オルゴールを鳴らす

Last modified on 08/19/2014.

【ICには電源が必要だ】

目的
① IC(Integrated Circuit: 集積回路)には電源が必要であることを知り、ICに適切な電圧を供給できるようになる。
② ICの概要を説明できるようになる。
③ メロディICと圧電スピーカを用いて、メロディを再生できるようになる。
④ データシートに記載されている規格を読めるようになり、回路素子を規格内で安全に用いるよう設計できるようになる。

IC
IC(Integrated Circuit)は、基板(チップ)上にトランジスタ、抵抗、コンデンサ、ダイオードなどの素子を装着し、各種の機能を持たせた電子回路のことである。多くの素子が集積していることから、集積回路とも呼ばれている。現在では様々な機器に組み込まれている。
1チップに収められた素子数が1000~10万程度のものをLSI(Large Scale Integration)、10万を超えるものをVLSI(Very Large Scale Integration)、1000万を超えるものをULSI(Ultra-Large Scale Integration)と呼んで区別していたこともあったが、こうした区別は現在ではほとんど使われておらず、ICまたはLSIとしか呼ばれなくなっている。

ICの形状
電子工作の入門時によく利用されるICの形状は、TO(Transistor Outline)、SIP(Single Inline Package)、DIP(Dual Inline Package)である。
TOはトランジスタと同じ形状で、メロディIC、三端子レギュレータなどでも用いられている。
SIPは、パッケージの片側一列に足が出ている形状である。ICだけでなく集合抵抗にもこのパッケージがよく使われる。放熱器を取り付けるのに都合が良いため、パワーアンプICやモータードライバICなど、ある程度発熱する部品に使われることも多い。
DIPの形状は、パッケージの両側からそれぞれ一列に足が出ている形状で、今回利用するメロディICもDIPパッケージである。ICのピンの幅は2.54mmが標準である。
最近は小型化や省電力化のために、表面実装のための形状も多く市販されている。表面実装の形状では、ブレッドボードにそのまま用いることができないことや、はんだづけがやや難しいことから、電子工作の入門時には用いないことが多い。

ICの規格と設計
ICの規格を見ると、電源電圧は2.4V~5Vとなっている。今回は乾電池を2本用いた3Vで製作する。
VDD 電源電圧を加える
VSS グランドと接続する
M0 割り込みの許可や禁止を設定する
M1 連続再生するかどうかの設定をする
TK0 次の曲を再生する
TK1 1曲目を再生する
TK2 2曲目を再生する
TK3 3曲目を再生する
OSCI 曲のテンポを決める
OSCO 曲のテンポを決める
OUT メロディを出力する
PEN メロディ再生を知らせる
LED LEDを出力する
NC 接続しない

メロディを鳴らす
データシートに紹介されているように回路を組む。ただし、スピーカは圧電スピーカとする。そのため、トランジスタでの増幅は必要なく、そのための電流制限抵抗も必要なくなる。

①電源ラインの確保
②ICの挿入とICへの電源供給ラインの確保
③M0の割り込み設定とM1の連続再生の設定
割り込み許可しないときはM0を電源に接続する。
連続再生するときはM1を電源に接続する。
④TK0~TK3のスイッチの取り付け
スイッチを押したときにグランドと接続されるように配線する。
⑤テンポを決める抵抗の取り付け
⑥メロディを鳴らすスピーカの取り付け
⑦LEDの取り付け
⑧電池BOXの取り付け
⑨再度配線を確認
確認して間違いがなかったら、電池を入れてタクトスイッチを押し、メロディが鳴るか確かめてみましょう。