メロディーICとよばれるものがいくつか市販されています。このページでは、「UM66T」を紹介していますが、こちらで、「SM6201」「UM3485」も紹介しています。
これらは、電子音の音楽を内蔵しているICで、いくつかの外付けの部品を取り付けるだけで音楽を奏でることができます。
内蔵されている音楽や音は聞き覚えがあり、しばしば耳にしますので、これらのICはいろいろな場面で使われているようです。
曲は固定したものですが、何よりも安価なので使いやすいでしょう。
メロディーIC 「UM66T」
このICは、2SC1815バイポーラトランジスタのような外観です。
これを使って、圧電スピーカーから音を出すようにすると、外付けの部品がなくても結構聞こえる程度の音量で音楽を奏でてくれます。
グリーティングカードを開くと「ハッピーバースデー」のメロディーが流れるものをよく見かけますが、まさにそれです。 コンパクトにまとめることができるので、このような使い方にはぴったりです。
ここで紹介するのは、UST社の「UM66T」シリーズで、5曲組（ICは5個）の部品として「秋月電子さん」などでも販売されており、ICの1つの価格も30円程度と安価です。
ここでは、データシートに掲載された回路で発音する様子を見て、なにかに応用できるかどうか … などを見ていきましょう。
データシートの基本回路で試してみます
特に気をつかうところもない回路ですから、データシートの回路図に沿って動作状況を見てみます。
データシートには下図のように、「Buzzerブザー」と「Speakerスピーカー」の回路が示されています。
（データシートの回路図）
ここでは「圧電スピーカー2種類」と「小さな8Ωのダイナミックスピーカ」で音の出方の違いを見てみます。
圧電スピーカー（圧電サウンダー）はいずれも一つ50円程度です。 また、右のインピーダンスが8Ωのダイナミックスピーカも100円程度の安価なもので、サイズも様々なものが販売されています。
圧電スピーカーで音を出すと …
この回路図でブレッドボードに回路を組みました。
これはデータシートにある非常にシンプルな回路をそのまま使っています。
電池の使用を意図しているようで、1.5～4.5Vの電源電圧であることに注意します。
ここでは、電圧を変えた時の様子を見るために、可変の定電圧電源を用いていますが、今までこのHPで常用しているUSB充電器を改良した5Vの電源では、仕様の上限の4.5Vを超えますので、電圧を下げないと、そのままでは使用できません。
（参考）電圧を下げる場合のやり方
もしも、5Vの電源を使うとすると、抵抗を利用して、分圧して取り出す方法を覚えておくと便利です。（乾電池2個のように、4.5V以下の電源であれば問題なく、そのまま使うことができます）
データシートには、メロディーICに流れる電流Icは 60μA以下 と指示されていますので、「R1＋R2」は オームの法則の R=E/I から 5/0.00006≒83ｋΩ 以上の値にすればいいことがわかります。
5Vから4Vの電圧ｗｐ取り出そうとする場合は、わかりやすいように 全抵抗（R1＋R2）を100ｋΩとすると、R1で1V、R2で4Vの電圧降下になるようにしようとすれば、1/5と4/5に分配すればいいので、20ｋΩと80ｋΩにすればいいことになります。
もちろん、きっちりの値の抵抗器は市販されていませんので、その対策としては、この場合は、流れる電流も少ないので、R2に100ｋΩの可変抵抗（半固定抵抗）を使って 4V になるように電圧を測って調整するのが実用的かもしれません。
もしも電流が大きければ、熱が発生するので、別の方法を考えないといけませんし、抵抗器の大きさも確認する必要があります。
しかしここでは、60μAの電流で20kΩなので、P=IｘIxR から、7mW程度の小電力なので、1/8W型の小さな抵抗でも問題なさそうです。
さて、この回路をブレッドボードに組んでみましょう
シンプルな回路です。 SWを押している間だけ音楽が流れます。
20mm圧電スピーカでは、5ｍ程度離れても聞こえる程度の音ですが、13mmの圧電スピーカにすると、1m程度離れると聞こえにくくなる程度の小さな音しか出ていません。
つまり、大きい音がほしいのなら、よく鳴る圧電スピーカを選べばいいですし、グリーティングカードから音が流れる場合は薄くてコンパクトな「圧電サウンダー」を用いるといいでしょう。
1mm以下の厚さで、外装のない「サウンダー」も市販されていますので、用途を考えて組み込むといいでしょう。
出力波形は「方形波」です
出力の波形を見ると、次のように方形波が出力されており、その周期（周波数）を変えることで音程とタイミング（曲のスピード）を取っているようです。
写真は、「エリーゼのために」の1フレーズ最終音の波形ですが、約800Hz程度の、聞きやすい周波数帯の音になっています。
次に、供給する電圧を変えてみて、変化があるかどうかをみます
仕様には1.5-4.5V となっています。
乾電池2個やボタン電池3Vを使うことを想定して設計されているようですから、この供給電圧の違いで音がどのように変化するのかをみてみますと、結果は、電圧の高いほうが音程やピッチが安定するようです。
2V以下になると、少し音量が低下し、音が低音側に移動し、さらに、音の速度が低下しだします。
そして、1V程度までは音が小さくなっていって、それ以下では音が出ません。3V以上の高めの電圧で使うようにするのが良さそうです。
音を大きくしたいならスピーカーを使います
大きい直径の振動スピーカーでも実用になりますが、スピーカーを使えば、もっと大きな音が出ます。
もちろん、スピーカを鳴らすためには僧服が必要です。 バイポータトランジスタで電力増幅をします。
データシートの回路では見慣れないトランジスタが使われていますが、トランジスタは、コレクタ電流だけ見て、それが問題なければ、どんなものでも使えます。
この表の数値のように、NPNのバイポーラトランジスタであれば、小電力増幅では、ほとんど、どの型番を用いても大差ないと考えてもいいことがわかります。
 |
|
POPETPOP トランジスタキット 詰め合わせ 種類 トランジスタ み合わせ 電子工作用 部品 耐久性設計 軽量 持ち運び便利 収納箱付き 新品価格 |
ここでは、おなじみの「2SC1815」を使って、下のような回路にしました。
ダイナミックスピーカ用の回路
これで音をだしてみると結構大きな音で、洋間4畳のドアを締めた外側でも音が聞こえるくらいの大きな音が出ています。
玄関ドアーを開けると音が鳴る … というような用途でも、充分な音量です。
逆に、音が大きいようなら次のように、可変抵抗を入れて音の大きさを調整するといいでしょう。
圧電スピーカの場合と同様で、スピーカーの場合でも、音を聞いて良し悪しをみると、電圧は高い4-4.5Vのほうが安定して、いい感じに聞こえます。
ちなみに、スピーカを鳴らした時の出力波形は、下のように、かなりノイズのようなものが混ざっています。 そして、その時のスピーカに流れる電流は24ｍA程度でした。
このように波形が乱れる原因については確かめていませんが、瞬間的なノイズなので、スピーカが追従できていないのかもしれません。
そのためもあってか、この波形の音楽の状態を耳で聞いても、特に不快感はありません。
このICに組み込まれた音楽は、きっと、誰もが、何回か聞いて知っている「電子音の曲」です。
決して「心地よい」音楽とは言えませんが、簡単な音作りですので、この程度のものだと割り切ったほうがいいでしょう。
何よりも、安価でできる回路ですので、一度、作って、そしてその音を聞いてみてください。 聞いてみると、このICは、いろいろなところで使われていることに驚くはずです。
ハッピーバースデイ、エリーゼのために … など5曲のICがあるようですが、この2曲の他の3曲は、音程や旋律の仕上がり良くない粗悪品の感じですので、ここでは取り上げません。
もちろん、これはあくまで個人的な見方ですので、5曲セットを購入しても安価ですので、ぜひ自分で聞いて確かめてみてください。
ページを変えて、こちらのページで、2つのメロディーICを取り上げています。
 |
|
新品価格 |
