KATOサウンドBOXをDSairで操作する 通信手順が解明されました

フジガヤさんが、KATOサウンドBOXの通信ポートの通信手順の解析に成功されたようです。
ArduinoにパソコンのDesktopStationアプリをつないで操作できるようにされました。
Kato SoundBoxをArduinoで操作する　その１
Kato SoundBoxをArduinoで操作する　その２
Kato SoundBoxをArduinoで操作する　その３
Kato SoundBoxをArduinoで操作する　その４
Kato SoundBoxをArduinoで操作する　その５
Kato SoundBoxをArduinoで操作する　その６

というわけで、完成直前だったjump端子利用のコントローラーデコーダーのプロジェクトは、しばらくお蔵入りとなりそうです。

早速ブレッドボード上でフジガヤさんの回路を組んでみました。
私は手持ちの抵抗のR1（2.7ｋΩ）R2（1.5ｋΩ）とで分圧して、D端子電圧は3.1Vになっています。通信ポートのコネクタは、ANAの機内でお持ち帰り自由で配っている機内用イヤホンを切って使いました。
フジガヤさんのブログからダウンロードしたスケッチを使って手持ちの蒸機用サウンドが問題なく動きました。

フジガヤさんのスケッチを改変させていただいただいて、DSairからの制御や　KATOサウンドBOX操作専用デコーダーなども考えられると思います。

今回の製作でDAコンバーターやオペアンプの回路設計や使い方のノウハウがかなり得られたので、徒労に終わったとは思っていません。

神戸NGJ集会に行ってきました

神戸で開催されたNGJ集会に参加してきました。
ＮＴさんのレイアウト上で、RHENEASを撮影しました。


非公開の集会ですが、撮影とブログ掲載はNTさんのご承諾はいただいております。

KATOサウンドBOXをDSairで操作する(続々）

ブレッドボードで組んでいた回路をユニバーサル基板上に組みました。

真ん中が、Ａｒｕｄｕｉｎｏ　Ｎａｎｏ（中華製互換品）で、左が倍圧整流回路、ＤＡコンバーターＭＣＰ４７２６（0-5ｖ）と12Ｖ電圧増幅用オペパンプ、右がKATOサウンドBOXのファンクションボタン動作用のリードリレーです。

DCCの電圧が12Vでは、OPアンプからのDC出力が±１０Ｖ程度しかでないのでDCC電圧を15Vにします。
そのためNano搭載のLDOの規格(12V)外となるため、別に５Ｖ電源用に三端子レギュレーターを取付けました。

ペショ・ブルドン式機関車の模型

先週末上京したとき。コンさんが動態修復されたペショを見せていただきました。

軽便祭は台風襲来で行けなかったので、その会場で拝見できず残念におもっていましたが、実際に動くのを見せていただき感動しました。
動画を見るにはここをクリック
ディティール云々というより、モデルとしてのプロポーション、原作者の東原さんの設計センスのよさに感動しました。

汽笛について(3) サンプリング音の加工

その後　メールなどでたくさんのご意見いただきました。
汽笛の音の周波数も鳴っている間、ずっと変化していくのではなく、最初蒸気で笛を吹き始めてから安定するまでの間は音が不安定で周波数も変化するが、ある程度時間が経って安定すると変化しなくなるのではないか。また最初の不安定な間の音色が汽笛のイメージとって大きいのではないか！ということでした。
というわけでＤ51の汽笛の最初の部分に真ん中の安定した部分と後半の音をつないで、長く鳴ったように合成してみました。
ソフトはマックのAudacityを使いました。縦の黒線がつないだ場所です。

実際の加工した音はここをクリックです。

汽笛の吹鳴時間は、オリジナルの6秒から12秒と二倍になっています。
やはり合成音より実物っぽく聞こえます。

汽笛音はシンセサイザー合成より、サンプリング音を加工した音源をメモリに入れて、ボリュームを調整して鳴らすのがよさそうな気がしてきました。

9850タイプをつくる(29) 塗装に着手しました

久しぶりに、仕事なく在宅、かつ暑くも寒くもなく湿気もあまりなく天気がよいという好条件に恵まれたので、塗装しました。

この機関車は、プラと真鍮のハイブリッド？構造なので、金属部分はマッハのシールプライマー+普通のラッカー缶スプレー、プラと金属の併用部分は、ミッチャクロン+タミヤのアクリルスプレー缶で塗装しました。
プラ部分もミッチャクロンで下塗りしておけば、通常のラッカー塗っても大丈夫なようですが、用心のためプラ用塗料を使いました。
なお金属部分も、艶や色の調子を揃えるため、最後のひと吹きは、タミヤのアクリルスプレー缶で塗っています。

汽笛について（2） 音階と周波数

汽笛音を合成しようと思うとまずその音階を知らねば、話がはじまりません。

そこで知り合いの音楽家Tさんにご相談させていただいたところ、音楽をされている物理専門家のI先生をご紹介いただきました。
その方にスペクトラムアナライザーで汽笛音のパワースペクトルのピーク周波数をみれば、含まれてている音階がわかるということを教えていただきました。
スペクトラムアナラーザーといっても、特殊な機器をつかわなくても普通のパソコン上で動くソフトがあります。
今回はefuさんのフリーウェア　WaveSpectra　を使わせていただきました。
http://efu.jp.net/soft/ws/ws.html

これをつかって、youtubueの汽笛音ビデオ
SL蒸気機関車 音量注意！ 圧巻の汽笛集 Steam locomotive whistle Collection
から　サウンドトラックのみを　dirpyというサイトで、ｍｐ3ファイルにダウンロードしました。
https://dirpy.com/
参考　https://allabout.co.jp/gm/gc/475872/
これからocenaudioというサウンドファイル編集のフリーソフトを使って最初のＤ51の汽笛の部分を切り出してwavファイルに変換して、
　WaveSpectraで音のパワースペクトルをみたのが下図です

これでみると、5つのパワースペクトルの山があるので、D51の汽笛は5音室で五和音だったというのにも一致します。
近似した音階ということになると
370Hz（F#4) 440Hz(A4) 570Hz(C5) 622Hz(D#5) 740Hz(F#5)
ということになります。 ここを参考にしました。
これをやはりefuさんのWaveGeneというテスト信号発生ソフトで合成してみました。
この5周波数の正弦波にホワイトノイズをくわえています
Ｄ51汽笛の合成音（1）
ただこれではまだ実物音っぽくありません。
周波数スペクトルをみると高周波域の音もたくさん含まれているので、もう少し高い周波数の音を足したのが次のファイルです。
Ｄ51汽笛の合成音（2）
まあ多少マシにはなったと思いますが、まだ実物の音とは違います。

実感もとめるなら、やはり実物のサンプリング音使うしかないと思いますが、自分の思うようにレバースイッチで鳴らそうとすると合成音つかわざるをえないので、その点は割り切るしかないと思います。

私も音楽や音響学の専門家ではありませんので、音に関して見識ある方のコメントお待ちしております。

汽笛について（1）

汽笛音も合成しようと思っていろいろとやっていますが、ＹＭＺ294で出せるような方形波の合成では、汽笛のような音色をだすのはむずかいしそうです。
汽笛と同じ原理の、リコーダー（楽器の笛）から出る音は　ほぼ純粋な一定周波数の正弦波らしいです。というわけで、汽笛を合成するならいくつかの周波数の正弦波を合成すればそれらしい音になりそうです。
また汽笛は鳴っている途中で多少周波数が変化しているとのことです。
これは操作する汽笛の引棒の微妙は引き加減の操作のためなのか、高温蒸気で笛吹くため温度で汽笛の笛の特性が変わるためなのか、いろいろ原因はあるようです。
出力にローパフフィルターかけるか、正弦波を出せるサウンドICもあるようなので検討してみます。
アドバイスいただきました音楽家ＴさんとＩさんに深く御礼申し上げます。