクルショップで150円)
• 単5電池×2本(100均で2本108円)
• DFPlayer(Amazonで5個1,278円)

上記のほかにも、導線やmicroSDカードを流用しているほか、はんだごてやニッパー等の機材も使用しています。

• microSDカード 2GB(古いスマホより流用 購入時500円位)
• 導線(古いPCのATAケーブルを流用)
• はんだとはんだごて(100均で購入したもの)
• 養生テープ(100均で購入したもの)
• ニッパー(模型作製に使用しているもの2,000円位)
• ヤスリ(100均で購入したもの)

メモリーメモリが幾らで手に入るかにもよりますが、概ね1,000～2,000円程度で作れると思います。

音声について

ガイアウィスパー音はDX版のジョーカーメモリより。
変身音については、劇中と玩具版の違いが気になったので、今回は劇中の音を録音・編集して使用しました。

最初は、microSDカード上にMP3フォルダを作成し、変身音を0001.mp3、ガイアウィスパー音を0005.mp3として2音のみ保存していたのですが、Arduinoで制御している時とは挙動が異なり、上手く音声を再生することができませんでした。
そのため、0002.mp3、0003.mp3、0004.mp3のダミーデータを作製し、0001.mp3から順番に1個ずつmicroSDカードに保存していったところ、ようやく動作してくれるようになりました。
おそらく、SDカード上にファイルを保存した順番で音声の順番を判断しているのだと思います。

回路図について

各種スイッチやスピーカーは、メモリー(コア)メモリの物をそのまま使用しており、配線は概ね下画像のとおりになります。

本体の加工について

ガイアメモリ内にDFPlayerと単5電池を収納しなければならないため、下画像の赤く塗った部分をニッパーで切り取りました。

加工後の本体へ、下画像のように回路をセットします。

本体の中央部には単5電池×2個が入ります。

DFPlayerの動作電圧ギリギリなので、時々動作が不安定になります。
本体をもう少し削って加工すれば単5電池が3本入るので、4.5V駆動にした方が安心かもしれません。

最後に

今回はジョーカードーパントのガイアメモリとして作製しましたが、ガイアウィスパー音を自作することができればオリジナルのドーパント用ガイアメモリが作製できます。

【雑記】音声改造系のオリジナル変身アイテムの作製について思ったこと

雑記と言う名の駄文です。

Twitterでも書きましたが、ArduinoとDFPlayerを使用したオリジナルの変身アイテム(オリジナルガシャットなど)の作製に興味を持つ人は多いけれど、作製まで至る人が少ないのは、そのハードルの高さが影響しているんだろうなぁ…と思ったので、とりあえず、考えられるハードルをリストアップしてみました。
なお、各コメントは個人の感想なので、人によって感じるハードルの高さは異なると思います。

オリジナル変身アイテム作製に伴うハードル

Arduino開発環境の導入

OSなどの環境が異なると、導入方法もかわるのでなんとも言いづらいですが、PCにソフトウェアをインストールできる人であれば、ArduinoIDE等の導入自体は何とかなるはず。
なので、Arduino開発環境の導入自体のハードルはそれ程高くはないのではと思います。

スケッチ(プログラム)の作成

既存のスケッチをコピペするだけならハードルは高くないと思います。
しかし、プログラム未経験者が自分なりのオリジナル要素を入れようとすると一気にハードルが高くなります。

ライブラリの導入

最初の難関。
スケッチ(プログラム)はコピペする前提でも、DFPlayerを使用するのに「DFPlayer-Mini-mp3」か「DFRobotDFPlayerMini」のライブラリをArduinoIDE等にインストールしなければならず、検索で調べて対応しなければならないので、結構ハードルは高いと思います。

Arduinoへの書き込み

2番目の難関。
ArduinoIDEの設定や、USBシリアル変換アダプタの設定など難関尽くしで、検索で調べて対応しなければならないのでかなりハードルは高いと思います。

玩具本体の加工

工作が得意な人には低いハードルだと思います。
個人的には、趣味で壊れた玩具の修理もやっているので、改造素体として玩具を1個潰さなければならないためハードルが高めです…

塗装

玩具の成型色をそのまま利用するのであればハードルはありませんが、塗装するとなると人によってハードルの高さがかわってくると思います。
個人的には後片付け等が面倒なので高めです。

シールの作製

既存の画像が使用できるのであれば、それ程高くはないと思います。
完全なオリジナルの物を自作するとなると、デザインスキル等が必要となってくるためハードルが高くなると思います。

はんだ付け

機材と作業環境を揃えるハードルと、はんだ付け自体のハードルがありますが、ハードルの高さは普通だと思います。

オリジナルの音声作製

既存の音声を利用するのであれば比較的低いハードルですが、まったくの新規音声を作るとなるとハードルが一気に高くなります。

リチウムポリマー電池の使用

気にしない人には低いハードルですが、過充電や過放電、内部短絡等の危険性があるため、気にする人には高めのハードルだと思います。



…と、こんなところでしょうか。
書き出してみるとArduino関連のハードルが一番のネックになりそうな感じ。
中華製の安価なパーツを使用しても、初期投資に2,000円位必要になるのも原因のひとつでしょうか。

うーむ…