スマート? 糸電話を考えてみる


はんだづけ体験の教材を考えてみます。

# 「電波文化祭」

イベントにはんだ付けコーナを出展しますが、はんだづけする教材が必要になります。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/98c0a7d1-f1c8-ac5e-1384-5a61cdd66c93.png)

元々、
「はんだづけの練習となる電子工作キットを考える」
https://qiita.com/nanbuwks/items/2f0f1992a82360e81e3b

でいろいろ考えていたのですが、しろうとがぱっと作れるようなものになると、このうちの中華キットは前のイベントで全部使ってしまい、次の仕入れが間に合いなさそう。静電気ディテクタは乾燥季節向けなのでちょっと良くなさそうです。

そこでダイソーで手に入るもので糸電話を考えてみました。

イベントが「無線家による文化祭」ということで有線ですが媒質経由での信号を電気的に増幅するあたりでちょっとは通信に近いところに近づけてみました。


# 構想

- 糸電話で伝わる音声をアンプでスピーカー出力する
- 糸をはじいて振動を音として聞けるように
- 糸の振動をLEDで可視化したい
- 双方向にしたい
- 糸をスプリングに変更してエコーをかけたい
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スプリング式エコーリバーブというのがあります。マグネチックスピーカは原理的にマイクにもなります。
2つのマグネチックスピーカの間をスプリングでつなぎ、1つのスピーカから音を出力、もう1つのスピーカーからスプリング効果が加味された音振動を入力してエコーがかかった音声信号を得るというものです。

そのスプリング以前の部分を糸電話にしてみようというものです。


# ダイソーのスピーカ

￥300のミニスピーカを使ってみます。


![IMG_20230924_135949.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/c444a8d5-91b0-8940-f7f3-03c4de409b99.jpeg)

分解。このうちのスピーカ1つを出力用、もう1つを入力用にします。

![IMG_20230924_140555.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/6b112fcb-2e58-0290-d1ae-9bb8de8fb973.jpeg)


アンプ基板
![IMG_20230924_140630.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/e7fd0906-3d26-407f-dd59-b02a9899a6fa.jpeg)

裏側。右の橙白水色の3本線がステレオミニプラグに入ります。赤黒はスピーカーです。
![IMG_20230924_140653.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/fab418d9-906b-15d2-cf36-bff2e634cf68.jpeg)

(2023/09/26追記)
回路図に起してみました。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/8f4a7e15-a1ec-8e7e-a21f-3e7a4fe1780e.png)

# 糸電話化実験

はんだごてでスピーカーx1 とステレオミニプラグの配線を外して
![IMG_20230924_141046.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/f108e6df-75b0-afd2-7503-5ebe87d26f21.jpeg)

スピーカーを入力にします。
![IMG_20230924_141158.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/1696d402-70fc-e4bf-6b50-cfa4d6e1cbcd.jpeg)

入力側スピーカーに糸を通して

![IMG_20230924_142055.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/af8d2edd-e3b1-7fcf-d66b-7e882fc61118.jpeg)

![IMG_20230924_142207.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/ccb0afed-f506-eee7-464b-e0ebdc7c76c7.jpeg)

糸電話にします。
![IMG_20230924_142400.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/2fa025bb-0917-bdc4-ec5b-f26228f72afa.jpeg)

これでコップから声を入力すると、もう1つのスピーカーから音が出ます。

# 実験1 結果と考察

- 糸電話の電気化は成功
- 音がそんなに大きくないので近くで声を出してもピンとこない
- 遠くだと面白いかも知れないが一人で遊ぶには不都合
- 糸をしごくと音になるのはおもしろい
- 双方向にするには工夫が必要

基本的な実験は成功したのですが、どのように楽しくするかが課題です。

# 改良その1

(2023/09/25追記)
音を大きくするために、

- Rチャンネルに入力
- ↓
- Rスピーカー出力をLチャンネル入力に接続
- ↓
- Lチャンネルスピーカーを鳴らす

としてみました。

![IMG_20230925_222327.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/8b7e9e3e-a2f3-2808-ec96-b48aa86fc84f.jpeg)

結果は・・・あまり変わらないような・・・

# 改良その2

(2023/09/25追記)

スプリングを間に入れて、エコーリバーブをかけてみます。

しかしながら、この状態ではあまり変わらず
![IMG_20230925_222259.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/f242dfe5-7a31-2094-adf8-389133c054e5.jpeg)

おもいっきりびよーんと伸ばしてみたら、いい感じにエコーがかかるようになりました。


![IMG_20230925_222434.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/e662e8cb-5197-55c1-7b72-90e7b08cdda8.jpeg)


これなしだと自分の声のほうが大きくていまいち実感がわかなかったのですが、エコー音がちゃんと聞こえるようになり電気増幅できていることがよく分かります。


# 改良その3

(2023/09/26追記)

制御回路を上記のように起してみました。
それをもとに、以下のように9/25に行った改造を変更してみました。
データシートによると、Rf/Ri でゲインが決まるらしいです。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/1c9b4cab-a893-fb2a-0db4-75970d652ab4.png)

LチャネルだとRfがR3,RiがR4となって、それぞれ 22kΩと6.8kΩです。

それを変更してみました。


![IMG_20230926_210426.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/139524/74e187bb-ad64-bbf5-56af-d3109994937a.jpeg)


|Rf(R3)| Ri(R4)|結果|
|:---:|:---:|:---:|
|22kΩ|6.8kΩ|初期値|
|100kΩ|6.8kΩ|少し大きくなったかな?|
|100kΩ|1kΩ|結構大|
|100kΩ|100kΩ|ヒスノイズぽい音が出てくる|

ヒスノイズっぽい音が出てきたら声が聞こえなくなるのでVRを下げて調整する。


# 改良その4

(2023/09/26追記)

スプリング線が細いほうが効果が大きいので、3色ボールペンを分解したスプリングを使ってみた。


![IMG_20230926_212858.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/195351/d8cf0c0a-628f-36d3-107a-24d0c7fd0ee1.jpeg)
いい感じにエコーが鳴るが、スピーカーではなく紙コップからのエコーバックの効果が大きい感じ。


(以下続く)