ファンクションジェネレータ欲しい

0V, 5V, 0V, 5V, ...という電圧の変化を一定の周波数で得たいという時がある． 例えばスピーカを起動する時には，一定の周波数にて電圧をON/OFFすることにより， スピーカ内の振動子を振動させられるため，好きな音を奏でることができる．

最近の（マイコンを含む）コンピュータは高いクロック周波数にて駆動しているため， コンピュータから超音波を生成することも簡単になった．

しかしながら，コンピュータが別の処理を行いながら一定の周波数を生成するとなると，これが難しい話となる． 同期処理だと，重い計算処理（例えば，機械学習とか）を行なっている時はどうしても数ミリ秒は停止してしまう． 別スレッドで並列処理しても，一定の周波数を確約することは難しい．

となると，一定の周波数電源を発生してくれる別のデバイスを使うのが良さそうだ． そんな役割を果たしてくれるのがファンクションジェネレータだ．

工作キットで簡単に作ろう

ファンクションジェネレータと言えどピンキリ． ちゃんとしたファンクションジェネレータを買うとなると意外と値が張る（3万円くらい）． ということで，今回は3,500円と低価格でありながら，5V，15Hz-500kHzとそこそこ（というか十分に）性能がある SparkFun KIT-10015を試してみる．

中身はプリント基板とパーツのみなので，サクッとはんだ付けするだけで完成する．全体像はこんな感じ．

電源は14V-35VのDC電源とのことなので，そこらへんのAC電源アダプタを使って30VくらいのDC電源を用意する． 電源を接続してスイッチをONにすると緑色のLEDが点灯するので，正しくはんだ付けできていることが確認できる．

そしたら，ターミナルからでもいいけど，ピンヘッダを取り付けることができるので， ピンヘッダからグラウンド線と5Vの周波数信号線をとり，圧電素子に接続する． すると音が鳴る！

もちろん，可変抵抗を回せば自由に周波数を変更することができる． 今回は音を鳴らすためにファンクションジェネレータを使用したが，LEDの点滅周期の調整とかにも使える． しかも，最大で500kHz（すなわち，超音波帯）までカバーできるのでいろいろなことができるだろう． とても3,500円とは思えないコスパの良さだ．

まとめ

今回作成したファンクションジェネレータはArduinoなどによる制御を必要としない． つまり，メインコンピュータの計算リソースを使用することなく一定の周波数電源を確保できる （とは言え，特定の周波数へ調整するためにオシロスコープは必要だけど...）． 研究室に転がっていた年季の入った機器とは言え，これは心強い．

これにより入力波形はファンクションジェネレータに任せ， センシングデバイスはセンシングのみに集中できる． より安定したセンシング精度を出したいのなら，ファンクションジェネレータを使用するに越したことはないだろう．