黒電話のBluetooth化②

2021年5月15日2025年5月4日作ってみたBluetooth,黒電話のBluetooth化

Contents

1. 概要
2. 参考サイト
3. 初期検討
4. 回路図
5. プログラム
6. 動作確認

概要

黒電話のベルを鳴らす回路を検討します。

参考サイト

電子回路の豆知識

初期検討

黒電話を鳴らすためには振幅が±48V、周波数16Hzの信号を電話線に印可するようです。ネットで調べたところ20～30Vでも鳴ったという情報を見つけたので24Vとします。以下、今回のネックです。

+24Vから-24Vまで電圧が変動するため、両電源のないマイコンでは単体で信号を作れない。
ベルを駆動するコイルには、24V ÷ (600Ω + コイル抵抗) ⇒40mA+αの電流が必要となるため、増幅する必要がある。
1秒鳴動 ⇒ 2秒停止 ⇒ 1秒鳴動 ⇒ 2秒停止 ⇒ …　と鳴らすため、タイマー回路かマイコンのタイマー機能が必要。

本来は正弦波で入力するものだそうですが、マイコンで正弦波を作るのは面倒大変なので矩形波で妥協します。ネットで見つけた駆動実験の動画を見る限り、矩形波でも音は変わらないように感じました。

矩形波であればモータードライバが使えるので、これをマイコンで制御します。マイコンはArduino nanoを使用しました。

回路図

↑この回路図で動作確認をしました。モータードライバはAmazonで購入した中華製L298Nモジュールを使っています。

↑使用したモータードライバです。何故かVccが+12Vと書いてありますが、実際は35Vまで使えます。ただし5Vレギュレータが12Vまでしか対応していないようで、24Vを印加するなら写真赤丸部のジャンパピンを外して外部から5Vを供給する必要があります。

今回はArduino nanoにUSBで電源供給するので、Arduino nanoから出ている5Vを使用します。

プログラム

#include <TimerOne.h>

/* ピン設定 */
#define BELL_A_PIN 7
#define BELL_B_PIN 8

/* タイマー用変数 */
byte bellRingingFlag = 1;
byte bellWaveState = 0;
int timerCnt = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(BELL_A_PIN, OUTPUT);
  pinMode(BELL_B_PIN, OUTPUT);

  Timer1.initialize(31250); /* 32Hzでタイマー割込み */
  Timer1.attachInterrupt(timerFire);
}

void loop() {

}

void timerFire() {
  if (bellRingingFlag == 1) {
    RingingBell();
  } else {
    timerCnt = 0;
    digitalWrite(BELL_A_PIN, HIGH);
    digitalWrite(BELL_B_PIN, LOW);
  }
}

void RingingBell() {
  if (timerCnt < 32) {
    if (bellWaveState == 0) {
      digitalWrite(BELL_A_PIN, HIGH);
      digitalWrite(BELL_B_PIN, LOW);
    } else {
      digitalWrite(BELL_A_PIN, LOW);
      digitalWrite(BELL_B_PIN, HIGH);
    }
    bellWaveState = 1 - bellWaveState;
  } else if (timerCnt < 96) {
    digitalWrite(BELL_A_PIN, LOW);
    digitalWrite(BELL_B_PIN, LOW);
  }else{
    timerCnt = 0;
  }
  timerCnt++;
}

以上のプログラムをArduino IDEでマイコンに書き込みます。