自作DJシステム「Red Tin」にサブパネルを組込む （１） エンベロープフォロワー回路を備えたVUメータ

VUメータ（ボリュームメーター）を表示するエンベロープフォロワー回路をタッチパネルモジュール「PanelPilotAce」に構築。

タッチパネルモジュール「PanelPilotACE」との出会いは衝撃だった。高品質な表示パネルがとても手軽に開発できるのだ。当時のブログでも述べているように、私の自作DJシステム「Red Tin」に備え付けるVUメータ（ボリュームメーター）に使ってみることにした。さっそく付属の開発ツール「PanelPilot Design Studio」のテンプレートを見てみたが、音量計測するようなものはなかった。

適切な回路を探す

Red Tinからのオーディオ信号をPanelPilotが読み取って役立てられるものに変換するには、何らかの回路を構築する必要があった。Webで検索したところ、従来のVUメータを駆動するために設計された、音質に影響しないよう目的の高インピーダンス入力を備えた見た目も適切なユニティゲインアンプの設計がいくつか見つかった。Objective Sounds Webサイトには、特に参考になる情報が多く、さまざまな回路の詳細があった。

さらに調査を続けると、Arduino ForumでArduino VUメータエンベロープフォロワーの回路に関する投稿が見つかり、これこそ探していたものだった。

どれが一番いいのか分かるように2、3種類の回路を試すための部品を注文した。そして、わずか3.3k抵抗器1個、ダイオード4個、100μFコンデンサ1個から構成される非常に「クイックアンドダーティー」なパッシブ回路をブレッドボードで試してみましたが、求めていた結果は得られなかった。そこで、今度は素直にエンベロープフォロワーを試そうと考えた。

VUメータエンベロープフォロワー回路

この回路に関するブログ投稿で機能について実に分かりやすく説明されているため、ここでは詳しく説明しない。元々、Arduino搭載のLED VUメータを駆動する目的で考え出された回路だが、Arduinoのアナログ入力からLEDを制御するのに使うのでなく、PanelPilotACEで使用して仮想メータを制御するのに使えると確信できた。

以下は、私が使用した部品だ。

• 4.7k抵抗器 x 1 (707-7726)
• 10k抵抗器 x 2 (707-7745)
• 100k抵抗器 x 1 (707-7824)
• 47k抵抗器 x 1 (707-7805)
• オペアンプ – NE5532 x 1 (081-0188)
• ダイオード – IN5711 (687-0763)

フォーラムメンバーPieterP氏のArduino Forumの投稿の回路図.  https://forum.arduino.cc/index.php?topic=492208.0

回路図を手に入れ、オペアンプのピンはデータシートから確認が済んだところで、実装準備の完了だ。

ブレッドボードに回路のバージョンの1つを作り、出力電圧を測定した。入力なしでは予想どおり2.5V前後でした。オーディオソースを入力に接続すると、2.5Vから4Vのわずかに下くらいの範囲で変動した。

PanelPilot Design Studioのダイヤルテンプレートの1つを使い、これらの電圧を検出して表示できるように改造した。[Analogue Input]の構成は、[Resolution]を最小値2.5V、最大値4.5Vに設定した。次に[Rotating Needle]プロパティの[Voltage Scaling]で、2.5Vを0に、4.5Vを100にマップしました。針の角度範囲も設定できることが分かった。テンプレートでは最小値が-90°、最大値が+90°に設定されているが、針の開始点と終了点はインポートしたダイヤルグラフィックに合わせて調整できる。

回路の出力をPanelPilot背面のアナログ入力に接続し、音源を接続すると、ダイアルの針が「本物の」VUメータのように動いた。

次にもっと見た目のよいバージョンを作り、最初にダイオードを、次にオペアンプを交換して、違いが現れるかどうかを試した。私はパソコンから回路を通してしか音楽を演奏しないので、結果は特に正確なものではない。しかし、曲の同じ一節を元のNE5532で再生すると、同じく試したTL072CP (030-4239) と比べてレスポンスレンジが広くなった。ダイオードについては変えても違いが分からなかったので、最後に使用したものをそのまま残した。記録のために書き残しておくと、試したのはIN5817 (625-4972) とIN4001 (628-8931) だ。皆さんがこの回路を構築するとしたら、どちらでも役割を果たしてくれるだろう。

さらに、オペアンプのピン2とPanelPilotへの出力の間にある固定抵抗器も、出力レベルを調整できるトリマーポテンショメータ (896-7138) と交換した。

次に、使用していたPanelPilotテンプレートのグラフィックを編集して、3種類の画面から選択できるRed Tinに合うようにした。

次のステップ

VUメータに関していえば、この時点で回路のステレオバージョンをストリップボードに構築し、Red Tinに取り付けられるようにして、PanelPilotディスプレイを編集してこれを反映させる必要がある。

PanelPilotACEを使用するということは、VUメータのスタイルを簡単に変えられるということなので(ビデオ参照)、揺れる針又はLEDのどちらかを決められない場合に便利だ。曲の種類に合わせてスタイルを切り替えることもできる。音量が大き過ぎるときに大きな赤い警告灯を付けてもいいかもしれない(DJは、すべてのレベルをレッドゾーンまで上げて機器を破損するということで、サウンドエンジニアの間で悪評判)。

画面を切り替えられるということは、他の機能を追加できることを意味し、いくつかのアイディアが思い付く。電圧のモニタリングなどは、充電式12V電源を使用しているので非常に便利だ。UDOO x86とサウンドカード周辺の温度のモニタリングと制御も便利です。さらにライト、スモークマシン、はてはロボットダンサーを制御するボタンを付けることも考えられる。

私はPanelPilotACEがRed Tinに不可欠のかけがえのない一部になるのではないかと予測している。