電子工作

MIDIケーブル

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 ちょい自作ケーブル。

DIN-TRSケーブル
 DIN-TRSケーブル

 ずいぶん前に本体のNTS-1を購入していたのですが、やはり単体で遊ぶには本体付属の鍵盤では無理があるので外部機器からMIDI経由で動かす方が楽です。
 しかしNTS-1のMIDI端子は通常のDIN5ピンの端子ではなく、3.5mmのステレオ・ミニ・フォーンジャックが用意されててそのままではつなげません。市販のDIN-TRSケーブルもあるにはあるのですが、購入するのを躊躇われる金額だったので、これは自作すべき!と発起して製作しました。それほど気合いを入れるような物でもありませんけど(笑)。

NTS-1 端子パネル
 NTS-1 端子パネル

 堂々とMIDI-INと記されたジャックがあります。こいつにMIDI信号を流してやれば外部機機器から演奏できるようになります。

ケーブルの接続
 ケーブルの接続

 この3ピンで接続するのはMIDIの規格からすると当然すぐに行き着くべき物だったとおもいますが、なぜか古式ゆかしきDINのコネクターを装備している機器がほとんど。接続制を考えると古い規格のコネクターを残しておかなければならないのでしょう。
 さて、新しいこのTRS接続ですが、採用したメーカーで規格が統一されておらず独自規格としてしまったために2種類存在します。
 MIDI入力はフォトカプラで受けるのですが、GND以外の2本の線からTRS端子に接続する極性が逆の場合があります。さすがにどちらがどちらと表記しなければならない状況になってMIDIの規格として制定されましたが、この極性が逆に接続されているおかげでタイプAとタイプBという2つの規格になってしまいました。既存の製品を出しているメーカーからすると後発製品に互換性が無い状態にするのは無理だったのでしょう。結果的に2種類の接続がある2つの規格が出来上がってしまったのです。

 KORGの場合はタイプAの規格を採用しているので上記の写真のような接続になりますが、タイプBを採用している場合はDIN側の5ピンと4ピンの接続が逆、もしくはTRSプラグへの接続でチップとリングが逆になります。
 作って完動したらどうという事は無いのですが、5ピン側の規格の表示がメスコネクタで表記されていて悩みました。規格の詳細はこちらを参考にして下さい。

 市販品が結構なお値段のものもありますが自作すると数百円も掛からないと思います。
 MIDI-TRSケーブルをお持ちでない方は、自作にチャレンジしてみてはいかがでしょうか。

Bluetoothオーディオ

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  Raspberry Pi + Volumio2が不安定なので追製作。

Bluetooth オーディオレシーバー
 Bluetooth オーディオレシーバー

 Wi-Fi経由だからという理由ではなく、Raspberry Pi DACへの接続が不安定な時があって、接続してオーディオストリームを流し始めると切れたり、その後にRaspberry Pi自体をプレイヤー画面から再起動しないとAirPlayデバイスとして認識されなくなったりしてちょっとストレスが溜まってきましたので、手に入れたまま放置していた中華な超お安いBluetoothデコーダーモジュールを活用してサクッと製作してみました。

HW-770
 HW-770

 メイン部分はBluetoothで受信したデータをオーディオ信号へデコードする謎の(笑)赤い基板のモジュール。あまり詳しい資料が見つからなかったのですが、かなりいろんな機能を詰め込んだ複合機能チップの様でパッケージには"AC19AP1P944-2A54"と型番がレーザーマーキングしてありました。
 このデバイスはUSB接続でSDカード、ライン入力、Bluetooth、FMなどからの入力とMP3のデコードを処理できる機能もありそうなのですが、このモジュールで使ってるのはBluetoothとDACの機能のみのようです。
 基板にはUSB Micro-Bのコネクタが実装されていますが、電源コネクタとしてしか利用されていませんので、電源は直ぐ横にあった2Pのソケット用のスルーホールを利用して、ここから電源を供給することにしました(写真の物は実装前)。

筐体内部
 筐体内部

 このままだとPC側のオーディオのボリュームでしか調整できませんので音量調節ボリュームを挟んで単電源で構成したオペアンプで簡単なアンプ基板を出力側に追加しました。単純な非反転増幅回路で、オペアンプにはJRC5532DDを実装しています。
 ソケットで実装していますのでオペアンプは交換して楽しめます。ただし、この程度の期待できない音質の場合はそれほど高級なオペアンプを使わなくても良いのではないかと思います。実装した抵抗類もケチって手元在庫の安いカーボン抵抗ですよ。

 外部電源は他のアンプ類の使い回しを前提としましたので+12Vから+5Vにドロップする三端子シリーズレギュレーターの電源回路を組みました。このモジュールのテスト中に(あたりまえではありますが)電源のノイズは顕著に拾う現象を確認しましたので、スイッチングのDC−DCではなくリニア電源で供給します。
 ソースの+12V側にはレギュレーターのノイズ抑制効果が期待できますので特にフィルター類は入れていません。

 全体をいつものように訳ありケースで組み上げるのですが、今回はBluetoothのモジュールを筐体内に入れてしまうので外部と無線通信ができるようにする必要があるためフロントおよびリアパネルはアルミ版ではなくアクリル板で製作しました。金属と違い、切り出しとか穴開け加工がラクチンですね。強度が必要ないのでシールドする必要がない場合はカラフルな色の選択ができるので今後も使ってしまうかも知れません。
 フロントパネルはモジュールのインジケーターLEDが見えるように白色半透明にしてみました。
 初めの写真のようにうっすらと透けて光っているのが見えて接続状態も確認できます。
 デバイスが未接続の状態だと点滅し、なんらかのデバイスとの接続が確立すると常点灯の状態になり、接続後に音楽ストリームデータが流れ始めると点滅し始めます。
 デバイスとの接続の確立と切断が検出されると英語でアナウンスが入りますが、これは初めから搭載されている機能の様です。

 自宅で試してみましたがMacBook Proとオーディオラックとの2〜3mの距離であれば、十分問題なく使用できます。
 これでジワジワたまるストレスが解消されました。

 なおこのBluetoothモジュールは+5V単電源動作でヘッドホンも鳴らす事ができ、かなり低消費電力なので、これを使うとBluetoothオーディオレシーバー搭載のポータブルヘッドホンアンプが簡単に作れそうです。

電子福袋

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 正月恒例、共立グループの福袋。

シリコンハウス福袋
 シリコンハウス福袋

 今年も福袋が店頭に並びました。
 たぶん洒落だと思う58,000円の福袋が置いてありました。これは恒例の測定器福袋でこんかいの福袋にはTektronixのデジタルオシロスコープが入っています。オマケも付いているので十分お買い得価格だと思いますが、見ている間ではさすがに持って行く人はいらっしゃいませんでした。
 ほかにもエレキット、Raspberry Pi4のAIセット、電子工作関連のスターターセットやオーディオ系、ワンダーキット詰め合わせ、コネクタお手入れセットの福袋等並んでいました。

デジット福袋
 デジット福袋

 例年(マニアックな)お客さんが開店前から並んでいるというデジットの福袋。
 電子工作キットてんこ盛りの電子工作福袋や、オーディオ系の福袋、Raspberry Pi4のスターターセットのほか、やはりいちばんデジットらしいというべき電子部品福袋などが並んでいましたが、アッという間に1ロット目の福袋が完売し、在庫があるものは追加補充されましたが、見る見るうちに残数ゼロに近づく売れ行き。
 電子部品(いわゆるジャンク扱い)やキット類等は自分の入手したいのが入っていれば大変お買い得だったとおもいます。

 どちらのお店もこの福袋に関してはほぼ赤字すれすれか完全に赤字の場合があり、まさに「福袋」の醍醐味を味わえる年一度の機会でしょう。

 さてさて、来年はどんな福袋が出てくるのか楽しみですが、今年一年のトレンドがどのように移り変わるかによって内容が変わりますので予想はできません。

アナログレベルメータ

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 お安い中華な通販を使ってサクッと製作。

VUメータ
 VUメータ

 味のある電球バックライトのアナログメータ式のレベルメータ。
 メータパネルにはVUとありますが、モジュールの基板のキー・デバイスはすでにディスコンの東芝TA7318Pが使われていますので精確にはVUの値ではありませんが、業務で使うわけでもなく雰囲気で良いので、そこは気にせずにしておきましょう。
(いちおう圧縮はされるのでリニアなレベルメータではありません。デバイスにはワイドレンジ・ピークパワー・メーターと表されています)

 メータのベゼルが黒なのでそれに合わせてフロントパネルは黒のアクリルパネルで制作してみました。アルミ版と違って切り出しや加工が楽ですね。
 取付とフロントパネルのボルトも黒染めのキャップボルトにして全部真っ黒にしておきましたのでパッと見、のっぺらぼうなイメージになってしまったかも(苦笑)。

筐体内配線
 筐体内配線

 基板がバラ線接続できるターミナルブロックになっているので、外部端子やメータへの接続部分のハンダ付けをするだけで終了。かなりラクチンでした。
 電源スイッチは無く、電源供給のDCジャックも並列にしてアダプタの数を増やさなくてもデイジーチェーンで使えるようにしています。頃合いを見計らって、メータランプのオン・オフができるスイッチを付けようかと思っているぐらいで、これ以上手を入れる必要は無いでしょう。デジタル式のピーク表示できるレベルメータも付けようと思ったのですが前面パネルの面積が予想よりメータに占められてしまい、筐体内の余裕はまだあったのですがあきらめてアナログメータのみになってしまいました。
 当然ですがオーディオ信号はLRとも2組で並列に繋がっていてスルーですので、こちらもデイジーチェーンで接続できます。

 精確にVU表示するつもりもありませんので、音声信号に合わせてはりが振れるというアクセサリーとして楽しんでいます。
 実際のVUの規格を実現しようとすると結構面倒です(苦笑)。

コーラス(完成)

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 やっと完成しました。

Little Angel Chorus
 コーラス(Little Angel)

 基板だけ完成したものの、その基板の大きさが悩みどころでした。
 今回は内部レイアウトを色々工夫して基板を収めるスペースを確保しました。
 まず電池内蔵をあきらめ、合わせてDCジャックの位置を一般的な入出力ジャックの近くから筐体上部に移し、入出力ジャックの位置も下げました。
 入出力ジャックの位置を下げるために3DPTのスイッチも真っ直ぐ付けずに斜めにしてさらに下方向へ移動させ内部の空きスペースを広げる等の姑息な手段を使って収めました。

筐体内部
 筐体内部
 基板の当たる部分はカプトンテープで絶縁

 基板面積がかなり大きかったので作った後で「しまった!」感がありまして、本当に収める事ができるのか悩んでいたのですが、PT2399の消費電流がかなり大きくて最大30mAあるとの情報があり、9Vを5Vドロップダウンするレギュレーターの消費電流と合わせると006P形電池を使用するのはあまり現実的では無い様でしたので、それならば!と電池内蔵をあきらめたのが解決に繋がりました。

 過去の記事は以下をご参照下さい。
 コーラス
 コーラス(#2)

macOSでPICの開発

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 PICを使った開発がmacOS上に移行してやっと再開。

PICKIT3+書込みアダプター
 PICKIT3+書込みアダプター

 Microchip社のPICの統合開発環境がJavaベースになったのでmacOSでも使えるようになっているのは承知していました。ただ、いまひとつ乗れなかったので放置していたのですが、ATMELがMicrochipに買収されてAVRも同じ統合開発環境に組込まれているのを知って、それならばPIC&AVRの開発環境ともどもMPLAB IDE & AVR Studioから移行しようとしていろいろ試していました。

 一番の懸念材料がデバイスへの書き込み。
 古いMPLAB IDE+PICSTART plusという組み合わせで数年前に使っていたのですが、書き込み機として便利だったPICSATRT plusがシリアル経由である事もあり現行のMPLAB Xでは非対応になってしまってたのもあってしばらく放置状態になっていたのです。
 しかしMPLAB XのmacOS版ではドライバもインストールされPICKIT3が使えるようだったので確認作業を行いました。

 MPLAB Xを起動してデバッガを選択する時にPICKIT3を接続しているとちゃんと認識して選択できるようになります。
 しかしビルドしたプログラムを書込むのにPICKIT3ではデバイスに合わせたソケットが無くISPしか使えませんので、ターゲットとPICKIT3の間をISPのための配線をする必要があります。
 私が使用しているデバイスは8ピン、18ピン、28ピン、40ピンと多種類あり、PICSTART plusの時のように1番ピンの挿入位置をずらさず書き込みOKのお手軽な方法はとれませんのでデバイスに合わせたソケットを用意してそれぞれに配線しておく必要があります。
 いろいろネットで探しているとそんな面倒事を解消できるアイテムを見つけました。
 ZIFの40ピンソケットにジャンパーが付いていて書込むデバイスに対応したショートピンを設定する事で多様なデバイスに対応できるようになっています。PICSTART plusのように挿し込み位置を変えるだけでOKではありませんが、デバイスのピン数に合わせた個別のソケットとそれに配線をした様な書き込みアダプターは必要なくなります。

 実際に書き込みをする際はPICKIT3からターゲットに電源を供給する設定が必要ですが、この組み合わせで無事書込みを行える事を確認しましたので、今まで放置していたPICを使う案件が再開できます。

 まだ未確認ですがMPLAB XとPICKIT 4の組み合わせでAVRのデバイスにも書き込みができるようなので、追って検証してみたいと思います。

コントロールアンプ(完成)

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 パネル加工までが長かったですが何とか完成。

コントロールアンプ基板
 コントロールアンプ

 いつもの様に訳ありケースに収めます。
 当初作製してきていた各基板(コントロールアンプ部サラウンド&セレクター部)は+12Vの単電源で動き、それほど消費電流もありませんので、これだけのために電源を別に用意するのは勿体ないので電源ジャックは並列接続して2つパネルマウントして電源を中継できるようにしました。

筐体内部
 筐体内部

 入出力や操作部が多いのでそれらを接続するケーブル配線が多いので仕方ありませんが内部配線は結構スパゲティ状態になります。音の信号が通らないので問題ないでしょう。
 また、基板との接続には全てコネクター接続にしていますのでテスト時や取外し・取付けはラクチンです。何かあって基板を筐体から取り出さなければならない時は本当に助かります。
 実際、組み上がり直後のチェックでコントロールアンプ基板がうんともすんとも音が通らず、チェックのために取外し・取付けを何度も繰返しました。原因は配線ミスとかハンダ付け不良のようなケアミスではなくデータシートのアプリケーション回路に間違いがありました。使用したAN5836は音量や音質等の調整を電圧制御することで変化させるのですが、データシート記載のアプリケーション回路には調整用の可変抵抗の片方がVccに接続されておらずオープン状態。当然ですが全ての制御電圧がゼロなのでボリュームもゼロ、全く音が出なかったのです。
 これで本当に動くのか?と、ちょっと考え直してGNDの反対側をVccへ接続すると無事に完動。
 サラウンド&セレクター基板を元に戻してケーブル類を当初の状態に配線し直しして確認すると全ての機能が完動確認できました。
 コンロールンプ基板単独でのチェックや再組み付けを何度か行いましたが、コネクター接続ではなく横着して直接配線のハンダ付けだったらと思うとゾッとします。

 今回組み上げるにあたって基板を横並びに配置しようと予定していたのですが、並べてしまうと電源フィルターの基板を入れる余地が無くなってしまうためスペーサーを噛ませて二階建てとして解決。

 コントロールアンプ部の動作確認後にサラウンドも動作確認。
 モノラル音声では何も変化が出ませんが、音場があるステレオ音声だとブワッと広がるのが判ります。調整ボリュームを回すと広がり感の変化がちゃんとあります。効果を掛けすぎると音の低位が判らなくなります(苦笑)。
 低音・高音のもボリュームを回すと強調・減衰がはっきりとわかります。
 左右バランスは多分使う事が無いとは思いますが、回し切ると左のみ・右のみの音にちゃんと変わります。

 出力をいつも使っているYAHAアンプに繋いでじっくり確認してみましたがノイズも無くガサツキやモッチャリ感も無く至極普通の素直な音が出ます。当初からそのように組み上げていますが入力が2系統あるので音源を2つを切り替えて使えるのは便利です。

 デッドストック品活用プロジェクトとして始めましたが、実用的な物ができあがりました。ちゃんと使ってやろうと思います。

 こうなると多入力のための汎用ミキサーが欲しくなるんですよね・・・。そっちは回路が簡単なのでそのうち作る予定です。

モノホン?

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 どうも(不正)コピー品かも。

LM3914N-1みたいな
 LM3914N-1みたいなデバイス

LM3914N-1正規品
 LM3914N-1正規品

 ちょっとお安い海外調達をして香港から発送されてきたデバイスなんですが、LM3914N-1はTexasInstruments(旧NationalSemiconductor製品です)がセカンドソースを出しているという話を寡聞にして耳にした事もありませんし、マーキングのロゴが微妙にNational Semiconductorがつぶれた様な胡散臭いものが付いていますし、パッケージ両端の1、9、10、18ピンの仕様も異なっているので、かなり怪しい(笑)。

 と、いうわけで手っ取り早くテストするのにブレッドボードは面倒だったので秋月のLM3914使用レベルメーターキットの基板だけを購入し、このデバイスと手持ちの部品を活用してサクッと製作し動作を確かめてみました。

LM3914レベルメーター基板
 レベルメーター基板
 注:秋月のキットで提供される物と部品は異なり、手持ち部品で構築した物です
   この写真の部品は一部キットで提供される部品と同じではありません。

 レベルメーターICとしてちゃんと動作します。
 正規品のデバイスと差し替えても動作的には同じに見えます。

 ちゃんと動く分、正体が分からない怪しさはありますが、製品や商品に使う訳では無く個人使用なので、まあ、良しとしてしまいます。よもや封止シール内にスパイデバイス等が入っているというのは勘弁願いたいですが。

温湿度センサー

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 これまた死蔵品復活プロジェクト。

温湿度モニター
 温湿度モニター(AM2302)

 購入しておいて放置されているものを掘り出してきて使い物にするという事を最近続けています。この1-Wireで測定データをデジタルデータで取出せる温湿度センサーAM2302もそのうちの1つです。
 デジタルデータで取出せるのでアナログ出力からA/D変換する必要も無く、センサーの精度が良ければ変換誤差も無いため測定に掛けるプログラミングコストが低減されます。

 これまたArduinoのライブラリーが先人の方によって開発されていたので、有難く利用させて頂きました(GitHub:DHT-sensor-library)。
 使い方は至極簡単過ぎて拍子抜けするレベルです。
 取得したデジタルデータもちゃんと温度・湿度の数値に変換した値も得られるので、そちらをつかってサンプルスケッチを参考にサクッと試してみました。
(参考スケッチはこちら

 float型の変数をそのままprint()すると小数点以下が2桁表示されてしまいます。センサーの解像度は0.1℃/0.1%ですのでprint(var,1)のように小数点以下桁数を1桁に指定して表示出力します。
 湿度の0.1%が必要かと言うと必要ないのですが、温度の方が0.1℃まで表示しているので整数値では見映えしませんので表記を統一しました。
 温度と湿度が判れば不快指数も算出できますのでついでで計算して表示します。

 いろいろ試してみましたが温度は変化の対応がやや遅いようです。息を吹きかけてみると湿度はほぼ2秒間隔の測定でもどんどん数値が変わるのですが、温度の変化はやや緩慢です。それほどリアルタイム性を求める物でもありませんので、まあ問題無いでしょう。

I2C LCD 実働

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 以前に購入した物の放置プレイ中のボードを動作確認しました。

I2C LCD/Arduino nano
 I2C LCD/Arduino nano

I2C LCD
 I2C LCD制御ボード側から

 あるでゅいーのナノ〜。いえ、Arduino nano のプロトタイプシールドを使ってずいぶんと放置していたI2CでLCDディスプレイを結線を少なく簡単に扱えるデバイスをやっと試すことができました。
 プロトタイプシールドはあれこれ試すには大変都合良くできていて、I2Cと電源周りが4ピンのまとまったコネクターで独立して実装されています。今回使用したLCD制御ボードのI2Cコネクターとピン並びも同じで判りやすいのも良かったです。他にもシリアル通信のTX/RX/VCC/GNDがまとまったコネクタもあります。
 今回はそのコネクターを利用して結線4本で制御できるLCD制御ボードのテストも兼ねてサンプルプログラムを走らせてみました。
 ライブラリに前回(かなり前ですが)紹介したLiquid Crystal I2C(GitHubのLCD_I2Cを参照)を使用します。
 詳細はGitHubのサイトのサンプルプログラムなどを参照して頂くとして、HD44780互換のコントローラを搭載しているキャラクターLCDであれば簡単に即時使えます。初期化におけるややこしい順序のコマンドやタイミング待ち等も用意されたメソッドが実施してくれて調整不要ですので便利ですね。
 制御基板はバックライト付きのピン配列に対応していますので、バックライトのオン・オフもメソッド関数が用意されています。
 ライブラリのサンプルスケッチではI2Cアドレスが0x27とされていますが、このボードの場合はPCF8574A(8ビットI/Oエクスパンダ)が実装されていましたのでI2Cアドレスは0x3Fとなります(サンプルのスケッチのままでは動作しませんのでご注意)。
 制御基板のジャンパーでアドレスは変更できる様ですのでバス接続で複数デバイス接続を行う場合は0x31〜0x3Fで使い分けをすることができます。

 先達の方が作製してくれていたライブラリのおかげで結線の少ない接続でキャラクタLCDを簡単に使う事ができるようになりました。

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