スピーカー(SP23MM)
前回の記事で使ったスピーカー(UGSM30B-8-0)は音はそこそこ良かったのですが、サイズがトイラジコンには合いませんでした。
他のスピーカーを探しにマルツさん行った所、良さげな物を2つ発見しましたのでその内の1つを使ってみました！
1. スピーカー
1.1 スピーカーとは
スピーカー（英: Speaker）は電気信号を物理振動に変えて、音楽や音声などの音を再生する機械の事。
※1 スピーカーユニットとは
スピーカーの音の出る部分の事。
これらは単体で使われることは少なく、エンクロージャー※2に取り付けられたり、テレビや電話などの部品として内蔵されたりします。
※2 エンクロージャーとは
エンクロージャー (Enclosure)は、ケース (Case)、ハウジング (Housing)、日本語では筺体(きょうたい)とも言い、スピーカーユニット※1を取り付ける箱の事。
音には障害物の向こうに回り込む性質（回折）があり、低音になるほどより顕著になります。
ユニットをむき出しのまま使うと、裏から出た低音が前に回り込んで打ち消しあい、低音が小さくなってしまう為、エンクロージャーで遮断します。
1.2 スピーカー(SP23MM)の仕様
今回使用したスピーカーのスペックは表1の通りです。
| 項目 | 仕様 |
| 出力(標準) | 0.5W |
| インピーダンス | 8Ω |
| 直径 | 22.6mm |
| 厚さ | 4.1mm |
| 重量 | 約2g |
1.3 スピーカーの電圧
通常スピーカーは定格電力(W)とインピーダンス(Ω)は明示され販売されております。
この二つの値(電力・抵抗）及び音声出力に使用するICの電圧と電流の関係から電源電圧を以下の通り強引な計算で求めてみました。
○計算条件
P=負荷の消費電力(W)、0.15W(定格)
I＝負荷に流れる電流(A)
R＝負荷のインピーダンス(Ω)、8Ω(実際は周波数によって±1.6Ω位変動)
EIN＝電源電圧(V)
ELoad＝負荷に掛かる実効値(V)
電圧・電流・抵抗・電力に関する一般式
ELoad＝R×I・・・式1
P＝ELoad×I・・・式2
○式1をIについて変形すると
I＝ELoad÷R・・・式3
○式2に式3を代入してELoadについて変形すると
P＝ELoad×(ELoad÷R)
P=ELoad^2÷R
ELoad^2＝P×R
ELoad＝√(P×R)・・・式4
EIN＝3.0V,R=8の時のI=60mA・・・①
EIN＝4.5V,R=8の時のI=100mA・・・②
数学的な厳密性に欠けますが、①・②二点間についてEINをX軸,IをY軸とした直線と考えると
I=A・EIN+B・・・式5
と近似し、この時の傾きAと切片Bは、
A=0.026667
B＝-0.02
〇式1に式5を代入
ELoad＝R×(A・EIN+B)・・・式6
〇式6に式4を代入しEINについて変形
√(P×R)＝R×(A・EIN+B)
EIN＝√(P×R)÷(A・R)+B÷A・・・式7
〇式7に電力P(0.5),抵抗R(8),傾きA(0.026667),切片B(-0.02)を代入し計算
EIN＝√(0.5×8)÷(0.026667・8)+(-0.02)÷0.026667＝10.12V
計算した結果、このスピーカーで使用出来る電圧は10.12Vと、今回使用を予定しているトイラジコンの3.3V回路に余裕で使えそうです！
1.4 スピーカーの外観・寸法
このスピーカーは1個130円と前回使ったスピーカーの100円よりも高いですが、出力は前回0.15Wに対して今回0.5Wと性能アップしております
残念ながら出力は上がりましたが図1の通り筐体が付いてません。
図1：外観及び寸法
2. 実験！
2.1 ピンヘッダのはんだ付け
ブレッドボードを使って実験しようかと思いますので、スピーカーの電極にピンヘッダをはんだ付けしました。
図2：ピンヘッダはんだ付け後
2.2 ブレッドボードに配線
図4：実際に配線してみました
2.3 スイッチON！
スイッチONで
「わんわんわんッ!!
」・・・。
「わんわんわんッ!!」・・・。動画1：こんな感じの音が出ます
