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「micro:bit」で音を鳴らすプログラムを作ろう!

「micro:bit」ではじめる、ワクワク電子工作とプログラミング 第3回

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2018/09/20 14:00

 「micro:bit」は、イギリスの国営放送 BBCが2016年に11歳~12歳の子供たちに無償配布した、教育用のコンピューターボードです。本連載ではこのmicro:bitを使い、初心者の方でも楽しめる電子工作とプログラミングを解説していきます。今回は音を鳴らすプログラムを作成します。

micro:bitで音を鳴らす

 音を鳴らすと、micro:bitの作品がぐっと魅力的になります! すでに用意されている短い効果音を使うのもいいですし、自分で曲や音を作ることももちろん可能です。

micro:bitで作る音の信号は四角い!

 空気中の衝撃による空気の波が耳の鼓膜に伝わり、それが脳に伝わることで私たちは「音がしている」と認識します。私たちの周りの音は、複雑な空気の波でできています。

 以下はスズメのさえずりを波形に表したものです。

スズメのさえずりの波形
スズメのさえずりの波形

 この鳥の声のような複雑な波をコンピューターで作るには、複雑な計算とハードウェアが必要になります。

 コンピューターで音を鳴らすには、下図のような四角い波(矩形波や方形波とも呼びます)を作る方法があります。自然の音に比べて音色は単調になりますが、プログラム、ハードウェア共に比較的簡単に対応できるので、よく使われます。micro:bitでも四角い波を作ることで音を鳴らしています。

オシロスコープで観測したmicro:bitの四角い信号
オシロスコープで観測したmicro:bitの四角い信号

micro:bitで音を鳴らすために必要なもの

 micro:bitは音を鳴らす信号を作れますが、音そのものを鳴らすことはできません。端子0(設定で他の端子にもできる)とGND端子に、音を鳴らす部品を接続する必要があります。

 手に入りやすく安いのが「スピーカー」でしょう。電子部品としては「圧電サウンダ」もよく使われます。

 いずれにせよ、ワニ口クリップも必要になるので、電子部品のネット販売で一緒に購入してもいいですね。

 micro:bit用に作られた、端子にはめるだけの圧電サウンダなどもおすすめです。

micro:bitで音を鳴らす部品
micro:bitで音を鳴らす部品

補足:写真の電子部品について

 上の写真のワニ口クリップは著者の自作です。販売されているものは長くなります。

 また、圧電ブザーの線の先はとても細く、ワニ口クリップで挟むとちぎれてしまうことがあります。アルミホイルで線の先を包むなどして、保護するといいでしょう。厚紙などに貼って固定すると使いやすいです。

アルミホイルでの保護例
アルミホイルでの保護例
スピーカー工作例
スピーカー工作例

 圧電サウンダは、電気信号の波の高さによって伸びたり縮んだりする共振材が電気信号を入れることで伸び縮みし、空気の波を作っています。スピーカーとは共振材を震わす仕組みが違いますが、いずれも電気信号で共振材を震わすことで空気の波を作るところは同じです。

圧電サウンダの電気信号を音にする仕組み
圧電サウンダの電気信号を音にする仕組み

 上図は村田製作所のWebサイトを参考に作成いたしました。


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著者プロフィール

  • 石井 モルナ(イシイ モルナ)

     国内半導体メーカーを出産で退職、復帰後いくつかの職を経て、現在はフリーの講師、ライター。電子工作をかわいく作るのが趣味です。

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