電子工作１２９−キッチンタイマーのブザー音でAC100V駆動装置の電源を切る仕組み
Device
To Turn Off
AC100V
Appliances With Kitchen Timer’s Buzzer Sound
概要：
今回は安価なキッチンタイマーのブザー音に反応する遅延（Delay）タイマーを製作してみた。使用する１２F629のプログラムに取り込むためのブザー音からデジタル値に変換する回路を簡略化するために、ネットで安価に販売されている“音声センサーモジュール（マイクサウンドセンサーモジュール）“なるものを購入して使用してみた。しかし、感度調整が不安定で旨く」行かず、採用中止。そこで２０１５年に製作した電子工作８３（音声スイッチ）を改造して使うことにした。一部ハードウエアの改造とプログラムの改変で、旨く動作することを確認した。
回路図 Circuit Diagram
この回路で電源を入れるとSSR（Solid State Relay）リレーがON状態になって、AC100Vの駆動回路もONになり、接続した機器（例えば扇風機など）が使えるようになる。回路図のコンデンサマイクに近接させたキッチンタイマー（ブザー音発生口）の時間を、例えば、１５分に設定すると、１５分後にブザーが鳴って、SSRリレーがOFFになり、動作していた機器が停止する。リセットボタンを押せば、SSRリレーが再びONになって、接続した機器が動作する。ここで、TC4050BPを使う理由は、12F629に入る音声信号波形を安定で、かつ綺麗にするためである。また入力信号の感度調整のためにVR１００Kが使われている。スクリュ-を回して、マイクに入るブザー音が綺麗な矩形波になるように設定する必要がある。オシロがあると便利。
キッチンタイマー Kitchen Timer
Photo １-1
３種の１００円ショップ購入キッチンタイマー、右がOHM
COK-T1、中央はダイソーNo.38204、右がWattsキッチンタイマースクエア。タイマーの裏側にブザー音発生口が設けてある。いずれも使えるが、このうちWattsキッチンタイマースクエアが音量も大きく、マイクへの反応も良好なので、今回採用することにした。
Photo １-2
右端のWattsキッチンタイマースクエアはLR44という１.5Vのボタン電池を用いるが、ブザー音の音量を調整するためVR
(100 ohm)を入れて電流量を制限出来るようにしている。VRのスクリューを時計回り方向に回すと電流が増えブザー音が大きくなる。
Photo ２ 完成品 Completed
delay timer activatable by kitchen timer
完成した、設定したAC100V電源ONの状態をキッチンタイマーで任意の時間経過後にOFFにする装置。Wattsキッチンタイマースクエア(最長設定時間９９分)を組み込み、裏面にあるブザー音発生口に紙製パイプ取り付け、その中に基板に繋がるマイクを差込んで音を拾うようにしてある。この装置を使用する手順：１）USB5V電源をONにし、AC100Vの入力/出力端子を電源と駆動するもの（例えば、電球）などにつなぐ。２)キッチンタイマーの動作時間（何分後に切れる）を設定し、スタートさせる。３）２−３秒待って（重要）、リセットボタンを押して、緑のLEDが点灯するのを確認、そして、動作設定時間がゼロのなるとブザーが鳴って緑のLEDが消え、AC100V電源がOFFになり、それへの接続した電球などもOFFになる。
キッチンタイマーの入力波形 Input
sound-wave patterns from buzzer of kitchen timer
Photo ３-1
これはマイクにWattsキッチンタイマースクエアのブザー口を接近させ、ブザー音を発生させた時に、12F629のGP5（Pin2）に入る信号をオシロで捕らえたもの。キッチンタイマーのスタートボタンを押してブザー音を取り込むと、写真のように最初にピピー（３本矩形波）が入って来て、次いで、1.5sec位の間隔を置いてブザー音の本体部分が３０秒間続く。
Photo ３-2
上記の最初のブザー音ピピー部分を拡大すると、以下のように３本の矩形波から構成されていて、その先端部の幅は約2msである。こ矩形波（High-level）と1.5sec後に現れる本体部分の矩形波を下記に示すプログラムで捕らえて、処理して、ブザー音が来ている、と判断させる。
プログラム Program
12F629のGP.0（Pin７）に入ってくるキッチンタイマーブザー音由来の最初の逆矩形波（３本構成）は、本体のブザー音（３０秒間続く）と間違って解釈されて、ON状態のSSRリレーをOFFにしてしまうので、プログラムではこの３本矩形波（High-level）の内のいずれかがが検知されたら1.5sec待って、次いでやって来る本体部分の矩形波群のHigh-Level
波の検知を続ける。もし、検知されたらブザー音が来ていると判断して、SSRリレーをOFFにする。
'*************** Outline **********************
'SoundSWRoomMonitorKTimerModif.pbp 2025.4.2
'Used to detect the sound from a buzzer of kitchen timer
'Using 12F629 and PicBasic Pro 3.1
'******** Pin connection *****************
'Pin 1: Vdd (5.0V)
'Pin 8: Vss (GND)
'Pin 7: GPIO.0: output - connected to SSR to drive a lamp
'Pin 6: GPIO.1: - NC
'Pin 5: GPIO.2: - NC
'Pin 4: GPIO.3: input - Reset - connected to Vdd via R=4.7K
'Pin 3: GPIO.4: - NC
'Pin 2: GPIO 5: input - connected to the sound generator circuit
'********** Program ***************
Top:
SSR VAR GPIO.0 'Driving SSR
SoundPlsIN VAR GPIO.5 'Read a change of SoundPulse from L to H
CMCON=7 'Disable Comparator
TRISIO=%101000 'GPIO.3,5 - inputs, all others - outputs
SSR=0 'SSR relay à OFF
HpeakSearch: 'Waiting the arrival of H-peak while checking H-peak twice
SSR=1 'SSR relay à ON
Pause 100 '100 ms for settling of SSR relay
If SoundPlsIN=1 Then
Goto LongPause
Else
Goto HpeakSearch 'Return to HpeakSearch:for finding an arrival of another H-peak
Endif
LongPause:
Pause 1500 'Wait 1.5 sec for giving an interval between the first peaks and other peaks (See Photo 3-1)
HpeakSearch2:
If SoundPlsIN=1 Then 'H-peak checking among the main peaks
Pauseus 50 'Wait 50 ns
Else
Goto HpeakSearch2
Endif
Goto SSRstop
SSRStop: 'SSR relay stopping routine
SSR=0 'SSR relay à OFF
Pause 200 'Wait 200ms
Stop
Goto Top 'When the Reset Button is pressed, return to Top.
'****** End of program*******
'Note:
'melabs U2 Programmer's configurations for 12F629:
'Oscillator - INTOSC; WDTE - Enable; PWRTE - Disable
'MCLR - Reset ; BODEN - Enable; Code - Disable; Data EEPROM - Disable.
結論 Comments
１） キッチンタイマーの始動音ピピー（３本の矩形波からなる）を誤って読み込んで、たまに起るエラー防ぐため、上記Photo２完成品で既述したこの装置を使用する手順：を守って使用することが大切。
２） キッチンタイマーのブザー音を検知するために使用した今回の回路（電子工作８３参照）が格好複雑なので、ネットで安く出回っている１個￥１００−２００位の“マイクサウンドセンサーモジュール”を使ってみたが、感度調整や動作が安定しないので採用を中止した。
３） 今後プログラムとハードウエアをちょっと改良して、今回のAC100VがONの状態を時間が来たらOFFにする機能に、AC100VがOFFの状態を時間が来たらONにする機能を加えたい