Keyword : LM1972M オーディオ 電子ボリューム アッテネータ 減衰 オペアンプ Raspberry Pi 3 Python 2 spidev python-spi
環境
- Raspberry Pi 3 Model B (Amazon)
- LM1972M （秋月）
- LM1972を搭載した自作のオーディオミキサ基板
回路
LM1972Mを含むオーディオミキサを製作しました．
3入力のオーディオミキサになっており，全ての入力に手動のボリュームが，うち1つの入力に電子ボリュームが入っています．
なお，この回路は真似しない方がいいです．LM1972Mとは無関係なところで，音質がめっちゃ悪かったので...
また，音量の切り替えの際にノイズが乗ります．これを防ぐ方法があるかは不明です．
一応LM1972Mに関わるところで，この回路はオーディオ入出力をコンデンサで直流絶縁し，0[V]になる点をGNDと分離しています．
こちらにあるように単純なレールスプリッタで電源の中間電位（12[V]電源なのでおよそ6[V] ）をオーディオ回路の0[V]電位としています．
LM1972MはロジックのGNDとアナログのGNDが分かれているため，それぞれ異なる電位に設定しています．
Raspberry Piとは * LOGIC_GND → GND (25番ピンなど) * CLOCK → GPIO 11 (SCKL, 23番ピン) * LOAD/SHIFT → GPIO24 (CE0, 24番ピン) * DATA-IN → GPIO10 (MOSI, 19番ピン) * DATA-OUT → GPIO9 (MISO, 21番ピン) の5本を接続します．
Raspberry Piの準備
spidevをインストールします．
インストール手順は，こちらの記事が参考になります．
spidevのインストールさえできれば，以下のコードが動くはずです．
コード
訳あってPython2で書きました．
#!/usr/bin/env python2 # This is a python 2 program for LM1972M and Raspberry Pi # (c) shujima1 , 2018 import spidev import time # Setup spi = spidev.SpiDev() spi.open(0,0) # 0 Channel spi.max_speed_hz = 1000000 #[Hz] spi.mode = 0b11 #SPI Mode 3 att = 0 cnt = 0 while True: if ( cnt % 400 < 100 ): # volume max att = 0 elif ( cnt % 400 < 200 ): # volume down att = ( cnt % 400 - 100 ) elif ( cnt % 400 < 300 ): # muted att = 127 else: # volume up att = 100 - ( cnt % 400 - 300 ) # Byte 0 : Channel , Byte 1 : Value resp = spi.xfer2([0,att]) #Channel 0 resp = spi.xfer2([1,att]) #Channel 1 print "Count: " , cnt , ", Value:" , att , ", Attenuation: " , if ( att != 127 ): print -att/2 , " [dB]" else: print "Muted" cnt += 1 time.sleep(0.05)
コードの説明
このコードを実行すると，オーディオの音量がMAXからだんだん小さくなりMuteに，今度はMuteから音量が大きくなりMAXに，を繰り返します．
以下コードを部分ごとに分けてざっくり解説します．
# Setup spi = spidev.SpiDev() spi.open(0,0) # 0 Channel spi.max_speed_hz = 1000000 #[Hz] spi.mode = 0b11 #SPI Mode 3
SPIの設定をしています．今回はCE0の方に接続しています． モードや速度はデータシートを参照してください．
if ( cnt % 400 < 100 ): # volume max att = 0 elif ( cnt % 400 < 200 ): # volume down att = ( cnt % 400 - 100 ) elif ( cnt % 400 < 300 ): # muted att = 127 else: # volume up att = 100 - ( cnt % 400 - 300 )
変数cntは常に増加し続けます．cntの値に合わせて変数attを台形波状に0〜127の間で変動させます．
# Byte 0 : Channel , Byte 1 : Value resp = spi.xfer2([0,att]) #Channel 0 resp = spi.xfer2([1,att]) #Channel 1 print "Count: " , cnt , ", Value:" , att , ", Attenuation: " , if ( att != 127 ): print -att/2 , " [dB]" else: print "Muted"
spi.xfer2（spidevの仕様を参照）関数を用いて，[0,att]の2バイト，続けて[1,att]の2バイトを送っています．これは，LM1972Mが備える2つの入力の音量を同時に変化させているためです．
attは音量の減衰量で，0〜-47.5[dB]の間は0.5[dB]刻みで減少します．-47.5[dB]も減衰させればほぼ完全な無音なため，ここでは，それより下を気にせず，-att/2 [dB]として表示しています．
またattの値を127に設定すると完全なMuteになります．
おまけ，
python3 コード（print行が違うだけ）
#!/usr/bin/env python3 # This is a python 3 program for LM1972M and Raspberry Pi # (c) shujima1 , 2018 import spidev import time # Setup spi = spidev.SpiDev() spi.open(0,0) # 0 Channel spi.max_speed_hz = 1000000 #[Hz] spi.mode = 0b11 #SPI Mode 3 att = 0 cnt = 0 while True: if ( cnt % 400 < 100 ): # volume max att = 0 elif ( cnt % 400 < 200 ): # volume down att = ( cnt % 400 - 100 ) elif ( cnt % 400 < 300 ): # muted att = 127 else: # volume up att = 100 - ( cnt % 400 - 300 ) # Byte 0 : Channel , Byte 1 : Value resp = spi.xfer2([0,att]) #Channel 0 resp = spi.xfer2([1,att]) #Channel 1 print ( "Count: " , cnt , ", Value:" , att , ", Attenuation: " , end="" ) if ( att != 127 ): print (-att/2 , " [dB]" ) else: print ("Muted") cnt += 1 time.sleep(0.05)
