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マグネチックサウンダーと圧電スピーカー

かつて作っマイコン関連のBeepスピーカー部分には、いわゆる「マグネチックサウンダー」を使っていました。
音が大きく、鈴商にあり入手しやすかったからです。 これまでPic16F8x関連のものはこのマグネチック
サウンダーをオープンコレクタのポート端子につけて鳴らしていました。

それがある時期から、気軽に購入できなくなり、メーカーに注文しなければならなくなりました。
そこで、秋月で半額以下で入手できるものが出てきたことから、「圧電スピーカー」を使うようになりました。
このあたりの過去の記事はこちらをクリック

最近使った少ピンのPicやRL78マイコンは、ロジック(CMOS、TTL)で直接駆動するようにしていた
(オープンドレインの出力端子がなかった)ので、圧電スピーカーに変更後もまったくその違いを意識する
ことなく、なんとなくどちらも同じように使えていました。

先日、久々にPic16F84Aを使うことになり、オープンドレインの端子に圧電スピカーをつなげたところ、音が
出ないことに気づきました。(2つ目の図)

よく冷静になって考えてみると、マグネチックサウンダーにはコイルが内蔵されていて端子両端は導通して
います。いっぽう圧電素子は端子間が絶縁されていてコンデンサと同じような構造をしているので、オープン
コレクタ(オープンドレイン)のトランジスタがONになり、一度電荷が溜まってしまうとOFFにしたところでなかなか
電荷が抜けないことから、高速でON-OFFを繰り返しても圧電現象(挟まっているセラミックが電界により歪む
ことにより音が出る)が発生せず、結果的に音が出ないのだと考えられます。(違っていたら指摘してください!)

対策は圧電スピーカーの両端に溜まった電荷を抜くために、スピーカーと並列に抵抗を入れれば良いのでは
ないか? ということで試してみたところ、思った通り音が出るようになりました。(3つ目の図)
これは圧電スピーカーのデータシートをしっかりと読むと書かれていたことでした。ロジック出力につけた
場合には強制的に圧電スピーカーの両端の電位差を変化させているので、問題なく音がでていたようです。

以前、Pic16F87X用のテストボードで使用する圧電スピーカーユニットを作ったときに問題なく使えたのは、
RA4(オープンドレイン出力端子がある端子)の入力対応として、たまたまプルアップ抵抗を付けていたからで、
そのために今回の問題が発見できなかったのだと思います。

電子工作は奥が深いですね・・・ まだまだです。


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