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Arduino - SparkFun マイク・モジュール

実は先月スイッチ・サイエンスさんに、SparkFun製のマイク・モジュール(BOB-08669)とDAC・モジュール(BOB-08736)の入荷をお願いしてましてですね、今週頭にそれが入荷したという連絡を貰いました。

そしたらなんと!サンプルとして送って頂けるということで、2つとも頂いちゃいました!happy01
お願いして良かった~

ついでにバニラ・シールドの無料プレゼントですが、時間的に結構経っていたのでダメ元で頼んでみたところ、それも頂けましたnote

Mic_and_dac_module2

アートな写真にちょっと差し替え
元絵は最後

スイッチ・サイエンスさんの担当の方々、ほんとにほんとにどうもありがとうございましたm(_ _)m
SparkFunで取り扱っている商品で、取り寄せて欲しいものがあったら、是非お願いしてみましょう~
貰えるかは別ですけどcatface

せっかくのご好意、頂いた以上は使って恩を返さないと・・・というわけで、引き続きマイク検証をしてみようと思います。
既に前回、ECMはC9767で決定していたところですけど、果たしてそれを上回るものとなるのやら・・・

まずこのモジュールにはなんとアンプが搭載されています。
いやらしくもそれが狙いでもあったわけですがsweat02、、、

Mic_module_r

裏側には OPA344 というアンプがあり、周辺回路までみっちり詰まってます。
このOPA344はTexasInstruments製で、低消費電力、単一電源、レール・ツー・レール(RtoR)という仕様です。

しかも、入出力ともにRtoRという限界ギリギリまで信号幅を得ることが出来る良い物で、ECMは感度-44dbのS/Nが55bdと、まあ手持ちのとさほど変わらない標準的な無指向性マイクです。

 

Mic_module_sch_2
マイク・モジュール(BOB-08669)回路図

回路図は上図のようになっていて、一通りプリアンプとしての機能が全て備わっているのです。
まるで今までの苦労を水の泡にしてしまいそうな怖いモジュールですね~coldsweats02

前回ブレッドボードで組んだテスト回路に、電源ラインのパスコンのみを残してこのモジュールを組み込みます。

そして前回同様スピーカー手前10cmのところにマイクを置いて、同じサンプル音を鳴らします。

しかし、ノイズだらけで音がほとんど埋もれてしまい、期待はずれの結果になってしまいました。。。。。。orz

これはどうしたものか・・・と、ふと思いついたのが、電源の切り離しです。
これまで電源をArduinoから貰っていたのですが、アンプやら繋げていると電源の供給不足で時折Arduinoが落ちます。電圧なのか電流なのかは調べてません。

なので、もしかしたら電源が不安定だったり、ArduinoやPCなどからノイズを貰っているのではないかなと。

 

で、単3×4の電池ボックスに3本入れて 4.5V を用意し、そこから電源を得るようにしたところ、全くと言っていいほどノイズが出なくなりましたsign03
比べ物にならないくらいノイズが減った感じ。

そこで嫌な予感なんですが、今までの結果もこれが原因でノイズが残っていた可能性がありそう。。。でも検証をやり直す気力はありまへんbearing
だとしても、ArduinoTENGUに乗せるにはいったいどうすればええね。。。?

 

まあそれは追って考えるとして、その出音をPCのマイク入力から入力してみると、もの凄く出力が小さかった。

ダウンロード micmod_off.mp3 (284.1K)

あまりにも小さいので、ノーマライズしたものもアップしておきます。

ダウンロード micmod_norm.mp3 (284.1K)

出力が小さいのは別として、ノイズがほとんど乗っていないのに驚きです。
これならアンプをかませばかなり良い結果が出せる!と意気揚々notes

そこでアンプ・モジュールを組み込んで、その音を聞いてみたら、ノイズだらけでした・・・・・・・orz
ノイズのみで入力された音はピクリとも入ってきてないようです。おかしいな。

 

--

 

・・・仕方ないので、気を取り直して最初から。
先日じゅんさんに教えて頂いたボルテージ・フォロワというのを試してみましょう。
こういう場面で使うものかは別として、結果はやはり同じ結果でした。
それは分かってました。

しかし、ボルテージ・フォロワには交流結合というのがあるようで、それで試してみたら、増幅された綺麗な音声が入ってきました。

Accoupling_voltagefollower

ダウンロード micmod_amp.mp3 (265.2K)

けど、中低域に貧しくシャリシャリな音になってます。
これはCRによって低域カットオフされているので仕方ありません。

 

--

 

めげずに調べてみたした。
特に周波数を弄らずに済むアンプ回路を探していたところ、平野拓一さんのサイトにある「オーディオ用浮動バイアス方式アンプ」というのを見つけました。
これを使ってみようと思います。
貴重な情報ありがとうございましたm(_ _)m

 

「出力にカップリングコンデンサを使用していないので、理想的なオペアンプを使ったら直流 (DC) から無限大の周波数までフラットな特性を示す。」

ということなので、RtoRの特性を余すことなく増幅してくれそうです。
しかし、サイトにも注意書きしてありますが、コンデンサを使用していないために、AC成分がスピーカーを壊して(コイルを焼いて)しまうリスクもあります。
今回はPCへのダイレクト録音なので気にせず逝きましょう~

回路はサイトの「実際の回路」にあるものそのままで、マイクの電源の接続を一部変えてあります。

Floating_bias_amplifier

アンプは昔買い置きしておいたJRCの5532DDで、丁度対象のアンプと同じものを持っていました。
2回路入りでピン互換のものならどれでも使えると思います。

これは昔プロの現場にあるPAコンソールなどでも使用されていた5532の流れを汲むアンプです。
今は秋月さんで5532DDが4個入り300円で買えてしまいます。

ワニ口の赤がPCのマイク入力、黒がマイク入力のGND、青いジャンパがマイク・モジュールのAudioで、電源関係(白と黄のジャンパ)はそのまま電源ラインに接続してます。


早速音を聴いてみましょう。

ダウンロード micmod_5532.mp3 (291.5K)

利得は11倍なのでそれほど上がりませんが、最初のマイク・モジュール直結よりは遥かに増幅されています。
ちなみにPC側のマイク入力レベルは、ピークを越えるものは例外として、基本的に最大です。

そしてノーマライズしたものが以下です。

ダウンロード micmod_5532b.mp3 (291.5K)

どうです?ノイズも極めて少ないのがよく分かりますね~
更に高域がしっかり拾えて、中域の豊かさが全然違いますよ~notes

サンプルを再生する時に、プレイヤーの再生ボタンをマウスでいちいち押していたのですが、サンプルが鳴り出す瞬間をよく聴くと、そのマウスのクリックの音まで集音してしまうほどの感度です。
マイクの裏側50cm以上の距離の音まで軽く拾えてしまいます。

 

FFTによるスペクトラム・アナライズの結果は、ヒスノイズ的なものはありますが、割とまんべんなく整ったレベルだと思います。
全然形が違いますねえ。

Mic_module_fft

C9767c_fftspe
上が今回の結果、下が前回のC9767の結果

 

ということで、アンプについては利得の設定を変更すればレベルを引き上げられるとして、とても良い結果が出ましたhappy01

問題はこれをArduinoに載せる場合の対処法をなんとかせねばならんです。
せっかく頂いたものですから、なんとか活かしてやりたいな。

ただ、ここまでくると既にTENGUで使うレベルでは無くなってきているのではないか、と心の奥で引きつってたり。。。
なんというか、TENGUに対してオーバースペックというか勿体無いというか。

取り合えずもうマイクの検証はしばらくしたくないですcoldsweats01
なので、いい加減ArduinoTENGUのファームとコントロールソフトの進捗を進めようかと・・・
とかいいつつ、最近Processingのプログラミングに熱中しちゃってますcatface

それにしても今日は暑いですねえ。
買い物付き合わされて歩き回っていたら汗ダラダラになって疲れましたgawk
花粉嫌だなあ。

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DAC・モジュールやバニラ・シールドについては、使う時がきたらまた検証します。
マイク・モジュールで音声を取り込んで、エフェクトしてDACで出力、なんてのも出来そうですね~

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それからArduinoIDEの最新版 0013 がリリースされました。
ということをスイッチ・サイエンスさんからの連絡でついでに聞きましたcoldsweats01
正式にATmega328Pがサポートされたそうで、以前328Pのリセットが自動で掛からないトラブルを検証しようと、早速ファームを書き換えようとしました。
そしたらライターを認識してくれません・・・orz

いつの間にか、COMポートの番号が18とかになっていて、なんとか使ってないデバイスを消して整理したいのだけど、もうぐちゃぐちゃなレジストリ調べるのが面倒・・・
なのでライターが復活したら検証して報告します。

検証できたので、結果はこちらで。

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Mic_and_dac_module

lifehackerでこんな記事があったので試しに人物以外でやってみました
簡単に格好良くなるもんですねえ
今度から利用してみようかなぁ(
2009.2.19追記)

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