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インターネットラジオキットを作るよ! ~前半2012/04/12 23:29:26



インターネットラジオキット(基板)がじゅんさんの所から発売された。手に入りにくいRAMも販売している。さて、わたしもチマチマ部品を集めていたから作ってみるか (・∀・)

インターネットラジオメイン基板とVS1053bギミック基板の2枚構成で動作するようになっている。
VS1053bギミック基板だけでも、MP3プレーヤーやMIDI再生も出来るので、他のCPUなどでコントロールしても面白いだろう。



ハンダ付けの前にご注意。ケースに組み込んだ場合、ステレオジャックが表に出なくてプラグが刺さらないので、ジャック側の基板端面を3ミリ程ヤスリで削っておく方が良い。

まずはVS1053bギミック基板。難しい方から済ませておこう。ハンダ付け開始。こういう基板は、背の低いもの、ピン数の多い物を最初に行うのが定石。早速、このLSIをくっつける。1番目の位置だけ間違えなければ、慎重に仮止めして、フラックス塗って、ハンダをこんもり盛る。



それをハンダ吸い取り線でハンダを吸い取り、



フラックス洗浄剤で掃除して終わり。



裏から照らせるランプがあると、チェックしやすい。


ハンダ付けチェック

ブリッジは無い模様。



チップ抵抗やチップコンデンサは、先に片側にハンダを盛って、ピンセットで部品をつまみながら、片方をハンダ。そして、ハンダを流しこ見ながら、もう片側をハンダする。普通の工作なら0.8ミリのハンダを使うが、チップ部品の場合は0.3ミリの方が、適量のハンダでハンダ付け出来る。



1時間位掛かって1枚。私はリファレンスとパーツリストに慣れているのだが、直接値の書いてある基板は、もしかして初めてお目にかかるかもしれない。チョット慣れない基板に少し戸惑うも、なんとか配線を終わる。一部チップ部品が入らなかったので水晶発振子のコンデンサだけリード部品22pFを使用した。あと0.047uFは0.1uFを使用。20Rと書いてあるのは22Ωとの事。基板が小さく、部品が隣接していたりする部分が多いので、ブリッジには要注意。

一部のコンデンサーのハンダ付けについて、困難な部分があるので、別途解説ページで説明されている。私は無理やり載せましたw




お次はコントロール基板。この基板は、元々垂直展開して立体製作する事を前提にしているのだが、私は後で紹介する筐体に入れたくて、平べったく作ろうと試行錯誤していた。
その障壁となったのが、このLANソケットの位置。CPUの上とオーバーラップしてしまう。CPUを直でハンダ付けしてやろうかと思ったが、何かの拍子で積んでしまったら、交換が大変だ。
ということで、足をペンチで曲げてみた。



おおっ、これでCPUが抜き差し出来るぞ。



こちらは、先ほどの基板より楽に完成。トランジスタは指定と違う2SC2712(2SC1815のチップ部品版)を使用。回路を確認したが、電流的に問題ない。水晶発振子は、千石電商から通販で購入したが、大きかったので、カプトンテープで絶縁して、両面テープで固定。



基板が完成。ルーペで目視。そして電源とグラウンドのショートチェック。



以前にアンプを作ろうとして買っておいたケースに組み込んでみることに。かっこ良く出来るといいな。マイクロソフト・ワードで筐体設計にかかるw 結構使えるよ。

さて、次に待ち受けているものは・・・・


今回のポイント

 □この基板はリファレンス(R1,C5,U2などの表記)が無い。
 □トランジスタは2SC3325の代わりに一般的な2SC2712でもOK
 □0.047uFは0.1uFを使用でもOK。20Rと書いてあるのは22Ω。
 □12.288MHz水晶発振子は、大きいものは絶縁処理して寝かせ実装。
 □LANソケットモジュールとCPUの位置はソケット使用前提設計のため干渉している。

注意点

 □ハンダ付けは背の低いICなどのピン数の多い物を最初に。
 □部品の向きに注意。
 □徐々に背の高い部品、手差し部品の順番で行う。
 □チップ部品は使う直前に必要な個数をテープから取り出し、小皿などに取り添える。
 □チップ部品のハンダは0.3mmが良い。
 □ハンダ吸い取り線とフラックスは必須、洗浄剤はあった方が良い。
 □目視、電源のショートチェックをよくやる。
 □ケースに入れる場合、ステレオジャック側の基板端面を3ミリ程ヤスリがけしておく。

追記 4/22
 □arduinoをパソコンとつなぐ時、ライン出力はパソコンには絶対繋がない事。


  理由は、VS1053bのラインGNDは、大きな出力コンデンサを省くための工夫として、GBUFという1.25Vのバイアスを与えて動作させている。これが、このGNDとショートしてしまった場合、1.25Vが短絡してしまい、音が出ないばかりかチップにダメージを与える可能性がある。詳しくはアプリケーションノートのアナログアウトプット(pdf)の6ページ以降を参照の事。

ケースをアーシングした場合は、それがパソコンのケースに当っても同様。必ずGNDは絶縁する事。LANソケットの金属部分もグラウンドなので、この部分もパソコン筐体に接触してもショートするし、USBの5Vで動かそうとする時も落とし穴だ。今回の場合arduinoをパソコンと接続する機会があるので、万一パソコンのライン入力を利用していた場合は、ショートする危険がある。
ヘッドフォンか、電源が独立していて本体ラインアウトのGBUFだけが外側のライン入力のGNDに接続されている場合や、独立したスピーカで鳴らしている分には問題がない。



上記の様に昔ながらのカップリングを施す改造にするのが安心だ。つまりGBUFを使わず、コンデンサで直流カットとすれば問題ない。しかし、それと引換に大きなコンデンサが必要になり、また電源投入時のポップ音発生も大きくなるので、用途によりミュート回路が必要になる。
用途に応じてよく検討の上、回路を再考察した方が良いだろう。
手間はかかるが、コンデンサカップリングでのライン出力に変更する事をおすすめしたいと思う。



では、実際のコンデンサーによるDCカットの改造を紹介しておこう。まず、3箇所のパターンをアクリルカッターなどで慎重にカットする。カットしたかどうかは、必ずテスターで確認。特に真ん中のパターンの切断が難しいので、スルホールを壊す位のやり方で良いだろう。



次に10uFセラミックコンデンサか電解コンデンサを用意(耐圧は6.3V以上であれば良い)。
ヘッドフォン出力ならば最低でも100uF以上必要、理想は470uF。

オーディオカップリングにセラミックコンデンサ?なんて思われるが、チップ自体の出力が、非可逆圧縮された既に歪んでいる音なので、特に拘りがなければコスト、面積共に十分だろう。今時のケータイやポータブルプレーヤーもそうなっている。

切断した上下2ヶ所をコンデンサで繋ぐ様にハンダ付けする。下側のジャックの2ヶ所はショートしても問題ない。電解コンデンサを使用する場合はIC側がプラス、ジャック側がマイナスになるようにする。

次にジャックのグラウンドと、基板のグラウンドを電線で接続。そして、20k~47kΩ程度の抵抗で終端処理する。電源OFF時のハイインピーダンスによる電荷抜きとハム音対策である。

これで、気兼ねなくパソコンのライン入力に接続しながら、USBでarduinoを接続できる。
出来れば組み立てる前に加工を施したほうが楽だろう。ポップ音は増えるけどね。ミュート回路もアプリケーションノートに書いてあるが、そこまで気になる音でなかったので、ここまでの改造とした。


   →  インターネットラジオキットを作るよ(2) 筐体組み立てへ



コメント

_ じゅん ― 2012/05/02 03:12:03

わたしもこの改造をやってみました。改造する前は電源をいれなくてもオーディオプラグをいれるだけでブーンというハムノイズがでていましたが、改造後はまったくでないようになりました。

貴重な情報有り難うございます。次版の基板では改善しようと思っています。

_ air_variable ― 2012/05/02 05:28:11

不具合というわけで無いので報告していなかったのですが、GBUFを利用する用途はアンプ周りを含めて完全スタンドアロンで動作するものが良いみたいです。GNDを共通にすることでハム音がでなくなりました。

あれからちょくちょくパソコンのBGM変わりに電源を入れて使用していますが、手軽につかえるので重宝しています。
お気に入りの曲が入ってきたら、ボタンを押してその時の曲目をSDカードやシリアルで貯めていければいいななんて考えています。

もっと売れるといいですね。ブログに販売リンクをつけるとどうでしょうか。私のブログは左下のその他のリンクにThink About PCBのリンクを入れさせていただいております。

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