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さーちりさーち

今日は写真なしの文字だけです。

ストロボチューナー作りで、「音声入力をどうLEDに反映させるか」ということが課題となっていましたが、市販のLEDストロボチューナーの説明書を眺めてみたところ、ローパスしてコンパレータ方式のようです。入力は正弦波に近いものを想定している模様。その方式では、倍音が多い音源だと誤作動の可能性があります。

単にコンパレータだけでは芸が無いので、バンドパスしてエネルギー見てマルチプレクサ->コンパレータぐらいのことは試してみようかと思います。その方式だと倍音が多くても正常動作するはず。
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最近色々手を広げすぎな感じもしますが

100504.jpg

ストロボチューナーの実験をしております。

ストロボチューナーには、実際に円盤を回す型と、LEDを用いて擬似的に回転を再現する型の2種類ありますが、それらを比較した時の利点と欠点を以下に。
ちなみに、液晶やLEDを用いて表示だけストロボっぽくしたもの(バーチャルストロボとか呼ばれているみたいです)もありますが、それは無視する方向で。


円盤型の利点
・昔ながらの本家ストロボ。かっこいい。
・倍音まで一度に表示できる。LED型でもできなくはないけど、多分見づらい&無駄に大規模に。


LED型の利点
・基準周波数の高精度化が簡単。
・回転のコントラストがはっきりして、明るい場所でも見やすい。


といったところでしょうか。


んでまあ、両方作ってみた訳ですが、どっちもうまくいきませんでした。

まず、円盤式の方ですが、円盤の回転数の安定化が非常に難しいです。
PLLで周波数をロックすることすら出来ず、発信させてしまいました。まあ、これに関してはPLLの設計をもっとちゃんとすればどうにかなる問題かと思います。
で、その点をクリアしても、普通の直流ブラシモーターに円盤を付けただけでは、一定の電圧を加えても回転数のふらつきが結構あるようです。回転数の誤差は0.1Hz程度を目標にしていますが、確か0.5Hz程度ふらついていたように思います。原因は、ブラシモーターのブラシの部分、それと円盤の工作精度の影響で振動が発生し、それがふらつきの原因になっているのではないかと考えられます。


次に、LED式の方ですが、こちらは光の流れ方があまりなめらかになりません。特に光の流れ方が遅い時にそれが顕著です。
原因は、LEDの光量ははなめらかにながれているものの、人間は指数で明るさを感じるためでないかと思われます。
つまり入力に対しLEDの光量を指数的に変化させてやる必要があるようです。
LEDのV-I特性を上手く使えばなんとかなりそうな気もしますが、保護抵抗とかオフセットとか、そういうのを考えていると回路規模が無駄に大きくなりそうであんまりやりたくないです。IC一個で電圧を指数に変換してくれたりとかあればいいんですけどね。


で、円盤式、LED式どちらも音の入力をどのように扱うかについてはまだ放置したままです。
コンパレータを通すかとかアナログのまま電圧でLEDを光らせるかとか、色々やり方はありそうです。


文章が無駄に長く、イマイチまとまってませんがそれでは。

Storobe Light

090708.png


ストロボチューナというチューナをご存知でしょうか。

の前にチューナですね。チューナとは、ギター等の音あわせにつかうもので、今出ている音が基準音とどの程度ずれているかを表示してくれる装置です。

そして、ストロボチューナはその一種であり、他のものと比べると、非常に早い応答性、高い精度、そして基音だけでなく倍音も同時に見れるという点が他の形式との違いとなります。そして、市販のものには大抵とってもお高い値段がついています。

では原理。
画像のパターンを一定の回転数で回転させ、そこに音源と同じ周波数で点滅する光をあててやります。そうすると、パターンの回転数と光の点滅の速度が一致しているときは光がついている時にパターンは毎回同じ位置にあるため、回転せず止まって見えます。一方、回転数と点滅の速度が少しずれている場合には、パターンの位置は光がつく毎にすこしずれるため、パターンが回転しているように見えます。これは、ビデオカメラで撮影した車のホイールが逆回転しているように見えたりするのと同じ原理です。パターンの動きが止まってみえるようにあわせてやることにより、基準音と音をあわせることができます。


以上がおおまかな原理ですが、高い精度を得るためには、パターンの回転数を高い精度で一定にしてやる必要があります。それにはPLLという技術を使います。PLLの詳しい説明は
http://spectrum123.at.infoseek.co.jp/pll/pll_menu.htm
を見ていただいたり、ぐぐってもらったりするとして、PLLのおおまかな原理は、水晶発信器という非常に精度の高い周波数の電圧を出す素子があるので、それを基準にして周波数をあわせてやろうよ、というものです。
余談ですがストロボチューナを作ろうと思ったのはPLLの実験をしてみたかった、というのが主な理由です。


また、PLLの他に重要な点は、は入力の音をどのような光に変換するか、ということです。そのまま音の振幅を光の強度と対応させるとパターンの回転が見えづらいかもしれないと思うので。バンドパスフィルタ通してそれをコンパレータにかけ、それらのandをとってやればいいのかな、とか考えてます。


と、構想だけ書きましたが実行に移すのは大分先になりそうです。作りかけで完成してないカテゴリが溜まっていってるし。ついでに、ストロボチューナ作りのカテゴリ名、なんか良いのないでしょうか。
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