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2017年3月29日水曜日

故障したPMA-2000の代わりに秋月のアンプキットで音を出してみた


 マニア向けの魅力的なコンポーネント製品を作るオーディオメーカーが淘汰されてから月日が経ちました。手軽なネットオーディオ製品や携帯型の音楽プレイヤー、iPhoneなどのスマホで楽しむオーディオが全盛の今、個別コンポーネント製品を作るオーディオ専業メーカーの経営が厳しいのは理解できます。自宅で使用しているオーディオ機器も、ほとんどが10年から20年も使用している年代物ばかりです。


プリメインアンプ(DENON PMA-2000IV)が再度故障


 2003年に購入したDENON PMA-2000IVは、価格の割にしっかりとした設計と作りで、なかなか良い音を聞かせてくれます。今でもオーディオ好きに愛されているアンプのようで、中古市場でもソコソコの値段が付いています。

自宅オーディオの中心になっているアンプ(DENON PMA-2000IV)

しっかりとした材料・部品で構成されているのをうかがわせる超重量級のボディで、高級感のある作りが気に入っています。購入から8年ほど使用した2011年頃、インプットセレクターが何の操作もしていないのにカチカチと切り替わるような不具合が発生しました。スピーカー保護のため、セレクター操作時には数秒間アンプの出力が抑制されるようになっています。音楽を楽しんでいる最中に、いきなりカチッと音がして音楽が数秒間途切れるので、とてもゆったりと音楽を楽しめたものではありません。メーカの出張修理を依頼し、インプットセレクター部のロータリースイッチを交換して治りました。

 その後何の問題もなく音楽を楽しんでいましたが、2016年頃からまた同じ症状が発生。ネットで調べてみると、ここがこのアンプの弱点のようです。購入後13年以上が経過しましたので、再度の修理を依頼して使い続けるか、買い換えるか悩んでいるところです。


秋月電子のデジタルアンプキットで鳴らしてみた


 PMA-2000IVは80W+80W(8Ω)の最高出力です。これでパイオニアの3ウェイ大型トールボーイ・スピーカーをドライブしていました。

スピーカーはパイオニア製トールボーイ型(S-A77TB)を使用

代わりになるアンプを探してみたら、携帯型オーディオプレイヤーを繋いで机の上の小さなスピーカーを鳴らすために作成した秋月電子のデジタルアンプキットがありました。最高出力は1W+1W(8Ω)しかありません。

半田付けしてケースに組み込んだ秋月のデジタルアンプキット

「こんなのであのでかいスピーカーがドライブできる?」と半信半疑でDENONのアンプの代わりにスピーカーに繋いでみました。プリアンプの代わりも秋月電子のポータブルヘッドホンアンプキットです。±3ボルトの両極電源が必要ですが、とてもクリアな音でお気に入りのヘッドホンアンプです。

PMA-2000IVの代わりに秋月のキットを接続

十数万円したメーカー製のプリメインアンプから合計6千円程度の秋月電子キットに置き換えて音を出してみたら.... 何と結構いい音が出てきます。締まった低音も出ていて、歪みも感じません。心配していた音量も十分です。ボリュームを上げると大き過ぎるくらいの音が出せます。改めてスピーカーのスペックを調べてみると89dB/W(1m)の出力音圧レベルでした。このくらいの効率があれば1W+1Wのアンプでも十分な音量で鳴るんですね。驚きです。


ピュアオーディオの復権はあるか?


 少し前にパナソニックが往年のオーディオブランドであるTechnicsを復活させました。当初は100万円を超えるような価格帯の製品ばかりでしたが、だんだん手頃な価格帯の製品も揃ってきたようです。最近はターンテーブルの新製品も発表になり、いよいよアナログレコード時代の復活かと驚きました。カタログの中に”ワウ・フラッター”という言葉を見つけたときは懐かしさのあまり声が出てしまいました。日立のLo-Dあたりも復活してほしいですね。

 オーディオを始めた頃からFM放送は音楽ソースとして重宝しています。当時は選ぶのが難しいほどたくさんのチューナーが売られていました。長年エアチェックの主要機材として活躍してきたのがソニー製のAM/FMチューナー(ST-S333ESXII)です。

エアチェックに活躍したソニー製チューナー(ST-S333ESXII)

このチューナーで受信するNHK FMのベストオブクラシックはうっとりとするような音が楽しめました。残念ながら数年前にFM部が不調となり、ソニーのサービスセンターでも修理は終了しているとのことで、現在はAM専用チューナーとして使用しています。代わりのチューナーを探しましたが、当時ほとんどのオーディオメーカーにはチューナーの上位機種がありませんでした。ミニコンポのセット用として売られているものはありましたが、最高の状態でクラシックを楽しめるような性能はなさそうです。色々探してたどり着いたのがAccuphaseのT-1100です。オーディオ専門メーカーが最新のデジタル技術で設計したFM専用チューナー。大変高価でしたが、清水の舞台から飛び降りるような気持ちで購入しました。

FMチューナー(Accuphase T-1100)からSDカードに直接デジタル録音

デジタルで復調まで処理されていますので、チューナーから直接デジタル信号が取り出せます。これをSDレコーダーで記録し、聞くときにお気に入りのDACでアナログに戻します。この楽しみ方を始めて、さらにFM放送が持つ高いポテンシャルに気づきました。特にNHK FMの生放送は素晴らしいですね。ジャズもクラシックも、うっとりするような音が出てきます。こんなマニアックな楽しみ方ができるピュアオーディオ製品を作るメーカーがどんどん出てくることを願いたいと思います。



小型D級アンプ恐るべし、いつのまにか主役に


 故障したPMA-2000を修理もしくは買い替えるまでの代役として使い始めた小型のデジタルアンプですが、使ってみると何だかとってもいい音がします。半年以上も経ちましたが、未だにピンチヒッターのままで使用しています。プリアンプとして使っていたヘッドホンアンプが電池式のため、時々電池交換をするのが面倒でした。試しにデジタルアンプの入力部にボリュームを設置してみたら、何の問題もなくスピーカーをドライブできるため、ヘッドホンアンプも外しました。実に質素なシステムの完成です。

秋月のデジタルアンプ入力部にボリュームを設置してプリアンプを省略

使用している電源はガラケーについてきた5VのACアダプター(最大900mA)です。こんなもので、大型のスピーカーが十分な音量で鳴ってくれます。プリアンプ部はボリュームのみの完全パッシブ、メインアンプはD級の1W+1W仕様と、およそHi-Fiシステムとは縁遠いものですが、なぜか低音から高音まで満足できる音が出てきます。消費電力も格段に小さくなりました。小型のデジタルアンプ、恐るべしです。DENON PMA-2000IVは壊れたままリビングに鎮座し続けています。

(2017年10月6日追記)



2015年1月27日火曜日

やればできる iModelaでプリント基板の製作にチャレンジ


 以前はユニバーサル基板に手配線でやっていた電子工作ですが、最近部品が小型化され、中にはSMDと呼ばれる表面実装の部品しか手に入らないものも多くなり、プリント基板を作らざるを得ない状況に追い込まれました。感光基板を使用してエッチング処理でパターンを作成し、その後ドリルで穴をあけるというオーソドックスなやり方もありますが、最近話題のパーソナルCNC切削加工機iModelaを利用したプリント基板づくりに挑戦してみました。


まずはセミナーに参加して情報収集から開始


 切削加工機はもとよりプリント基板の製作についても全くの素人ですから、まずはCQ出版社が開催しているセミナー「実習・3D切削加工機(iModela)によるプリント基板製作の勘所」に参加しました。一日たっぷりと実機を使って、プリント基板の作成ノウハウからiModelaの使用方法まで学ぶことができます。セミナーで使用している基板加工用のソフト(WINSTAR PCB for iModela)や追加工具類の入手先(PCB Milling)についても紹介され、iModela本体以外に必要なものも手に入れることができました。

個人で買える3D切削加工機iModela、見た目はおもちゃのよう

iModelaはローランドDG社の3D切削加工機の中で最も安いものです。それでも約7万円と微妙な値段ですが、上位の製品は30万円前後もしますので素人が手に入れられるギリギリの価格かもしれません。本来はプリント基板の加工には対応していませんが、先人達が工具やモーター類を工夫して基板加工の実績を積んだ機械です。


いよいよiModelaでプリント基板の作成を実践


 iModela本体以外に4万円ほどの追加費用をかけて必要なものを揃え、いよいよ自宅で実践です。まず作ってみたのがPICAXEを使った赤外線リモコン用の基板です。ユニバーサル基板で作成済みのものの改良版をプリント基板化します。

以前作ったPICAXE利用の赤外線リモコンの改良版をプリント基板化

ユニバーサル基板で作った赤外線リモコンの改造にあたり、部品点数が増えたりSMD部品の利用が必須になったためプリント基盤を作ることにしました。iModelaは三軸制御のCNCルーターとして基本的な機能は備えています。製作できる基板のサイズは縦55mm x 横86mmで、最初は小さすぎるかと思いましたが、実際に回路を設計してみるとこのサイズ以上のものを作ることはほとんどありませんでした。

パターンの設計はEAGLEを使用


 基板の加工に先立ち、やらなければならないのはパターンの作成です。パーソナルユースでは無償で利用できるEAGLEで初めてパターン作りをしてみました。片面基板を使用しますので、できるだけジャンパー配線が少なくなるように何度も部品配置と配線を繰り返しました。この作業、ボケ防止に最高かもしれません。

EAGLEでパターン設計中

満足できるパターンが完成したら、ガーバーファイルを出力してWINSTAR PCB for iModelaに引き渡します。

WINSTAR PCB for iModelaでパラメータを変えながら試行錯誤


 ここからの手順やおおよその制御パラメータの目安はセミナーで教わった通りにやりながら、試行錯誤を繰り返します。iModelaを制御するWINSTAR PCBのパラメータ指定には非常に微妙な調整が必要です。切削の深さが足りなくても、パラメータを少し大きくして再度同じ場所を掘削すれば何度でもやり直せますので、小さめの値から徐々に大きくして最良点を探ります。パターンさえ上手くできてしまえば、穴あけや基板の切断は実に見事にこなしてくれます。さすがCNC切削加工機です。

昔流行ったミニ四駆の高速モーターに交換してあるiModela

35ミクロンの銅箔を均等に削って回路パターンを作りますので、基板が水平にセットされることが一番重要です。そのため捨て板を削って水平面を作っておきます。そこに薄手の両面テープで生基板を固定するわけです。原始的な方法ですが、慣れれば結構な精度で詳細なパターンを作ることができます。今回は銅箔が削れずに残ったりしましたので、複数回同じパスを走らせたため半日仕事でした。(動いている様子はYouTubeにアップしてあります。)

iModelaで切削加工したプリント基板(同じものが二枚分です)

縦横3cm程度の片面基板二枚の作成に約半日かかりました。さらに衰えた視力で、これに半田付けするのに大変な労力が必要です。作業が終わった時にはぐったりしてしまいました。


実用的なものにはやっぱりプリント基板を使いたい


 たった一枚しか作らない場合も多いので、効率を考えるとユニバーサル基板に手配線の方がずっと早い場合も多いのですが、振動の多い場所で使う電子回路などでは信頼性の向上のためにもプリント基板を作っています。

三軸加速度計を使ったデータロガー

自転車やバイク走行中の加速度を記録するために作成したデータロガーでは、大きな振動にも耐えられるようにプリント基板を作成しました。

振動でも故障しないよう太めのパターンを採用

この程度であればユニバーサルボードで作成してもそれほどごちゃごちゃしませんが、振動で配線や半田部分に影響が出るかもしれません。プリント基板の方がはるかに安心感があります。


 iModelaはプリント基板作成を意図して設計されたものではないそうですが、それなりの手間をかけてやれば綺麗な回路基板が出来上がります。半田付けする部分以外をレジストで保護しなくて大丈夫か不安でしたが、失敗してもハンダ吸取線で余分な半田を取り除けばショートすることもなく無事動作しました。かなり細かな部品の半田付けもルーペで拡大しながら、なんとかこなせるようになりました。一枚限りの作成では決して効率化には繋がらないiModelaでのプリント基板作成ですが、量産を前提とした試作レベルでは利用価値は大きそうです。


2014年12月9日火曜日

恐るべしLinuxワールド(Raspberry Piで簡単ハイレゾ音楽サーバー)


 先日秋月電子で購入したRaspberry Piをいじくりまわしています。Linuxについてはズブの素人ですが、標準のRaspbianを導入してディスクの共有をしてみたり、開発環境を試してみたり、五千円(ケース別)とは思えない楽しいオモチャです。

リビングのTVの後ろに置きました(ごちゃごちゃです)

USB端子が四つもあるため、キーボードやUSBメモリを繋いでも空きがあります。ふとUSB-DACを繋いで音を出してみたくなりました。OnkyoのDAC-1000を接続し、VLCでドライブしてみたところ立派な音が出ます。メーカーであるOnkyoのサイトを見てもLinux用のドライバーなどどこにも見当たりませんでしたが、別途ドライバーをインストールしなくてもちゃんと音が出ています。

FMエアチェック中心のコンポ

Volumioでネットワークオーディオ環境構築


 記録メディアはカセットテープからDATへ、そして今ではSDメモリーカードに変わりましたが、FMのエアチェックはもう何十年とやっています。AccuphaseのT-1100(DDS方式FMステレオチューナー)はデジタル出力を持っていますので、そこからTASCAMのSDメモリレコーダーに直接記録しています。アンテナはCATVのFM再送信サービスなのでマルチパスの非常に少ない良質の電波が供給できていると思います。問題は聞くときのDACの品質です。色々試して、今はDAC-1000に落ち着きました。このDACはなかなか良いスペックを持っていて、USB接続の場合は32bit/192KHzまで対応します。今流行りのハイレゾ対応です。ただこの能力を活かすためにはPC接続で音楽再生をしなければなりません。オーディオセットが置いてあるリビングにPCをセットするのも気が引けていたため、今までは16bit/48KHzまでしか利用していませんでした。テレビの裏に隠したRaspberry PiでこのDACをドライブし、リモートからコントロールできればリビングにごちゃごちゃと物を置かなくて済みます。マルチメディアプレイヤーであるVLCでやってみましたが、ユーザーインターフェースの使い勝手が今一つなのと、48KHz以外のサンプリング周波数も全て48KHzにリサンプリングされてしまい目的を果たすことができませんでした。

 ネットで調べてみるとVolumioというソフトがRasspberry Pi上で快適な音楽再生環境を構築できるということで評価が高いようです。

非常にシンプルなコントロール画面

導入も至極簡単。PCやスマホのWebブラウザーからコントロール可能なため、リモコン付きコンポのように操作できます。さらに標準でAirPlayに対応していて、iPhone/iPad/Macから直接このVolumio経由で家のステレオに音を飛ばせます。ハイレゾのサンプル音源をダウンロードしてVolumioで再生してみたのが下の写真です。ちゃんとソースの192KHzのままでDACまで届いていました。

Volumioで見事に192KHz再生

たった五千円のハードウェアでやりたかったことが全てできてしまいました。音飛び等の品質についてはこれから時間をかけての検証になりますが、製品として出来上がったものを購入すれば多分何万円も出費することになったと思います。しかも、ハードもソフトもオープンソースという今後も大勢の人がサポートし、改良を続けていくだろうものです。Linux恐るべし!改めてコミュニティの偉大さに感銘しながらリスニングを楽しみました。



Volumioがいつの間にかバージョンアップされてる


 リビングのオーディオセットに繋いだVolumioでNASに録り貯めたFM放送を楽しんでいますが、別の部屋の小型スピーカーでも同じ音源を楽しみたいと思い、もう一台Volumioをセットアップすることにしました。今回は部屋から部屋に持ち運びできるよう、Wi-FiでNASにアクセスし、小型のUSB-DACから音を出すようにしました。Raspberry-Pi 2B本体以外に三千円ほどの出費です。

無線LANとDACをUSBで接続し、このまま各部屋のアンプに接続すればOK

Volumioをダウンロードしてみると、いつの間にかバージョンが2に上がっていました。前回同様にSDカードにイメージを書き込み、一旦有線LANを使って起動してから無線LANの設定をしてやれば、あっという間に完成です。Linuxの知識など全くなくても、多少ネットワーク設定ができれば誰でもセットアップが可能です。本当にありがたいですね。

 パソコンからVolumioにアクセスしてみると見栄えが大きく変わっていることに驚きます。背景にイメージが指定でき、再生中にアルバムの画像が表示されます。さらに、設定を変えると日本語が出るようになっていました。

見栄えが大きく変わっていたVolumioバージョン2

 今回使用したUSB-DACはハードウェアで音量制御できる仕様になっています。Volumioはハードウェアで音量制御ができないDACでも、ソフトウェアで同様の機能を提供してくれますが、その場合は音質の劣化は避けられません。今回のUSB-DACなら音質劣化無しでVolumioから音量制御が可能になります。ボリュームコントロールがVolumioでできていますから、プリアンプを省いて秋月電子で売っている二千円のデジタルオーディオアンプ(メインアンプ)に直接繋いで音を出してみましたが、音量も十分でした。これでますます自宅のネットオーディオ環境が充実しました。AirPlay機能を使えば、iPhoneのスピーカー代りに各部屋のVolumioを使って音楽を聞くこともできます。日々改善と機能アップが続けられるVolumioプロジェクトに感謝しながら、家中で音楽を楽しんでいます。

(2017年4月26日追記)


2014年11月30日日曜日

雨が上がったので八潮の秋月電子にRaspberryPiを買いに行きました


 開発が容易で高機能なプロセッサーを探していたところ、先日のMaker FaireでRaspberry Piを見かけました。秋月電子に置いてあるようなので、雨も上がった午後にバイクで八潮店に買いに行きました。金、土、日曜日しか開いていないので結構賑わっています。駐車場は満杯でしたが、そこはバイクのメリットで簡単に駐車して買い物に専念できます。


 購入したのはこれ。プロセッサーからメモリ、USBポート、LANポート、汎用I/Oポートなど 必要なものは全て乗っていて¥5,000です。ドルベースの価格が35US$?らしいので、ちょっと今の円安で値上がりしたようですが、同じものはとてもこの値段では作れないですね。


ついでに専用のケースも購入。こちらは¥1,280でした。最近は3Dプリントサービスを使ったり、アクリル板を加工してケースを作ることが多いのですがなかなかスマートに出来ません。やっぱり金型を使って生産された専用ケースは使い勝手が良さそうです。


さて、これで何を作ってみようか今からワクワクしています。



Volumioを入れてハイレゾ音楽サーバーにしてみました


 ONKYOのDAC-1000をつないでみたらドライバーなしで認識してくれました。大容量のUSB HDDを用意し、VolumioをインストールしてiPhoneからコントロールできる音楽サーバーに仕立ててみました。NHK FMで放送しているN響定期コンサートをハイレゾで録音し、その音楽データをこのサーバーに格納しておけば、いつでも高音質でN響の演奏が楽しめるようになり、大満足です。

(2014年12月9日追記)