2012年10月28日
オーディオ用5バンド8レベル・レベルメータを作ろう！
（2013.02.25 UPDATE）
サンハヤトのバンドパスフィルタモジュール「MM-3830」とデジットオリジナル「ATmega168汎用ボードキット」を使って、オーディオ用5バンド8レベルのレベルメータを作ってみました。
【オーディオ用5バンド8レベル・レベルメータの概要】
サンハヤトのバンドパスフィルタモジュール「MM-3830」は、入力されたオーディオのラインレベルから、63Hz / 150Hz /330Hz /1kHz / 3.3kHz / 10kHzの周波数成分各々のレベルに応じた対数での電圧で出力するモジュールです。入力にLch、Rchミキサー回路が内蔵されているので、LchとRchを混ぜた状態での出力レベルです。
今回は、その信号をAVRマイコン「ATmega168A」のADコンバータに取り込み、150Hz・330Hz・1kHz・3.3kHz・10kHzの周波数成分レベルの大きさに合わせて8レベルで LEDが上下するようにしました。
また、AVRマイコンを使いやすいようにデジットオリジナルのATmega168汎用ボード「168BOARD」を使用しております。
バンドパスフィルタモジュールとAVRマイコンボード
回路図（↓クリックするとPDFでご覧いただけます）
LED表示部について
バンドパスフィルタモジュール「MM-3830」は、中心周波数：63Hz・150Hz・330Hz・1kHz・3.3kHz・10kHzの6バンドが出力 されますが、今回は5連LEDを使用しましたのでLEDの数に合わせて中心周波数を63Hzを除く5バンド（150Hz・330Hz・1kHz・ 3.3kHz・10kHz）に絞りました。
配線は大変ですが、曲に合わせてLEDが周波数帯ごとに動いているのを見ると、音楽を聴くのが楽しくなると思います。個人的には、150Hzや10kHzのレベルがMAXになった時など思わずうれしくなります。特にドラムの激しい曲などの場合、レ ベルメータが激しく動いてさらに面白いと思います。
また、自作オーディオアンプに組み込んでもいいかもしれません。
レベルメータのライン入力側の半固定抵抗で入力レベルを調整できますので、お好みに合わせて調整してください。
》オーディ用5バンドレベルメータの接続方法《
CDプレーヤ等の再生機器やD/Aコンバータのライン出力を分岐して、オーディオアンプとレベルメータのライン入力に接続します。
《主な使用部材》
バンドパスフィルタモジュール「MM-3830」：￥1,533-
搭載IC：ROHMバンドパスフィルタIC「BA3830F」
バンドパスフィルタ中心周波数：63Hz、150Hz、330Hz、1kHz、3.3kHz、10kHz
基板サイズ：17.5mm×35.5mm
電源電圧：4.5～8V
基板完成品
MM-3830説明書
ATmega168マイコンボードキット「168BOARD」：￥1,230-
高性能AVRマイコン「ATmega168A」を手軽に使用できるマイコンボードの組み立てキット。
MM-3830の各周波数帯の出力信号をA/D変換し、電圧値に応じてLEDを点灯させます。
168BOARDの設定は、外付け水晶（20MHz）、リファレンスIC有りで製作します。今回のオーディオ用5バンドレベルメータの製作にあたり、AVRマイコンにプログラムを書き込む必要があります。プログラムのダウンロードおよびAVRマイコンのプログラムの書き込み方法については後述いたします。
168BOARD説明書
LEDはレベルメータに便利な5連LEDを使用
5連LEDを8個使用しています。
3種類ありますのでお好みのものをお選びください。
なお、店頭展示品は、お客様に色合いを見ていただくために、各色を並列につないでいます。
・GL105R8（赤スモーク）：特価￥50-
・GL105N8（黄緑スモーク）：特価￥50-
・TLR208-5（赤・着色透明）：特価￥50-
トランジスタアレイ
TD62083A：￥130- と TD62783A：150-
ICソケット 18Pin×2個
トランジスタアレイに使用します。
半固定抵抗 20kΩ：￥55-×2個
入力レベルの調整に使用します。
金メッキ・絶縁型RCAジャック赤 / 白：￥120- ×各1個
ライン入力用
FC26（MIL26P）－QIコネクタ1Sx26：￥450-
168BOARDと周辺回路の接続に便利なケーブルです。
パネル取付型2.1ΦDCジャック：￥70-×1個
ACアダプタの入力用に使用します。
QIコネクタ付きケーブル「2S-Z」：￥80-
DCジャックを168BOARDに接続するために使用します。
DCジャックへのハンダ付けは、使用するACアダプタがセンタープラスなので、赤線をDCジャックのセンターにハンダ付けします。
ACアダプタ DC12V 1.6A「STD-12016U」：￥980-
5バンド8レベル・レベルメータの電源として使用します。極性はセンタープラスです。
金メッキ RCA分岐コネクタ RCAP－RCAJ×2：￥315-×2個
CDプレーヤ等のライン出力を分岐して、5バンド8レベル・レベルメータに接続するのに、あると便利です。
その他、ユニバーサル基板、配線材などをご用意ください。
168BOARDにプログラムを書き込む方法
マイコンボードにプログラムを書き込みをするにはAVRライターが必要になります。
デジットでは、高性能で低価格のAVRライターを販売しております。
デジットオリジナルAVRライター「AVRWRT3」：￥2,400-
デジットオリジナル、USB接続型高性能で低価格のAVRライターです。詳しくはBlog記事をご覧ください。
AVRライター「AVRWRT3」の準備
AVRWRT3のJP1のジャンパにジャンパソケットが刺さっていれば、ジャンパソケットを外してください。
DCジャックにハンダづけしたQIコネクタ付きケーブルを、168BOARDのVCC（JP1）に差し込み、ACアダプタで168BOARDに電源を供給します。電源を供給しないとAVRライターがデバイスを検出できないため書き込みが行えません。
PCのUSBポートにAVRWRT3を接続します。
AVRWRT3付属のISPケーブルでAVRWRT3と168BOARDを接続します。
AVRライターのソフトウェア「AVRWRT」を起動し、最上段右側の［検出］ボタンを押して、デバイス欄に［ATmega168］（または[ATmega168/A]）と出るのを確認します。
もし、このときにエラーが出てデバイスが検出されなかった場合
①168BOARDに電源供給をしているか確認
②ISPケーブルがAVRWRT3と168BOARDにそれぞれ接続されているか確認
③ ①②が満たされている場合は、USBケーブルを一度抜いて挿しなおし、、AVRライターソフトを一度閉じて再起動してください。
◆オーディオ用5バンドレベルメータ用プログラムのダウンロード
オーディオ用5バンドレベルメータのプログラムを下記よりダウンロードして、任意の場所に解凍してください。（要圧縮・解凍ソフト）
オーディオ用5バンドレベルメータ用プログラムのダウンロード
※解凍すると［level_led］というフォルダが出来上がります。
※圧縮ファイルのは、AVR Studioのプロジェクトファイルやソースファイル（C言語）等も含めております。
◆AVRマイコンへプログラムの書き込み
FLASHのファイル名入力ボックスの横の［参照］ボタンをクリックし、上記からダウンロードして解凍したフォルダ［level_led］内の［default］フォルダの中にある［level_led.hex］を指定して開きます。
［書き込み］ボタンを押すと、168BOARD上のAVRマイコンにプログラムが書き込まれます。
◆ヒューズビットの設定
ヒューズの項目の［詳細］ボタンを押してヒューズの設定画面を開きます。
◆フューズビットの設定用ファイルの読み込み
ヒューズの設定画面を開き、[ファイル 読込み]ボタン押し、先ほどダウンロードして解凍したフォルダ［level_led］内の［default］フォルダの中にある［level_led.fus］を指定して開きます。
◆ヒューズビット設定の書き込み
ヒューズビットの書き込みをする前に、ヒューズビットが正しく設定されているか確認します。
Extended=F9、High=DC、Low=D7となっていればOKです。
［書き込み］ボタンを押すと、168BOARD上のAVRマイコンにヒューズビットの設定が書き込まれます。
最後に168BOARDからISPケーブルを取り外して終了です。
》》》オーディオ用５バンドレベルメータ店頭デモ《《《
店頭デモ用に製作したものは、5連LED3種類を並列接続しています。
ぜひ、皆さんも製作してみてください！
サンハヤトのバンドパスフィルタモジュール「MM-3830」とデジットオリジナル「ATmega168汎用ボードキット」を使って、オーディオ用5バンド8レベルのレベルメータを作ってみました。
【オーディオ用5バンド8レベル・レベルメータの概要】
サンハヤトのバンドパスフィルタモジュール「MM-3830」は、入力されたオーディオのラインレベルから、63Hz / 150Hz /330Hz /1kHz / 3.3kHz / 10kHzの周波数成分各々のレベルに応じた対数での電圧で出力するモジュールです。入力にLch、Rchミキサー回路が内蔵されているので、LchとRchを混ぜた状態での出力レベルです。
今回は、その信号をAVRマイコン「ATmega168A」のADコンバータに取り込み、150Hz・330Hz・1kHz・3.3kHz・10kHzの周波数成分レベルの大きさに合わせて8レベルで LEDが上下するようにしました。
また、AVRマイコンを使いやすいようにデジットオリジナルのATmega168汎用ボード「168BOARD」を使用しております。
バンドパスフィルタモジュールとAVRマイコンボード
回路図（↓クリックするとPDFでご覧いただけます）
LED表示部について
バンドパスフィルタモジュール「MM-3830」は、中心周波数：63Hz・150Hz・330Hz・1kHz・3.3kHz・10kHzの6バンドが出力 されますが、今回は5連LEDを使用しましたのでLEDの数に合わせて中心周波数を63Hzを除く5バンド（150Hz・330Hz・1kHz・ 3.3kHz・10kHz）に絞りました。
配線は大変ですが、曲に合わせてLEDが周波数帯ごとに動いているのを見ると、音楽を聴くのが楽しくなると思います。個人的には、150Hzや10kHzのレベルがMAXになった時など思わずうれしくなります。特にドラムの激しい曲などの場合、レ ベルメータが激しく動いてさらに面白いと思います。
また、自作オーディオアンプに組み込んでもいいかもしれません。
レベルメータのライン入力側の半固定抵抗で入力レベルを調整できますので、お好みに合わせて調整してください。
》オーディ用5バンドレベルメータの接続方法《
CDプレーヤ等の再生機器やD/Aコンバータのライン出力を分岐して、オーディオアンプとレベルメータのライン入力に接続します。
《主な使用部材》
バンドパスフィルタモジュール「MM-3830」：￥1,533-
搭載IC：ROHMバンドパスフィルタIC「BA3830F」バンドパスフィルタ中心周波数：63Hz、150Hz、330Hz、1kHz、3.3kHz、10kHz
基板サイズ：17.5mm×35.5mm
電源電圧：4.5～8V
基板完成品
MM-3830説明書
ATmega168マイコンボードキット「168BOARD」：￥1,230-
高性能AVRマイコン「ATmega168A」を手軽に使用できるマイコンボードの組み立てキット。
MM-3830の各周波数帯の出力信号をA/D変換し、電圧値に応じてLEDを点灯させます。
168BOARDの設定は、外付け水晶（20MHz）、リファレンスIC有りで製作します。今回のオーディオ用5バンドレベルメータの製作にあたり、AVRマイコンにプログラムを書き込む必要があります。プログラムのダウンロードおよびAVRマイコンのプログラムの書き込み方法については後述いたします。
168BOARD説明書
LEDはレベルメータに便利な5連LEDを使用
5連LEDを8個使用しています。
3種類ありますのでお好みのものをお選びください。なお、店頭展示品は、お客様に色合いを見ていただくために、各色を並列につないでいます。
・GL105R8（赤スモーク）：特価￥50-
・GL105N8（黄緑スモーク）：特価￥50-
・TLR208-5（赤・着色透明）：特価￥50-
トランジスタアレイ
TD62083A：￥130- と TD62783A：150-
ICソケット 18Pin×2個
トランジスタアレイに使用します。
半固定抵抗 20kΩ：￥55-×2個
入力レベルの調整に使用します。
金メッキ・絶縁型RCAジャック赤 / 白：￥120- ×各1個
ライン入力用
FC26（MIL26P）－QIコネクタ1Sx26：￥450-
168BOARDと周辺回路の接続に便利なケーブルです。
パネル取付型2.1ΦDCジャック：￥70-×1個
ACアダプタの入力用に使用します。
QIコネクタ付きケーブル「2S-Z」：￥80-
DCジャックを168BOARDに接続するために使用します。
DCジャックへのハンダ付けは、使用するACアダプタがセンタープラスなので、赤線をDCジャックのセンターにハンダ付けします。
ACアダプタ DC12V 1.6A「STD-12016U」：￥980-
5バンド8レベル・レベルメータの電源として使用します。極性はセンタープラスです。
金メッキ RCA分岐コネクタ RCAP－RCAJ×2：￥315-×2個
CDプレーヤ等のライン出力を分岐して、5バンド8レベル・レベルメータに接続するのに、あると便利です。
その他、ユニバーサル基板、配線材などをご用意ください。
168BOARDにプログラムを書き込む方法
マイコンボードにプログラムを書き込みをするにはAVRライターが必要になります。
デジットでは、高性能で低価格のAVRライターを販売しております。
デジットオリジナルAVRライター「AVRWRT3」：￥2,400-
デジットオリジナル、USB接続型高性能で低価格のAVRライターです。詳しくはBlog記事をご覧ください。
AVRライター「AVRWRT3」の準備
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》》》初めてAVRWRT3を使用する方へ《《《 PCにAVRWRT3を接続する前に、デバイスドライバをプリインストールする必要があります。デバイスドライバーのプリインストールが終わるまで、PCにAVRWRT3を接続しないでください。 詳しくはAVRWRT3添付の説明書をお読みください。 |
AVRWRT3のJP1のジャンパにジャンパソケットが刺さっていれば、ジャンパソケットを外してください。
DCジャックにハンダづけしたQIコネクタ付きケーブルを、168BOARDのVCC（JP1）に差し込み、ACアダプタで168BOARDに電源を供給します。電源を供給しないとAVRライターがデバイスを検出できないため書き込みが行えません。
PCのUSBポートにAVRWRT3を接続します。
AVRWRT3付属のISPケーブルでAVRWRT3と168BOARDを接続します。
AVRライターのソフトウェア「AVRWRT」を起動し、最上段右側の［検出］ボタンを押して、デバイス欄に［ATmega168］（または[ATmega168/A]）と出るのを確認します。もし、このときにエラーが出てデバイスが検出されなかった場合
①168BOARDに電源供給をしているか確認
②ISPケーブルがAVRWRT3と168BOARDにそれぞれ接続されているか確認
③ ①②が満たされている場合は、USBケーブルを一度抜いて挿しなおし、、AVRライターソフトを一度閉じて再起動してください。
◆オーディオ用5バンドレベルメータ用プログラムのダウンロード
オーディオ用5バンドレベルメータのプログラムを下記よりダウンロードして、任意の場所に解凍してください。（要圧縮・解凍ソフト）
オーディオ用5バンドレベルメータ用プログラムのダウンロード
※解凍すると［level_led］というフォルダが出来上がります。
※圧縮ファイルのは、AVR Studioのプロジェクトファイルやソースファイル（C言語）等も含めております。
◆AVRマイコンへプログラムの書き込み
FLASHのファイル名入力ボックスの横の［参照］ボタンをクリックし、上記からダウンロードして解凍したフォルダ［level_led］内の［default］フォルダの中にある［level_led.hex］を指定して開きます。
［書き込み］ボタンを押すと、168BOARD上のAVRマイコンにプログラムが書き込まれます。◆ヒューズビットの設定
ヒューズの項目の［詳細］ボタンを押してヒューズの設定画面を開きます。◆フューズビットの設定用ファイルの読み込み
ヒューズの設定画面を開き、[ファイル 読込み]ボタン押し、先ほどダウンロードして解凍したフォルダ［level_led］内の［default］フォルダの中にある［level_led.fus］を指定して開きます。
◆ヒューズビット設定の書き込み
ヒューズビットの書き込みをする前に、ヒューズビットが正しく設定されているか確認します。Extended=F9、High=DC、Low=D7となっていればOKです。
［書き込み］ボタンを押すと、168BOARD上のAVRマイコンにヒューズビットの設定が書き込まれます。|
》》》ご注意《《《 本Blog記事で指定している以外のヒューズビットを操作するとマイコンが動作しなくなったり、マイコンに書き込みができなくなる等の不具合が発生する場合がありますので、ご注意ください。 ヒューズビットの設定項目の詳細についてはATmega168のデータシートをご覧ください。 |
最後に168BOARDからISPケーブルを取り外して終了です。
》》》オーディオ用５バンドレベルメータ店頭デモ《《《
店頭デモ用に製作したものは、5連LED3種類を並列接続しています。
ぜひ、皆さんも製作してみてください！
