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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。

「つつじが丘おもちゃ病院 電子オルゴール」の宣伝

つつじが丘おもちゃ病院 電子オルゴール」 は大変よくできたファームウェアだと自負しているのだが、おもちゃ病院業界に今一浸透して行かない。たった100円でおもちゃのマイコン換装ができるものは他にないと思う。それであらためて 「つつじが丘おもちゃ病院 電子オルゴール」 について、その有用性をアピールしたいと思う。

実際の演奏音と音声再生音を下記の 【適用事例】 で試聴して欲しい。きっと 「つつじが丘おもちゃ病院 電子オルゴール」 のファンになるハズ。


背景

音楽を鳴らしたりおしゃべりすおもちゃは専用のICが使われていて、それが故障していると修理不能となってしまう。そこで、そのICを1チップマイコンで換装しようと、つつじが丘おもちゃ病院では電子オルゴールのファームウェアを開発した。

既製品の電子オルゴールICや音声再生ICを使う方法もあるが、マイコンで換装する理由がいくつかある。

①元々のおもちゃの曲が既製品のICには無いことが多い。特にアンパンマンのようなキャラクターものの曲は無い。

②音楽の演奏と同時にLEDやモーターを制御することが多く、おもちゃの制御のためにマイコンを使うのなら、音楽演奏もマイコンにやらせるのが合理的だ。

③カラオケ絵本では前奏や間奏、繰り返しなどのアレンジは絵本の楽譜の通りに再現する必要があり、そうするにはマイコンで作るしかない。

④音声再生ICを使う場合は音声の選択と再生開始のトリガを引くために別にマイコンが必要になり、それならマイコンで音声再生させるのが合理的だ。

⑤PICマイコンなら@100円からあり、既製品のICを組み合わせて構成するより遥かに安くできる。

こうなれば、PICマイコンで行くしかない。


つつじが丘電子オルゴールの概要

①最大3パートの演奏が可能。これは同時に3音の発音が可能と言うことだ。メロディのパートと伴奏のパートで、2音が発音できればおもちゃのオルゴールとしては十分だと思う。

②収容曲数はマイコンの実装メモリによる。8kワードの16F1705(2018年秋月@100円)で15曲の実績あり。

③音源波形とエンベロープ波形はPCMデータで定義するので、豊富な楽音表現が可能である。生ピアノの音を採取して音源波形データを作って、それで演奏させたのが 【適用事例】の 「ピアノ音でオルゴール演奏」 だ。是非試聴して欲しい。

④テンポもダイナミックに変更でき、多彩な曲表現が可能である。

⑤ピッチベンドの制御も可能であり、サイレン音やジャンプ音などの効果音をオルゴール演奏で表現できる。PCMデータで音声再生するより、遥かに少ないメモリで実現できる。

⑥音声再生は最大3チャンネルの同時発声が可能である。

⑦音声ソースはPCMデータでマイコンのプログラムメモリの他に、シリアルEEPROMやSDカードにも収容することができる。

⑧オルゴール演奏と音声再生はコンカレントに実行可能である。

・例えば、アンパンマンドライブのおもちゃでは、アンパンマンマーチを演奏しながら、エンジン音を鳴らして、同時にアンパンマンがしゃべるということだ。

・例えば、アンパンマンたいそうのおもちゃでは、アンパンマンたいそうを演奏しながら、飛んだり跳ねたりの効果音を出して、同時に体操の号令や指導をしゃべることができるということだ。

【適用事例】の殆どが、オルゴール演奏と音声再生を同時に行っている。実際のおもちゃがそのような動作をしているので、これを1個のマイコンで実現できるのは 「つつじが丘おもちゃ病院 電子オルゴール」 しかない(と思う)。

⑨オルゴール演奏と同時におもちゃの制御を行うことができる。

・音楽の進行やおもちゃの操作に合わせて、モーターやLEDの動作、音声の再生などを制御する。(例えば、人形・ロボット、楽器おもちゃなど)

・赤外線リモコン信号の受信とデコードを行い、おもちゃを制御する。(例えば、リモコン乗用自動車)

・RFIDタグを識別して、おもちゃを制御する。(例えば、おしゃべりレジスター)

⑩出力はPWMなので、スピーカーバッファアンプが簡易にでき、電力効率がよい。

上記のように多機能でカスタマイズも柔軟に対応できることから、おもちゃの故障ICを換装するときは殆どの場合 「つつじが丘病院 電子オルゴール」 をベースにして開発している。下記の 【適用事例】 を参照。


使い方

①電子オルゴールエンジンの呼び込み

include "orgel.asm"

②初期設定
音声PCMデータをシリアルEEPROMやSDカードに置く場合は、それらとのインタフェースを初期化しておく必要がある。

③API関数
;(0)共通仕様
;ページ設定/回復は自動的に行われる。
;バンク設定はAPI側で保障される。
;
;(1)曲選択処理関数(SONG_SEL)
;引数 W:曲番号(0=演奏中断、1~255=指定曲番号を演奏開始)。
;戻り値無し。
;
;(2)音声選択処理関数(VOICEn_SEL)
;nは音声chの番号で0~2、I、及びS
;引数 W:音声番号(0=再生中断、1~63=指定音声番号を再生開始)。
;戻り値無し。
;
;(3)ミュート設定処理関数(MUTE_SET)
;引数 W:ミュート設定値
;戻り値無し。
;
;(4)出力バッファのデータ数取得処理関数(BUF_CHK)
;引数無し。
;戻り値 W:出力バッファのデータ数

④コールバック関数
;(0)共通仕様
;ページ設定/回復は自動的に行われる。
;バンク設定はコールバック関数側で行うこと。戻り時にバンク設定を保障しなくて良い。
;
;(1)固有の初期設定関数(CB_INIT)
;POR、およびリセット後に1度だけ呼び出される。
;引数無し。
;固有の初期設定の中では以下の処理を行う。
;・周辺機能を構成する。
;・演奏出力ポートを初期化する。
;・おもちゃ固有の初期化を行う。
;戻り値無し。
;
;(2)固有の処理関数(CB_KOYUU)
;定期的(PLAY_OWN_MS[ms]毎)に呼び出される。
;引数無し。
;固有の処理の中では以下の処理を行う。
;・オルゴール演奏の開始、再開始、中断を指示する。
;・音声再生の開始、再開始、中断を指示する。
;・LEDやモーター制御等のおもちゃ固有の処理を行う。
;・必要により省電力設定をしてsleepする。
;・再起動する場合はresetする。
;戻り値無し。
;
;(3)演奏終了時の処理(CB_SONG_END)
;曲の演奏が終了した直後に呼び出される。
;引数無し。
;「(2)固有の処理関数(CB_KOYUU)」と同様の処理を行うことができる。
;戻り値無し。
;
;(4)演奏終了時の処理(CB_VOICEn_END)
;nは音声chの番号で0~2、及びI
;音声再生が終了した直後に呼び出される。
;引数無し。
;「(2)固有の処理関数(CB_KOYUU)」と同様の処理を行うことができる。
;戻り値無し。
;
;(5)割込みサービスの固有処理関数(CB_ISR)
;引数無し。
;エンジン部の割込みサービスルーチンからPWMデューティサイクルの設定後に呼び出される。
;処理の中では割込み許可/禁止の操作を行わないこと。
;ダイナミックステップ数は数10ステップ以内に抑えること。
;戻り値無し。

仕様の詳細は 【ダウンロード】 の orgel.asm の先頭部分に記述されている。

使用例は下記の 【適用事例】 のダウンロードファイルを参照。


適用事例

ピアノ音でオルゴール演奏

RFIDタグで電子オルゴールを制御

アーロと少年

ブルーインの光とサウンドの汽車

キッズドライバーのハンドルV2

不思議なドレッサー ミラーナ

ラッピングバス

星形おもちゃ

アンパンマンじゃかじゃか消防車

アンパンマンキッチン

アンパンマンおでかけメロディハンドル

犬のおもちゃ

たんたんたのしいタンバリン

笑い転げる猫

サウンドきかんしゃトーマス

アンパンマン電動レールでGO!GO!DX

TOHOブルドーザー

糸魚川)Dr.渡辺氏の曲目を追加
(糸魚川)Dr.渡辺氏 は、電子オルゴールの特質を設計者である僕よりも上手に活かして素晴らしい曲データを提供していただいている。 多謝。

ダウンロード

「つつじが丘おもちゃ病院 電子オルゴール」 の開発資材とサンプルプロジェクトは ここに 公開している。

公開ファイルの複製・改変・2次公開はフリーである。

「つつじが丘おもちゃ病院 電子オルゴール」 がおもちゃ病院業界に広く浸透し、おもちゃドクター諸氏の手によって改良されていくことを願っている。


カスタマイズ

「つつじが丘おもちゃ病院 電子オルゴール」 に限らず、当ブログで公開しているファームウェアのカスタマイズ、新規開発のご依頼は ここを 参照。
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  1. 2018/02/23(金) 17:40:39|
  2. 電子オルゴール+音声
  3. | コメント:1
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コメント

「影」で、“まほう” 遊びでは、主役に抜擢させていただきます。

私は、つつじが丘おもちゃ病院のPIC電子オルゴールの大ファンで、今回はこれ自体を主役にした、”まほう” 遊び用おもちゃの試作体験を(未完成ですが)報告します。

「影」で、“まほう”遊びは、URLリンクをご参照ください。
http://blog.canpan.info/charts/archive/160
  1. 2018/09/08(土) 19:28:10 |
  2. URL |
  3. ToyDr.わたなべ #-
  4. [ 編集 ]

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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。

当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。なお、公開ファイルは最新版を載せているので、古い記事の内容から変わっている場合があります。

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