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2014年7月16日水曜日

パソコン製作>ピラミッド型パソコン製作記(7)最上部に取り付ける電飾用キューブの製作

未だ未完成なピラミッド型パソコン。

ピラミッドの上部が開いていて寂しいので、とりあえず何か置くものは無いかと探したら、¥100ショップに、カラーLEDがチカチカするプラスチックのキューブがあった。

早速買ってきて、パソコンに付けたところ、サイズもぴったりでなかなか良い雰囲気。

ただ、ボタン電池駆動のため、すぐ電池がなくなってしまう。いっそのこと、パソコンから電源をとろうと考え、少し改造してみた。

キューブの裏側の、電池蓋をはずしたところ。ボタン型電池3個直列で駆動している。(合計4.5V)
ボタン電池は「AG13」(香港規格番号)=LR44(1.5V)
※LR44相当品:A76・RW82・V13GA・BLR44・L1154・AG13・G13A・76A
中身を取り出したところ。特に制限抵抗とかもなく、LEDとスイッチのみとシンプル。電池だと制限抵抗がなくとも大丈夫なのか?
電池を取り出した後の電池ボックス部分。ここから、電源コードを引き出す予定。
試しに、このLEDをパソコの5Vに繋いだところ、一瞬にして焼けてしまった。しかたなく、焼けたLEDを取り外し、手持ちのカラー点滅LEDを使用することにした。(損した)
LEDと制限抵抗を、取り付けたところ。
LEDは、全面に光を出すため、表面を紙やすりでこすり、つや消し状態にした。
制限抵抗は、100Ωを直列につなげる。スイッチ端子と電池の端子を利用し、空中配線とし、スイッチも使えるようにした。(意味はないが、一応OFFにできる)
 後ろ側には、電源コードを引き出す穴を、半田ごてで、あけた。
 LEDとスイッチに、あまったスピーカーコードを半田付けし、穴から引き出す。
コードの引き出し口を、ホットボンドで固定。
末端には、キボシ端子のオスを取り付ける。
パソコンの電源からは、この様なコネクターを作り、キボシ端子のメスで電源を引き出してある。5Vの出力で、2本同時に繋ぐことができる。
ギボシ端子を、リード線に半田付けし、半田付け部分を、熱収縮チューブで被服しする。その後、ホットボンドでぐるりと固定。こうすると、細い線が切れることなく、割合しっかりガードできる。
部品の付いた土台をホットボンドで固定。あと、コード引き出し用の、穴を開けた電池蓋を、ネジで固定して終わり。
コードを接続し、パソコンの上部に置いたところ。
ただ乗せてあるだけなので、簡単にはずれる。
こんな感じで、点滅している。
ちょっと暗いかな。

++

2014年3月12日水曜日

パソコン製作>ピラミッド型パソコン製作記(6)VUメーターの取り付け

今回は、VU(Volume Unit)メーターを実際に駆動する回路と、取り付けを行います。前回のVUメーター駆動回路は、単なるアンプなので、これをVUメーターにつなげても、メーターはうまく動きません。VUメーターで正しい音量レベルを表示するには、かなり複雑な回路が必要なようです(※3)。
①音声出力が対数的であること
②簡単にするならログアンプを使うか、オペアンプで対数出力にする必要があるが、手間も値段もそれなりにかかる
②針の反応時間、振れ幅などが規格で決まっていて、本物のVUメーターは値段が高い
回路とメーターを、中古のカセットデッキから切り出して、VUメーターとして製作している方もおられましたが(※4)、そんな技術も知識ないし、たぶんスペース的にパソコンのボディには入らないと思いました。そこで、いわゆる「なんちゃって」VUレベルメーターを作ることとしました(※1)。これでも、音楽に合わせて針が動くわけですから、一応見た目は満足します。

[VUメーターの回路について]
回路というほどではありません。音声出力を、ダイオードで整流し(脈流にして)、VUメーターにつなげるというものです。
●欠点
高音にはあまり反応しない。低音には、比較的良く反応する。
●整流方法について
はじめはお手軽に、半波整流としてみましたが、針がうまく振れません。最初は、大きく動きますが、急にほとんど振れなくなります。両波整流にすると、うまい具合に動きます。
●ダイオードについて
シリコンダイオードは、0.6V以下がカットされるのでメーターがうまく反応しないとありました(確かに、振れの反応が鈍いと感じました)。VUメーターの場合は、カットされる電圧が0.2Vと低い、ゲルマニュウムダイオードを使用するとありました。
●コンデンサーについて(※2)
このサイトでは、VUメーターに並列に、コンデンサーを入れるようになっていました。試してみたところ、コンデンサの容量が大きくなればなるほど、針の振れ幅はゆっくりとなります(まあ当然か)。ただ、今回のように針の動きを楽しむ場合、あまりゆっくりなのもどうかと思いますので、省略しました。

[使用部品]
●ダイオード(8本)
規格、由来はわかりませんが、手元にあったので使用します。

●抵抗
分流用に100Ω2本、メーターと直列に入れる抵抗として300Ω2本、片チャンネルの音が大きいので820オームの抵抗を入れ、メーター照明用LEDの制限抵抗に300Ωを使用します。いろいろ試してこれに決めました。

●VUメーター(1個)
オークションで手に入れたもので、ステレオ仕様です。何やら裏から照らせるようなので、LEDを付けてみようと思います。また、既に、取り付け用のねじが付いているので、固定は楽にできそうです。


●燈色LED(2本)
メーター照明用に使用します。

●メーター取り付け用バー(1個)
¥100均にあった、白色の配線カバーの上部分を適当な長さに切り、PCケースとメーター取り付け用の穴をあけておきます。

●その他
基板になる塩ビ板、銅線、リード線、キボシ端子など

[回路]
あらかじめ、ブレッドボードに仮組みして、試しておきます。(片チャンネルのみ)

ICの出力が思ったより強力で、ちょっとボリュームを上げると、すぐ振り切れてしまいます。かといってR1を大きくすると、メーターの振りがゆっくりなってしまい、値の調整がなかなか難しいです。原因がわかりませんが、左チャンネルに比べ、右チャンネルのメーターの振れ具合が違います。そこで、右チャンネル側に820Ωの抵抗を、メーターと直列に入れましたが、やっぱり振れ幅は、ちょっと違います。

[組み立て]
●部品の点数が少ないので、部品同士の足をよって、つなげてゆき、それらしい形にしていきます。一通りできたら、つなぎ目を半田で固定します。

●部品取付用の¥100均の塩ビ板を、適当な大きさに切り、あらかじめ部品を挿す穴、ねじ止めの穴をあけておきます。(まだ、LED用の穴かあいてません)

●部品を穴に挿して取り付け、裏返してリード線を半田付けします。
●最後に、裏側から部品をホットボンドで固定し、リード線も同様に固定します。


●メーターのライト口部分と同じ箇所の基板に、照明用LED用の穴をあけ、LEDを取り付けます。LED同士を銅線で繋げて半田付けし、リード線をつけておきます。LED周辺は、裏からホットボンドで固定します。300Ωの電流制限抵抗は、リード線の途中に付けておきます。リード線には、キボシ端子(オス)を付けます。

●5Vを供給するための電源ソケットには、キボシ端子(メスダブル)をつけておきます。後で作るLEDレベルメーター用の電源も、ここから採ります。

●メーター、バー、スペーサー、基板をねじ止めし、リード線をメーターに半田付けします。信号入力のリード線には、ギボシ端子(オス)を付けておきます。なお、前回製作したアンプからの、信号出力側のリード線には、キボシ端子(メスダブル)を付けておきます。これは、次回製作の、LEDレベルメーターが、ここから信号を採る為です。


●最後、ケースに取り付けて、できあがりです。

[その他]
メーターの動きを、動画で示します。音はありません。



[参考]
※1:http://bbpower.s18.xrea.com/vu.htm(VUメータ(モドキ)の製作)
※2:http://sound.westhost.com/project55.htm(VU And PPM Audio Metering)
※3:http://headprops.com/jpn/craft17.htm(Headprops)
※4:http://www.suwa-koubou.jp/repair/vu_meter/vu_meter.html(Victor/Kenwood VUメーターの製作(KD-A5+DM-SE7))

パソコン製作>ピラミッド型パソコン製作記(5)スピーカー・アンプの取り付け

今回は、アンプ・VUメーター回路およびスピーカーユニット製作と取り付けを行います。少々時間をかけ、試行錯誤で作り上げていったため、少し写真がちぐはぐな所がありますが、ご容赦ください。

[使用部品]
●アンプ・スピーカー
これは、既に出来合いの外付けスピーカーをばらして、使用します。メーカーはわかりませんが、10数年以上前、あるリサイクルショップの店外に、「ご自由にお持ち下さい」とあった箱の中から、いただいてきた物です。一応ちゃんと使えるもので、電源は、USB端子から取ります。使用しているICは、CD2025で、ブリッジ接続とステレオ接続の両方可能で、ステレオ接続時、9V-2.3Wという出力です。今回は、PCの電源からの5Vで駆動し、基板はそのまま流用します。なお、組み立て中に、足で蹴飛ばしてボリュームを破壊してしまったので、手持ちのスライド式ボリュームに変えてあります。付いていたのはもともと、接触不良でガリがひどく、交換して結果オーライというところです。

●ステレオアンプ用IC(TDA2822M)
VUメーターもどきをつけるつもりなので、その駆動用に必要なものです。¥100ショップ セリアで売っていた、「ボリュームあっぷ(ボリュームアンプ?)」をばらして、ICのみいただきます。こちらのサイトからの情報です(※1)。このICは、3.3V~15Vの範囲で動き、ブリッジ接続とステレオ接続両方が可能です。ボリュームあっぷでは、ブリッジ接続で使われており、基板そのものの流用はめんどくさそうなので、ICのみ取り出し、新たに基板に組んでいきます。回路図は、データシートに載っていたものをそのまま使います。実際音は聞くわけではなく、音質は関係ないので、少々部品を省略してあります。

ケースから取り出した基板。イヤホンジャックは、既に取り外してあります。

●取り付け用バー
¥100均で売っていた、長さの違う穴あきアングル(?)を、3本ボルトでつなげて長さを調節します。ここに、スピーカー、アンプ・入力切替回路の基板を取り付け、本体にボルトで固定します。

●L字金具 2個
上記のバーにボルトで固定し、その上の部分に、基板取り付け用の板を、これまたボルトで固定します。取り付けるバーが斜めになるので、金槌で上からたたき、少し広げて、ケース取り付け時水平になるようにします。

●基板取り付け用板 2枚
使い道の無くなったスピーカーの支え板を、金鋸で切って、ヤスリでけずり平らにします。基板取り付け用の穴、L字金具取り付け用の穴をあけておきます。

●ステレオ分配器
¥100均にあったのを使います。パソコンの音声出力を2つに分けて、片方を内部スピーカー用に使用します。

●ポテンションメーター(2個)
秋月で売っていたもので、スライド式2連、50kΩB型、2個入り\100です。アンプのボリューム修理用とVUメーターアンプ用に使用します。

●切替スイッチ
手持ちの4回路3接点を使います。2回路はライン切替、1回路は燈色・緑色LED(どちらのラインを使っているかの表示用)に使用します。

●ミニプラグ用ジャック
ステレオミニプラグ用に2個使用します。ジャンクMB基板からの取り外し品です。

●ICソケット
8ピン用を1つ、TDA2822M取り付けに使用します。

●LED
ラインセレクト表示用に、燈色・緑色を1つずつ、制限抵抗用に300Ωを1本使用します。電源は、TDA2822M用のものを拝借します。

●電解コンデンサー
1000μFと100μFを2個ずつ、VUメーターアンプ用です。ジャンクMB基板からの取り外し品です。

●その他
穴あき基板(1枚)、4mmビス・ナット、リード線、スーペーサーなど

[回路について]
●アンプ部分
基板をそのまま流用するので、電源、音声入力、スピーカーへの配線をすればokです。

●信号切替・VUメーター用アンプ部分
入力は、ステレオジャックを介して、パソコンのLINE OUT用とカセットプレーヤー用(後で取り付け)の2回路を、スイッチで切り替えます。スイッチの別の1回路に、燈色と緑色LEDを各1つす゜つと抵抗1本を付けて、どちらの入力かわかる様にします。切替後の出力は、1つはアンプ基板へ、1つは隣につけたIC(TDA2822M)に接続します。ICの出力は、VUメーター回路へ繋ぐため、長目のリード線を付けておきます。

入力切替基板のイメージ図

VUメーター駆動用回路の配線図

[TDA2822Mの規格]

[組み立て]
●部品を取り付けるバーを作ります。¥100均のアングルを3本組み合わせて、ケースに固定できる位の丁度いい長さにし、繋ぎ目をそれぞれをボルトで止めます。

●スピーカーを解体します。裏蓋をあけて、スピーカーとアンプを取り出します。ケーブルは、いったん切断します。スピーカーを止めているホットボンドの部分に、アルコールを染み込ませ、ドライバーでほじると簡単にはずれます。



●基板取り付け用のプラ板を作ります。解体したスピーカーボックスの支え板を金鋸で切り、平らにした後、ヤスリで削り、ボルト用の穴をあけておきます。L字金具は、金槌で上からたたき、少し広げておきます。

●アングルに、スピーカー、L字金具、基板取り付け用プラ板を、固定します。スピーカーはホットボンドで止めますが、金属にはうまく固定できません。アングルに、スピーカーボックスの余り板をボルトで止め、スピーカーを挟み込みます。その上からホットボンドを流し込むと、比較的がっちり固定できます。

これだと、すぐスピーカーは外れてしまいます。

プラ板を使うことで、がっちり固定できます。

●ボリュームあっぷから、ICを取り外します。ハンダ吸い取り器で、ハンダを取り除き、1本1本足が離れたのを確認しながら、慎重にICを外してゆきます。

●入力切替基板を作ります。穴あき基板に部品を配置し、ハンダ付けしながら、配線してゆきます。ICは、あらかじめソケットを基板にハンダ付けしておき、後からはめ込みます。VUメーターへのリード線は、少し長めにしてハンダ付け・ホットボンドで固定します。


●アンプ・入力切替基板を、スピーカーユニットに取り付け、出力ケーブル・電源ケーブルをつなげます。アンプとスピーカーを結線します。リード線は、できるだけ、基板にホットポンドで固定しておきます。

アンプ基板を台に乗せて見たところ


最初、入力切替基板(右)のスペーサーが長すぎて、PCケースに入らないので、圧着端子のプラスチック部分を取り外したものを、2つに切って、スペーサーとしました。




●テストをします。実験用電源に接続し、外部音源のプラグを挿し、正常に音が出るか試します。
◎片側の音が異常に小さい→入力基板側の片チャンネルのICのコンデンサーハンダ付け不良
◎片側の音が、異常に大きい→入力基板側のボリュームのハンダ付け不良で音量調節できず

●LINE OUT端子に分岐ケーブルを取り付けます。¥100均の分岐ケーブルは、同じ方向にジャックが付いているので、内部からのプラグを挿すのに、少々不便です。まず、ドライバーでねじを外し、ふたを開けるとなんと、ジャックとケーブルはただはめ込んであるだけではありませんか。中身を取り出し、L字型のプラ板の上に片方のジャックを反対側に置き、上からホットボンドを流し込んで、固定してしまいます。プラ板に両面テープをつけて、バックパネルの上部分にはりつけ、側面を木ねじで固定します。




●スピーカーユニットをPCケースにねじ止めし、バックパネルとユニットをミニプラグケーブルで繋げて完成です。

LINE OUT入力時

カセットプレーヤー入力時

[その他]
●電源からのノイズと思われるものが気になるので、電解コンデンサーを追加したほうが良いと思われます。
◎電源ライン上に、電解コンデンサー(1000μF50V)を追加し、若干ノイズが消えました

●VUメーター回路は、アナログメーターとLEDの両方でゆきたいと思います。ICは使わず、トランジスタを主体に組みたい。既にVUメーターは、オークションで確保済みです。
●音声信号でLEDがチカチカするタイプものは、最初に作ってみましたが、いまいち気に入りませんでした。後ほど、リポートして見たいと思います。

[参考]
※1:気の迷い ちょっと奥さん(http://www.kansai-event.com/kinomayoi/)