名張市つつじが丘おもちゃ病院

三重県名張市つつじが丘でおもちゃの病院を開院しています。年中無休で修理は無料、部品代のみ実費です。おもちゃの修理依頼は tutuji@cb4.so-net.ne.jp へメールにてご連絡下さい。なお、宅配便での受け付けは行っておりません。このブログにはおもちゃ等の修理事例やツール製作などを載せていきます。故障診断や修理方法の改善等、ご意見をお寄せ下さい。

アンパンマンじゃかじゃか消防車の修理2(電子オルゴール・音声再生換装)

本件は、おもちゃの病院新津(新潟)様の修理事例であり、つつじが丘おもちゃ病院(当院)はファームウェアの開発を請け負った。
当記事には依頼元の おもちゃの病院新津(新潟)様 から提供していただいた情報や資料が含まれている。

1.患者
アンパンマンじゃかじゃか消防車(アガツマ) (画像は 依頼元のブログ記事 から転載)
アンパンマンじゃかじゃか消防車2外観

2.症状( 依頼元のブログ から転載)
①単2電池 2ケは正常電圧で、電源ONで無反応

3.診察( 依頼元のブログ から転載)
①内部のCOB不良

②押しボタンSW 3ケ 腐食のためON動作せず・新品に交換してもNG

③ホーンのふいご蛇腹破損

4.治療
【要件定義】(依頼元で実施)
①依頼元から提示された要件は以下の通り。

「アンパンマンじゃかじゃか消防車の修理(電子オルゴール・音声再生換装)」 の記事で公開されているファームウェアに、以下の機能を追加する。

・ホーンSWの入力を追加。

・ホーンSWがオンの間はホーン音を発する。

【設計】(当院で実施)
②「アンパンマンじゃかじゃか消防車の修理(電子オルゴール・音声再生換装)」のファームウェアは、RA3が未使用なのでホーンSWはRA3に割り当てる。但し、RA3はICSP時にVppが印加されるので実施時にはVppが周辺回路へ流れないように注意が必要。

③既存のSWと同様に、ホーンSWに関連する機能を追加する。動作シーケンスにもホーンSWの評価とおもちゃの振る舞いを追記する。

④ポートの割り当て
;RA0:SW0「メロディ」入力(正論理/負論理を選択)
;RA1:SW1「ベル」入力(正論理/負論理を選択)
;RA2:SW2「サイレン」入力(正論理/負論理を選択)
;RA3:SW3「ホーン」入力(正論理/負論理を選択) (ICSP時はVpp印加に注意)
;RA4:LED出力(正論理/負論理を選択)
;RA5:RA4と同じ信号を同時に出力
;RC0:SCL入出力
;RC1:SDA入出力
;RC2:モーター出力(正論理/負論理を選択)
;RC3:RC2と同じ信号を同時に出力
;RC4:アンプCE出力(正論理/負論理を選択)
;RC5:PWM3出力(正極性)

⑤ホーン音の音声データは次のようにして作る。

・周波数比が13:10の2つの音、具体的な周波数は390Hzと300Hzを重ねることでホーン音らしい不協和音を作る。
・音源は基本周波数の正弦波と4次高調波を1:1に加算したものを使う。
・33.3ms分(390Hzは13サイクル、300Hzは10サイクル)の波形データをExcelで作る。サンプル数は約4kspsで僅か128になり、メモリを喰わない。
・Excelで作ったサンプル値をツールでdw疑似命令に編集する。
・波形データ作成詳細はダウンロードファイル中の horn.xls を参照。
・ツールはダウンロードファイル中の txt2asm を参照。

⑥応用回路図
アンパンマンじゃかじゃか消防車2応用回路

【ファームウェア開発】(当院で実施)
⑦開発後に動作のカスタマイズが容易に行えるように、動作シーケンスを定義する方式を踏襲した。
アンパンマンじゃかじゃか消防車2動作シーケンス書式
アンパンマンじゃかじゃか消防車2動作シーケンス記述例

⑧開発したファームウェアの資材一式は ここから ダウンロードできる。
・16F1705のMPLABXプロジェクトは
 jakajakaFIRE\jakajaka_PIC1705.X

・音声データのMPLABXプロジェクトは
 jakajakaFIRE\EEPROM\data_24FC256.X

・エンジン音の作成は
 jakajakaFIRE\voice_ ENGINE

・ホーン音の作成は
 jakajakaFIRE\voice_HORN

⑨実行時の音声出力
エンジンキー操作時のオープニング

メロディボタン押下

ベルボタン押下

サイレンボタン押下

ホーンボタン押下
ホーン音は他の音と同時に発音されていることに注目されたい。

【実装】(依頼元で実施)
実装状況は 依頼元のブログ を参照。

依頼元での実装後の基板と動画を転載しておく。
アンパンマンじゃかじゃか消防車2実装基板
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  1. 2016/02/21(日) 19:39:31|
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プロフィール

大泉茂幸

Author:大泉茂幸
名張市つつじが丘おもちゃ病院
名張市つつじが丘南3番町129
tutuji@cb4.so-net.ne.jp
090-5534-6494
連絡は上記のメール、またはSMSでお願いします。

子どもの頃から趣味は電子工作一筋でやってきました。理科離れが進む中で科学技術に興味を持つ子どもが少しでも増えて行くことを願って、子ども達に電子工作の活動の場を提供しています。

1981年からおもちゃ病院の活動を始め、2014年に三重県名張市への移住を機に「つつじが丘おもちゃ病院」を開院しました。自分でおもちゃを設計し製作する【おもちゃ工房】と、マイコンを応用した電子工作を楽しむ【マイコンクラブ】も併設しています。新規参加メンバーを募集しています。

本ブログで公開している技術情報や成果物のご利用および再配布はフリーです。読者様の技術活動のお役に立てば幸いです。ご利用いただいた結果や感想等を記事へのコメントやメールでフィードバックしていただけると有難いです。

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