====== 簡易砂時計 ======

===== 概要 =====
圧電スピーカは、電極に信号電圧を加えることにより圧電体(圧電素子)が歪み、その振動を音(空気の振動)と
して聞くものです。逆に、圧電体に加えられた力(音圧など)を電圧に変換することも出来ます。
そこでこの特性を利用して、“**開始スイッチ**"や“**停止スイッチ**"を使用しない簡易な砂時計を製作しました。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200429-110816.png}}{{:imgpaste:202004:htmikan-20200429-110819.png}}

<仕様>
  * 時計の“**開始**"は、圧電スピーカを、“**指で軽く叩く**"だけとする。
  * 時計のカウント値は、1分~8分までの8種類とする。(1分間隔)
  * 時計のカウント中の“**停止**"は、再度、圧電スピーカを、“**指で軽く叩く**"だけとする。
  * 時計のカウント中は、1秒毎に“ピッ"という音(約3kHz)を発生させる。
  * 時計がタイムアウトすると、ピンポンパンポ~ン、ピンポンパンポーンと音を発生させる。

===== 動作原理 =====
<時計の開始の判断>
圧電スピーカからの信号をA/D変換で取り込み、ある値(V1)以上の電圧が得られると開始する。
電源電圧(3V時)￫V1=300mV
電源電圧(5V時)￫V1=490mV

<時計のカウント>
  - PICのCCPモジュールをキャプチャモードで使用し、0.1秒の周期割り込みを発生させる。
  - 1秒毎に“ピッ"という音(約3kHz)を約50msec間発生させ、LEDを点滅させる。
  - 圧電スピーカからの信号をA/D変換で取り込み、ある値(V1)以上の電圧が得られると停止する。\\ ※これは、カウントを途中で停止させるための処理です。
  - カウント時間が、ディップスイッチ(SW1、SW2、SW3)で指定された時間(1分~8分)経過するとタイムアウトする。

<時計のタイムアウト>
時計がタイムアウトすると、ピンポンパンポ~ン、ピンポンパンポーンと音を発生させる。
  * ピン=“ド"(523Hz/250msec)
  * ポン=“ミ"(659Hz/250msec)
  * パン=“ソ"(784Hz/250msec)
  * ポ~ン=“ド"(1047Hz/500msec)
休止符(500msec)
  * ピン=“ド"(1047Hz/250msec)
  * ポン=“ソ"(784Hz/250msec)
  * パン=“ミ"(659Hz/250msec)
  * ポーン=“ド"(523Hz/500msec)

<時計の停止中>
LEDを1秒間隔で点滅させる。

===== 回路図 =====
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200429-111113.png?500}}

===== ソースコード =====
<code c sandTimerV1.c>
//********************************************************************************
/*
	＜簡易砂時計（スイッチ不要）＞
*/
//********************************************************************************

#define		SW1				GPIO.F0
#define		SW2				GPIO.F1
#define		SW3				GPIO.F2

#define		SP				TRISIO.F4

#define		LED				GPIO.F5

#define		INPUT_MODE		1
#define		OUTPUT_MODE		0

#define		ON				0
#define		OFF				-1

//********************************************************************************

static	int		clock, blink;

void	interrupt(){
	if (PIR1.CCP1IF == 1) {
		PIR1.CCP1IF = 0;
		//
		if (blink != OFF) {
			blink++;
			if (blink == 5) {
				LED = ~LED;
				blink = ON;
			}
		}
		//
		clock++;
	}
}

//********************************************************************************

short	Delay_sec(unsigned int sec)
{
	clock = 0;
	blink = OFF;
	sec *= 10;
	while (clock < sec) {
		if ((clock % 10) == 0) {
			LED = 1;
			Sound_Play(3000, 50);	//3kHz×50msec 
			LED = 0;
		}
		//
		SP = INPUT_MODE;
		if (Adc_Read(3) > 100) {
			SP = OUTPUT_MODE;
			blink = ON;
			return (-1);
		}
		SP = OUTPUT_MODE;
	}
	blink = ON;
	//
	return (0);
}

//********************************************************************************

void main()
{
	//
	OSCCON = 0b01010000;	//クロックを2Mhzに設定 
	CMCON0 = 0b00000111;	//コンパレータは使用しない。 
	ANSEL  = 0b00001000;	//A/D変換はAN3を使用する。 
	TRISIO = 0b00001111;	//入出力ポートを設定する。 
	// CCPの設定
	PIE1.CCP1IE = 1;
	PIR1.CCP1IF = 0;
	CCP1CON = 0b00001011;
	CCPR1L = 0x6A;	// 0.1sec...10hz...クロックが2Mhzの時
	CCPR1H = 0x18;	// 0.1sec...(1÷8000000)*4*8*6250
	// TIMER1の設定
	PIE1.TMR1IE = 0;
	PIR1.TMR1IF = 0;
	TMR1L = 0;
	TMR1H = 0;
	T1CON.T1CKPS0 = 1;
	T1CON.T1CKPS1 = 1;
	T1CON.TMR1ON = 1;
	//
	Sound_Init(&GPIO, 4);
	//
	clock = 0;
	blink = ON;
	// 割り込みの設定
	INTCON.PEIE = 1;
	INTCON.GIE = 1;
	while (1) {
		SP = INPUT_MODE;
		while (Adc_Read(3) < 100)
			;
		SP = OUTPUT_MODE;
		//
		if (Delay_sec(60 + (60 * (GPIO & 0x07))) == 0) {
			LED = 1;
			Sound_Play(523, 250);	//ド（ピン） 
			LED = 0;
			Sound_Play(659, 250);	//ミ（ポン） 
			LED = 1;
			Sound_Play(784, 250);	//ソ（パン） 
			LED = 0;
			Sound_Play(1047, 500);	//ド（ポーン） 
			LED = 1;
			Delay_ms(500);
			LED = 0;
			Sound_Play(1047, 250);	//ド（ピン） 
			LED = 1;
			Sound_Play(784, 250);	//ソ（ポン） 
			LED = 0;
			Sound_Play(659, 250);	//ミ（パン） 
			LED = 1;
			Sound_Play(523, 500);	//ド（ポーン） 
			LED = 0;
		}
		//
		Delay_ms(500);
	}
}

//********************************************************************************
</code>

===== 動作確認 =====
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200429-111222.png?500}}
如何ですか?
圧電スピーカを指で軽く叩くだけで開始するので、台所等で使用する場合にはとても重宝します。“**操作性抜群**"

基本的な考え方は、“**一つの素子を入力用と出力用**"に使い分けるということです。
発想の転換ですね^_^ 実は、同じような考え方をしたものが、受光&発光(1個のLED)です。

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