簡易砂時計

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。

<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。

<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>

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。

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);
	}
}
 
//********************************************************************************

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。