音声で制御する車を作りたいのですが・・(2)

前回の質問で必要なものは
エレクトレットマイクロフォン
マイクアンプ
音声フィルター
音量基準発生回路
信号レベル比較回路（コンパレータ）
リレーまたは制御出力回路とそれら用の電源回路
エレクトロニクス回路設計（アナログ系）の初級～中級レベルの設計技術
だと言う事がわかりました。
そして、車と言ってもラジコン風の車なのでラジコンのサイズや動力源（電池やバッテリー）の選択などが新たな問題が発生します・・・。
材料を集めようとしても、たとえば音声フィルターと言ってもいろんな種類あってよくわかりません。ので何が必要でどう言う組み合わせかを教えていただけませんか？？
よろしくお願い致します。

No.2 回答者： pochi2tama 回答日時： 2007/08/02 10:02

弱電系技術者（含ソフトウエア）です。

前回の質問も拝見しました。

たぶんここで（この状態で）回路構成などを説明しても完成させるまでには行かないと思います。

例えば、単純な増幅器（マイクから拾った音声をリレーをON/OFFする回路まで）であれば、を机上で設計して、実際に組む所までは出来たとしても、そこから先の音声制御などを行おうとした場合、かなりの試行錯誤が必要になります。
というのは、例えば手を叩く回数のカウント１つとっても、誤動作した場合に何が原因になっているかを調べるにはオシロスコープ（電圧の変化を画面に表示出来る装置）が必要になったりします。

＃無しで出来なくはないですが。

ノイズ元が自分自身、つまり車の走行音やサーボモータの動作音、外来ノイズ、あるいはフィルターの設計不良（手を叩いた時に発生する波形の解析が必要）だったりします。

自分が同様の事をするとしたら、
・マイク、マイクアンプ、フィルター（アナログ系）
・ワンチップマイコン（条件判断などの制御系）
・パワーデバイス（トランジスタ、リレーなどの駆動系）
・動力（モータ、ステッピングモータ）
を組み合わせて、フィルターの処理も一部マイコンに入れてしまうと思います。

例えば２つの笛のような物を用いて、速度制御には１KHzの音を使い、ステアリング系には４kHzの音を使うとします。
そして２つのフィルターのアナログ回路とそれを入力出来るマイコンを使って（質問者様の方法を採用するのであれば）一定時間内に１KHz/4KHzの音がそれぞれ何回カウント出来たかを数えるプログラムを作り駆動系に出力します。

ここでマイコン（ソフトウエア）を使うメリットは仕様を追加（変更）するのが容易になる事です。例えばさらにヘッドライトの点灯のような事をしたかったら、「カウント数３回の場合」とか、「連打の間隔が短い場合」など、プログラムで条件を追加するだけで実現出来てしまいます。全てアナログ回路で組もうとするとアナログ回路設計自体やり直さなければならなくなる可能性が高いです。（回路の規模が大きくなるという事）

いちばん手っ取り早いのは知り合いで電気／ソフト系の経験者（エンジニア）を探していっしょに設計から問題解決まで行う事だとおもいます。

回答になっていなくて済みません。

No.1 回答者： isoworld 回答日時： 2007/08/01 23:01

　エレクトレットマイクは音声を拾って電気信号にしますが、その出力はせいぜい数ｍＶp-pほどしかありませんから、マイクアンプで４０ｄＢ（１００倍）から６０ｄＢ（１０００倍）ほど増幅します。

マイクアンプとは言っても、ちょっとした広帯域（ＧＢ積が１０ＭＨｚくらい）のＯＰアンプで実現できます。
　音声フィルターは、市販品にあるというイメージではなくて、汎用の安物のＯＰアンプなどを使って自分で設計するという想定です。音声フィルターは、なるべく周囲からの雑音や騒音を排除するのが目的で、音声の主たる周波数帯である３００Ｈｚ～３ｋＨｚ（ほぼ電話の音声帯域と同じです）だけを通すフィルターです。
　音量基準発生回路と言っても大した回路ではなく、どのくらいの音量で制御回路を動かすか、レベルを設定（調整）するもの、と思えば宜しい。つまり応答感度を調整する回路です。
　信号レベル比較回路（コンパレータ）は、通ってきた音声信号のレベルと音量基準発生回路のレベルを比較し、通ってきた音声信号のレベルのほうが大きいときに、出力を出します。実は、たぶん、ここでその出力信号をほんのしばらくの時間（たとえば１秒）、ラッチする（いわば引き止める）回路が必要になりそうです。信号レベル比較回路（コンパレータ）の出力は、一瞬的なパルス状の信号になっていると思われるので、それでは制御出力回路が動作しない心配があるからです。
　リレーまたは制御出力回路は、ラジコン風の車の何をどう動かすかによって、設計が変わります。
　ここまでの回路は、順番にカスケードにつなげるように設計し、組み立てます。
　電源回路は、電池やバッテリーが電源になるのであれば、電解コンデンサとパスコンで電源ノイズ除去をするくらいでいけると思われます。
　いずれにしてもエレクトロニクス回路設計（アナログ系）の初級～中級レベルの設計技術（ラッチ回路以降はディジタル回路の設計技術）が不可欠で、ディジタルＩＣやＯＰアンプなどを扱った経験がなければ、手がけるのは難しいと思います。仮に誰かに設計してもらって、そのとおり製作したとしても、最初はいろいろなミスや失敗があって、たいていは動きません（ベテランなら一発で仕上がります）。動かない原因を調べて手を打つのは、さらに難しく、かなりの経験がないと問題解決できないと思います。
　エレクトロニクス雑誌に掲載された類似事例を見て、やるのが早いかも。