Arduinoで音を鳴らす

Alarm IC KD9561(CK9561)


KD9561(CK9561)を使ったアラームキットを入手しました。


以下のパーツが使われています。
パーツ 数量
KD9561(CK9561) 1
CD4011 1
CD4066 1
270Ω抵抗 2
62KΩ抵抗 1
620KΩ抵抗 1
150Ω抵抗 5
IN4007ダイオード 1
4148ダイオード 2
SS8050 NPN-TR 1
0.1uFコンデンサー 1
スライドSW 4
圧電スピーカー 1

KD9561がメインのAlarmICです。
組み立ての動画がこちらで 公開されています。
KD9561を基盤にどうやって固定するのかよくわからなかったのですが、動画を見てわかりました。


4つのスライドSWを入力として、CD4011、CD4066、2つのダイオード(OR回路)により、
KD9561のK1、K2、RFの値を変えます。

KD9561の接点は以下の様になっています。
K1とK2のSWで音色を変え、RFの抵抗値でスピードが変わります。
Alarm Moduleとなっていますが、要は安価なパルスジェネレータです。


こちらにキットの全 体の回路図が公開されています。
S1 S2 S3 S4のSWの値に応じた、CD4011とCD4066の各ポートの真理値表を作ってみました。
#
 SW
CD4011
CD4066
 RF

S1
 S2
 S3
 S4
INPUT
 A
 B

C
 D
 E
 F

G
 H
Control-1
 Out-1
 Control-2
 Out-2
 Control-3
 Out-3
 Control-4
 In-4
 Out-4

=S3
 =S4

=S3
 =S3 =S3orS4
 =S3orS4

=S2
 =S1
=S1
=S2
=CD4011のM
=CD4011のJ
 =CD4011のK


OUTPUT

J
 K



L(=K2)
 M










=K1
0x00
 0
 0
 0
 0

0
 0
 1
 1
 0
 0
 0
 0
 1
 1
 0
 0
0
 N./C
 0
 N/C
 1
 =IN3
 1
 1
 1
 270K
0x01
 0
 0
 0
 1

0
 1
 1
 1
 0
 0
 1
 1
 0
 1
 0
 0
0
 N./C
 0
 N/C
 1
 =IN3
 1
 1
 1
 270K
0x02
 0
 0
 1
 0

1
 0
 1
 0
 1
 1
 1
 1
 0
 1
 0
 0
0
 N./C
 0
 N/C
 1
 =IN3
 1
 0
 0
 270K
0x03
 0
 0
 1
 1

1
 1
 0
 0
 1
 1
 1
 1
 0
 1
 0
 0
0
 N./C
 0
 N/C
 1
 =IN3
 0
 0
 N/C
 270K
0x04
 0
 1
 0
 0

0
 0
 1
 1
 0
 0
 0
 0
 1
 1
 1
 0
0
 N./C
 1
 =IN2
 1
 =IN3
 1
 1
 1
 50K
0x05
 0
 1
 0 1

0
 1
 1
 1
 0
 0
 1
 1
 0
 1
 1
 0
0
 N./C
 1
 =IN2
 1
 =IN3
 1
 1
 1
 50K
0x06
 0
 1
 1
 0

1
 0
 1
 0
 1
 1
 1
 1
 0
 1
 1
 0
0
 N./C
 1
 =IN2
 1
 =IN3
 1
 0
 0
 50K
0x07
 0
 1 1 1

1
 1
 0
 0
 1
 1
 1
 1
 0
 1
 1
 0
0
 N./C
 1
 =IN2 1
 =IN3
 0
 0
 N/C
 50K
0x08
 1
 0
 0
 0

0
 0
 1
 1
 0
 0
 0
 0
 1
 1
 0
 1
1
 =IN1
 0
 N/C
 1
 =IN3
 1
 1
 1
 135K
0x09
 1
 0
 0 1

0
 1
 1
 1
 0
 0
 1
 1
 0
 1
 1
 0
1 =IN1
 0
 N/C 1
 =IN3
 1
 1
 1
 135K
0x0A
 1
 0
 1
 0

1
 0
 1
 0
 1
 1
 1
 1
 0
 1
 0
 1
1
 =IN1
 0
 N/C
 1
 =IN3
 1
 0
 0
 135K
0x0B
 1
 0
 1 1

1
 1
 0
 0
 1
 1
 1
 1
 0
 1
 0
 1
1 =IN1
 0
 N/C 1
 =IN3
 0
 0
 N/C 135K
0x0C
 1
 1
 0
 0

0
 0
 1
 1
 0
 0
 0
 0
 1
 0
 1
 1
1
 =IN1
 0
 =IN2
 0
 N/C
 1
 1
 1
 662K
0x0D
 1
 1
 0 1

0
 1
 1
 1
 0
 0
 1
 1
 0
 0
 1
 1
1 =IN1
 0
 =IN2 0
 N/C
 1
 1
 1 662K
0x0E
 1
 1
 1
 0

1
 0
 1
 0
 1
 1
 1
 1
 0
 0
 1
 1
1
 =IN1
 0
 =IN2
 0
 N/C
 1
 0
 0
 662K
0x0F
 1
 1
 1 1

1
 1
 0
 0
 1
 1
 1
 1
 0
 0
 1
 1
1 =IN1
 0
 =IN2 0
 N/C 0
 0
 N/C 662K

CD4011のJ、K、LはS3とS4で決まり、CD4066のControl-4とIn-4はCD4011のJとKで決まります。
つまりS3とS4に応じて、KD9561のK1 K2の値が決まります。

S1とS2でCD4066のControl-1 Control-2 Control-3の値が決まります。
その結果、Out-1 Out-2 Out-3のSWがON/OFFします。
S1とS2がLOWの時はOut-3がONになり抵抗値はR1(=270K)だけですが、S1がHIGHになるとR4(62K)が並列に加わりま す。
これらの3つのSWのON/OFFで抵抗の組み合わせが変わり、RFの抵抗値が変わります。

実際の音はこちらやこちらで 聞 くことができます。

Arduinoなどのマイコンから制御する場合、A B C Dの端子に3.3Vを加えるとスライドSW=ONと同じ動作となります。
A=B=C=D=OFFでも鳴りっぱなしになるので、MOS-FETなどで電源のOF/OFFを行う必要が有ります。


この様なKD9561の単体モジュールを入手しました。
５個で$0.68と格安です。
KD9561の右側には7個のランドが有りますが、見てわかるように下から3番目と5番目のランドは何処にも繋がっていません。


アングル付きのピンヘッダーを付けてブレッドボードで使えるようにしてみました。
左から4番目のランドだけ細いので、隣のランドとショートしないようにするのがコツです。


以下の回路でArduinoから制御してみました。
GPIO-1でMOS-FETを制御し、KD9561のON/OFFを行い、GPIO-2とGPIO-3で音色を変更します。
スピーカは8Ω、0.5Wの物を使いましたが、十分な音量で鳴ります。
RFを可変抵抗で試しましたが、あまり変化が無いので470オームの固定値です。


KD9561のK1端子(6番)をN/C(ハイインピーダンス)にできないので音色は3色になりますが、アラームとして十分に使えます。
左から3番目のランドは何処にも繋がっていません。
そこで、このランドを利用して基板上に2SC1815を付けてしまいました。
3番目のランド(ピンヘッダーの左から5番目)が、2SC1815のCollectorとなります。


ブレッドボードにはKD9561、2SK4017、抵抗しかありません。



KD9561のK1端子をN/C(ハイインピーダンス)にするためには、ロジックIC(CD4066や74XX126)が必要になります。
ロジックICを使わないでハイインピーダンスにする方法もあるのかもしれませんが、良く分かりません。
CD4066
KD9561
Control-4
 In-4
 Out-4



=K1
=K2
GPIO-1
 GPIO-2

GPIO-3
1
 1
 1
1
1
 1
 1
0
1
 0
 0
0
0
 0
 N/C
0

ダイオード2つでOR回路は作れるので、あと2つGPIOを使えばCD4066だけでキットと等価の回路が組めます。
CD4066
KD9561
Control-1
 Out-1
 Control-2
 Out-2
 Control-3
 Out-3
 Control-4
 In-4
 Out-4









=K1
=K2
GPIO-1
GPIO-2
GPIO-1
or
GPIO-2
GPIO-3
 GPIO-4

GPIO-5
0
 N/C
 0
 N/C
 0
 N/C
 1
 1
 1
1
0
 N/C
 0
 N/C
 0
 N/C
 1
 1
 1
0
0
 N/C
 0
 N/C
 0
 N/C
 1
 0
 0
0
0
 N/C
 0
 N/C
 0
 N/C
 0
 0
 N/C
0
0
 N/C
 1
 =IN2
 1
 =IN3
 1
 1
 1
1
0
 N/C
 1
 =IN2
 1
 =IN3
 1
 1
 1
0
0
 N/C
 1
 =IN2
 1
 =IN3
 1
 0
 0
0
0
 N/C
 1
 =IN2
 1
 =IN3
 0
 0
 N/C
0
1
 =IN1
 0
 N/C
 1
 =IN3
 1
 1
 1
1
1
 =IN1
 0
 N/C
 1
 =IN3
 1
 1
 1
0
1
 =IN1
 0
 N/C
 1
 =IN3
 1
 0
 0
0
1
 =IN1
 0
 N/C
 1
 =IN3
 0
 0
 N/C
0
1
 =IN1
 1
 =IN2
 1
 =IN3
 1
 1
 1
1
1
 =IN1
 1
 =IN2
 1
 =IN3
 1
 1
 1
0
1
 =IN1
 1
 =IN2
 1
 =IN3
 1
 0
 0
0
1
 =IN1
 1
 =IN2
 1
 =IN3
 0
 0
 N/C
0

もちろんControl-3をGPIOで制御すれば、全く同じ回路となります。

続く．．．