2009.08.29
ウルトラ・ソニック・ディテクター
このキットは通常人間の耳では聴くことが出来ない、40kHz付近の超音波を可聴音に変換して聴くことを目的としたキットです。 身の回りでは、様々な所で超音波が発生しております。コウモリや虫が発する超音波など、バットディテクターとしての利用を始め、配管からの気体漏れ、ファンや回転体の異常音を聴くことで異常検出器としても使用できます。 (パンフレットより)
本体前面
左から、電源ＬＥＤ、ボリウム（電源スイッチ兼用）、イヤホン端子と周波数選択のプッシュスイッチ、超音波センサー。
このような、紙の箱に入って売られています。本機はキットなので、パーツが入っており、半田ごてを使って組み立てます。
本体内部
専用のケースと、専用のプリント基板が用意されていて、作りやすいキットです。回路的にも再現性が良さそうです。４個のＩＣが使われており、半田付けしにくい、フラットパッケージのＩＣ１個は、基板に半田付け済みです。
製作
A4で12ページのカラーの説明書と、A5で白黒両面刷りの部品リスト＋「本キットのご利用にあたってのお願い」が入っていました。製作は２時間ちょっと。コンデンサが１８個、抵抗が１４個、ダイオードが１個、コイルが１個、ＩＣが電源ＩＣとソケットも含めて５個ありました。基板シルクではダイオードなのに、抵抗を付けるところが一ヶ所ありました。基板にはVOX用のNJM2072を付ける場所があったり、未実装部分がまだかなりあります。製作は順調に進んできたのですが、最終段階でケースに基板を付けようとしたらネジが短くて付きません。部品リストによると、基板用のネジは10mmで、スピーカー用のネジは8mmのはずですが、全て8mmのネジが入っていたので、お店に電話して、もらってきました。
性能
出来上がって、ケースに入れない状態で試運転しました。ボリウムを上げるとサーというノイズが聞こえ、梱包用のプチプチを握る（ねじる）と、その音がボイスチェンジャーのように変換されたので、何かしら一応動作はしているようです。
修正
３点修正しました。
- 電源用のLEDが明るすぎます。夕暮れに使うものなのに、あまりに明るくて不審に思われます。直列抵抗を大きくしました。
- プッシュスイッチを押して周波数を変える時のピッ、ピッ、ピピピ音が大きすぎ。抵抗で分圧して小さくしました。
- イヤホンジャックの配線指示が間違っていて、奥まで差し込むと、イヤホンから音が出ないし、アンプ出力がショートしてＬＥＤも暗くなっていました（少し引き抜いて、半ざし状態だと正常に聞こえる）。結線を修正しました。途中で部品が変わったのかもしれません。
ブロック図
超音波センサーの信号をNJM4580で1,000倍にゲインアップしてNJM2594に加えています。PICマイコン12F683が30、35、40、45、50kHz（default：40kHz）のキャリア（PUSH SWを押すたびにピッと鳴って切り替わる。40kHzではピピピッと３回鳴る）を発生し、NJM2594に加えます。NJM2594はダブルバランスドモジュレータで、キャリアと超音波センサー（中心周波数 40±7kHz）の差の周波数に変換しています。PICマイコンの生成するキャリアは矩形波で、NJM2594の出力にたくさんの高周波ノイズが含まれるので、ＬＣのLOW-PASS FILTERでノイズを低減しています。ボリウムで音量を調整して、PUSH SWを押した時の“ピッ”音を加え、LM386で電力増幅し、スピーカーをドライブしています。
夕方、動作テストに出かけました。日が高いうちは、コウモリは見つかりません。日が暮れる頃、近所の池のある公園で、本機がガンガン反応しました。
[音声はこちら]
木のあまり植わっていない別の公園には、コウモリはいませんでした。自転車のペダルを反対に回した時のピチピチ音や、ブレーキのキーッ音にも、大きく反応しました。
ウルトラ・ソニック・ディテクター[超音波可聴装置キット] \9,800
マルツパーツ館｜超音波可聴装置