soft Engineered Humanoid Lab

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電気工作 の記事一覧

iGvertar の製作 その6 ステレオバージョン

2010.06.08 (Tue)
iGvertarVの不具合も解決して
基板はうまくいきました。
しかし、100均の筐体が小さすぎて
中に全部入らなかったという
オチがつきました。
もう少し大きい箱を準備してから
ワイヤリングをやりたいと思います。

というわけで、ステレオバージョンのiGvertarVIの
設計を始めました。
今度はポータブルにする気がないので
部品も省略せずに全部仕込んでいきます。

ステレオなので左右分の2回路必要です。
大変な回路図になってしまいました。



基本的にミキサー回路です。
入力の受けを計算するのが面倒だったので
FETとかじゃなくてオペアンプで受けています。
ギターは左右の信号とミックスするために
オペアンプで分岐させています。
その後にiPodとギターの信号をミキシングしているだけ
なのですが・・・。
なんでこんな面倒な回路になってしまったんでしょうか。
ほんとは、ギターのプリアンプ部を仕込んで
いろいろ遊べるようにしたいのですが
この回路図を見て躊躇しています。
気合が乗れば軽めのオーバードライブとか
ディストーションとかを搭載したいですね。

この回路図には描いていませんが
最後のそれぞれの出力の後にLM386のアンプ部で
増幅してヘッドホンを駆動する予定です。
ヘッドホン出力も右だけとか左だけとか
選べるといろいろ役に立ちそうですね。
ギターも左右のバランスを変えて出力できると面白いかもしれません。

なんか、市販品買うのと変わらない開発コストが
かかりそうな気がします。
自分の好きに出来るところだけが救いですね。
一応LTspiceで周波数特性もシミュレートして
出力で可聴域外の低音までほとんど減衰しないように
定数を決定しています。
音はきっといいと思いますが、
そんなに聞き分けられる耳を持っているわけではないので
どうなんでしょうね。
実際に作ってみないとどうなるかわからないですね。

ところで、こんな面倒なもんを誰が作るんだ??


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iGvertar の製作 その5 不具合解決

2010.06.07 (Mon)
不具合解決しました。

回路図に1箇所コンデンサを入れていなかったのが原因でした。
道理で回路図といくら見比べて
配線間違いがなくてもちゃんと動作しないわけです。

ブレッドボードでうまくいって
実際にうまくいかなかった原因もわかりました。
コンデンサで回路を切っていなかったので
ブレッドボードで使っていなかったボリュームが
負帰還回路の入力抵抗になっていて
一気に増幅したり、減衰させていたからでした。

解決してしまえばいつものことですが
簡単なことですね。
修正した回路図は後日アップします。


現在はギターアンプ回路をくみ上げ中です。
写真の左上の白い箱が
iGverterの筐体とスピーカです。
これも100均で買ってきましたが
なんとなくiPodと合いそうなデザインです。
問題は基板とポッド3個とφ6.3ジャックと
USBジャックと電池が収納できるかどうかです。

早速出来上がった基板でiPodを鳴らしていますが
音量を上げると音が割れてしまいます。
これは電圧の振幅が片側で4.5Vしか取れないためです。
電圧を上げられると
もっときれいな音でなってくれるはずです。
電池の電圧が下がってくるともっと小さな音量でも
割れてしまうはずです。
大きな音で楽しみたい方は供給電圧を上げてください。

と、いうことで
※音割れは仕様です。


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iGvertar の製作 その4 だめだぁ〜

2010.06.06 (Sun)
2日間集中的にがんばってみました。

前回載せた回路図から実際にパーツを組んで
作っています。

今回は3つのモジュールに分けて製作します。
一つはギターアンプ関係
一つはiPodミキサー
一つは最終段のLM386アンプ
これらを別々の基板で作ってモジュール化したいと思います。
特にギターアンプ部は基板を差し替え式にして
ここには回路図を載せられないような
エフェクターを仕込めるように考えています。

2日間の成果は↓

文芸春秋は机が半田の熱で溶けないように
引いているだけなので突っ込まないように。

その文芸春秋の上に乗っているのが
iPodミキサーとLM386アンプです。

iPodからの信号取得はDockコネクタから取り出しています。
100均にiPod用USB充電とかその類のものがあるので
それをばらしてからオーディオのピンの2,3,4番へ
つなぎ変えています。
iPodのピンアサインでググると出てきますが
2番がオーディオグランド
3番がR
4番がL
なのでそこに端子を再配置しています。
そこからUSB端子のどれに繋がっているかを調べて
USBメス型でiPodと接続できるようにしています。
ちなみに基板につなげているUSBメス型は
壊れたUSBハブから採ってきました。
後日、ちゃんと新品の端子を買ってくる予定です。

このiPodミキサーがなぜだか動いてくれません。
写真上のブレッドボードではちゃんと
動作してくれるのですが
基板ではなぜか動きません。
こういうときは配線ミスなので
焦らずのんびりとミスを探します。

が、4時間経ってもどこにも間違いがありません。
すべての線を回路図でチェックしながら
見ていくこと3回。
もう、こいつは諦めます。
また新しく一から作ったほうが良さそうです。
電流・電圧は見えないのでこういうときに
かなり苦労します。
電気屋さんは見えるっていいますけどね。
経験値が違いすぎます。

結局週末の成果はなんもなし。
大山鳴動して鼠一匹って感じです。
平日はあまり時間とれないので
少しずつ組んでいくことにします。
はやくiGvertarで遊びたいのに。


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iGvertar の製作 その3 回路完成

2010.06.04 (Fri)
iGvvertar V の回路の設計が終わりました。
LTspiceを使うとブレッドボードでやるのと比べ
定数決めがあっという間に終わります。

でも、紹介する回路図はEagleで描いたもの。
クリックで拡大します。

iPod-LとRにiPodのDockからの出力を放り込みます。
Dockから信号が取れない場合はイヤホンジャックから
信号を取ってきてもかまいません。

C1,2で直流成分をカットしてオペアンプの加算回路で
ステレオ信号をモノラルへ変換します。
その後の10k-Aでボリュームを調整して
ギターと一緒にします。

ギターの方はC4で直流をカットしてから
切り替えスイッチでクリーンなアンプと
オーバードライブアンプに切り替えます。
クリーンなアンプはただの反転増幅回路です。
このクリーンアンプでギターがうるさすぎる場合は
R11を100kにしてください。

オーバードライブのアンプはオペアンプを使った反転回路ですが、
ダイオードで負帰還をクリップして波形を矩形波に変えます。
その後にまたダイオードのクリッピングで
矩形波を三角波に変換してから出力しています。

ギターのアンプのR16とR24を
10k-Aに変えると簡単なトーンコントロールになります。

ギターアンプからの信号とiPodモノラル信号を
オペアンプで加算して一つの信号に変換します。
その後にコンデンサで直流をカットしてから
LM386のゲイン50倍の回路で増幅して
スピーカーへ出力します。

スピーカーをヘッドフォンにしても
十分駆動できるはずです。
その場合はC13のあとに1kの抵抗を入れておくといいかもしれません。

回路図では+5Vと書いているところがありますが、
実際は+4.5Vになっていますのでご注意を。


回路が出来たので土日で形にしてしまいたいですね。
はやいとこ仕上げてカニさんに戻ろう。


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iGvertarの製作 その2 回路シミュレータ

2010.06.03 (Thu)
ついにiGvertarの製作記事になってしまいました。

すごいフリーソフトを見つけてしまいました。

LTSpice IV

無料の回路シミュレータなんですが
私程度が使うには十分すぎるほどです。
というか、無料でここまでできていいの??って感じです。

回路を設計するときは私のような素人は
設計した回路がちゃんと動作するかどうかの確認するのに
昨日の記事のようにブレッドボードなんかで
実際に電子部品を配置してちゃんと動作をするのか確認したり、
音を作るのに抵抗を変えたりコンデンサを変えたり
試行錯誤しながら部品を決めていきます。
これがかなり時間を取られる作業になります。
大体の場合が一発で回路がうまく動いたためしがありません。

回路シミュレータがあれば、回路図を描いてしまえば
どこが間違っているのか、信号を追うことが出来るので
かなり早く間違いに気がつきます。
勿論、パーツの数字を変えるだけで色々なパターンの解析ができます。
実際に設計してみると配線やパーツの間違いがあって
増幅回路のはずなのに減衰していたりとかありますが
そういうものもこのシミュレータではちゃんとわかります。
頭で考えるだけしか出来なかった私にとって
とてもとても強力なツールです。


解析したい回路を組んで入力を選んでシミュレートすれば
出力の波形がオシロスコープで見るように見られます。
上の図の左ではiPodとギターからの
入力が増幅されて、かつ、歪みなく出力されることがわかりますし
右側では波形がクリップされて
かなりディストーションが効いた音になることがわかります。
ここまで出来れば、あとは実際に聞きながら
好みの音を探すだけでいいので
かなり回路設計が楽になりますね。
というか、このままこの回路を組んで完成でも
よさそうな気がします。

このiGvertarですが、ヘッドホンジャックさえつければ
たぶん、問題なくヘッドホンも駆動できると思います。
ただ、残念なことにモノラルなので
ステレオ音源使っている意味はなくなります。
ご希望に応えて、ステレオヘッドホンバージョンも作ってみましょうか。
また時間かかると思いますけれど。


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