DFPlayer MINI用オンディレイ回路を全てのモジュールに組込改造

 DFPlayer MINIを起動すると最大音量で立ち上がるのが問題でした。マイコンを搭載している場合にはソフトウェアを組んでコントロールできるのですが、選曲スイッチを使って利用する押ボタンスイッチモードではどうしてもボリューム操作が必要でした。そこで、ICの555を利用したオンディレイ機能回路がかなり有効に機能することが確認できたので、製作したDFPlaer MINIを搭載しているすべてのモジュール回路を改造しました。

 DFPlayer MINIのモジュール(出力アンプ搭載と内蔵アンプ使用)

 DFPlayer MINIの脇にオンディレイ機能回路を組み込む。

 DFPlayer MINIのテスト用サウンドボックスも改造

 スペースの空いているところにオンディレイ機能回路を組込む。
マイ・サウンドボックスの製作

 出力アンプ搭載の基板面積も初期から半減

 スペースがないので、不要なスライドスイッチを取り除いてオンディレイ機能回路を組み込む。

 マイ・サウンドボックスも改造

マイ・サウンドボックスの続き2
 555利用したオンディレイ機能回路は10個分で1000円以内なので、コスト的にはかなり安い。マイコンを使用するよりもかなり安いし扱いが楽です。
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    2台目のカンタム・エンジニアを入手

     ヤフオクで2台目となるカンタム・エンジニアを入手しました。現在、カンタム・エンジニアの新品は入手できないので、仕方なく中古を入手しました。複線にした時に、別々にコントロールするために2台目を導入しました。

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    カンタム・エンジニアのプチ改造
    カンタム・エンジニアのテンプレート複製(改造)

     入手したカンタム・エンジニアには、電気機関車のシートが両面テープで貼ってあったので、きれいに取り除きコピーで自作した蒸気機関車用(5.0版)シートを交換して、ただ載せるだけにしました。

     2台目のカンタム・エンジニア

     カンタム・エンジニアの1台目のようにアルミケースに収めるようにしたいのですが、まだ、不要なケースがないので、当分はコネクターだけ取り付けてKATOのフィーダーに接続できるようにしておきます。

     1台のパワーパックをリメイクする必要があり、それようにアルミケースは購入してあるのですが、転車台の製作や検討があり、手付かずです。
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      カンタム・エンジニアのテンプレート複製(改造)

       カンタム・エンジニアにはテンプレートが付属していますが、機能表示があまりなく利用できません。カンタムサウンドの車両に付属しているカンタム・エンジニア用テンプレートを利用するのが一般的です。

       そのテンプレートは保護膜もなく厚紙のちゃちなシートなので、痛んだり、折れたり、汚れたり、無くしたりすることが考えれるため、そこでテンプレートを複製して薄くて保護膜付きに改造することにしました。

       調べてみたところ保護シートだけでも1000円ぐらいしますので、自作のパワーパックで使用しているステッカーシートシリーズを利用することにしました。文字が白なので、すでに所有している白地タイプを使いました。ステッカーなので保護膜を付けても薄く、裏面の粘着シートを剥がさなければ載せるだけの利用もできます。当然貼ることもできますが、車両ごとに変更することもあるので貼らない方がいいでしょう。

       A4サイズのシートにテンプレート4枚分を印刷

       各種テンプレートがあれば混ぜて印刷できますが、私は蒸気機関車用(5.0版)だけなので、同じものを印刷しました。

       押しボタン部分をカッターナイフで切り取り

       練習のため1枚作成して、うまく切り取れたので正式版を製作して載せました。薄いので取れにくく保護膜が付いているので少し高級感(?)が増したかも。これで補修もいつでもできます。
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        今さらカンタム・システムとは?

         天賞堂のカンタム・システム(Quanrtum System by QSI)の紹介が参考になります。

        https://models-store.tenshodo.co.jp/Page/feature/feature_qs.aspx

         『カンタム・エンジニア』(専用多機能コントローラ)をアナログパワーパックと給電用線路の間に繋ぐだけで、 カンタム・システム搭載車輌の汽笛、ATS警報音、ヘッドライト、テールライト等を好きなタイミングで鳴らしたり、ライトのON/FF、音量調整ができます。プログラム操作により様々なカスタマイズにも対応しています。

         2016年に制作・配布いたしました『カンタム・エンジニア™』の解説リーフレットです。
        *このクイックガイドはカンタム・システムおよび『カンタム・エンジニア™』の機能を一部抜粋したものです。詳細なボタンの説明は各モデルの製品の取扱説明書をご覧ください。





         カンタム・システムはDCCの派生なので、DCCで運転は可能です。機関車等に振られるアドレス(デフォルト03?)も指定できます。ただし、DCCでは機能は一部制限されます。出来ることは、警笛、ATS動作音、連結器音、ドレイン音、フランジ音、絶気、主灯、後部主灯、キャブライトなどのオンオフがきるようですが、踏切接近、ドプラー、ライト類の減光、荷重、駐機、始動などはないようです。

         カンタム・システムを搭載した製品であれば、分解してDCCモジュールを搭載するDCC化改造をしなくてもDCC運転できるということです。逆に、DCC化した車両はアナログ運転できるかはわかりません。私の場合はPWMでの走行なのでトラブルの原因になりそうです。

         カンタムエンジニアで、カンタムとDCCの対比


         マニュアルに沿ってカンタムとDCCの対比を訂正して作成しましたが、未確認なので保証の限りではありません。

         NMRA DCC Reference Manual For QSI Quantum(抜粋引用)
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          カンタム・エンジニアのプチ改造

           天賞堂のカンタム・システム多機能コントローラーのカンタム・エンジニア(ちょっと古めの91001)を入手してみました。91001はショートなどの保護素子(ポリスイッチ)がないので注意が必要でしょう。できれば現在のモデルの91008(保護素子アリ)の方がいいでしょう。自作のパワーパックには一応、同じような保護素子(ポリスイッチ)が入っているので壊れることはないでしょう。

           天賞堂のカンタム・システム専用多機能コントローラーのカンタム・エンジニア

           箱の中身


           カンタム・システム専用多機能コントローラー


           KATOのフィーダーに接続できるように改造


           KATOの延長ケーブルを利用して、途中で切ってコネクターを利用して接続できるようにしました。

           自作のパワーパックと接続してテスト


           廃棄予定のパワーパックのケースを加工して再利用


           同じ形状のケースに収めたので、並べて操作しやすくなりました。パネル上面のテンプレートは置いてあるだけで取り外し可能です。

           不要な穴をシールで塞ぐ


           穴だらけのケースも再利用してシールを貼ったらかなり見栄えもよくなった。

           カンタムの動作テスト

          ・コントローラー動作電圧:5.5V
          ・発進電圧:8.5〜9V
          ・最高電圧:14V
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            ミニスピーカーボックスを製作3

             ダイソーのミニスピーカーボックスがずーっと在庫なしでしたが、先日、たまたま店内で見つけたので購入しました。以前に、ダイソーのミニスピーカーボックスのユニットを流用してミニスピーカーボックスを3Dプリンタで製作しましたが、今回は100均の材料で木製のスピーカーボックスを製作してみました。

            関連記事:
            ミニスピーカーボックスを製作
            ミニスピーカーボックスを製作2

             ダイソーのミニスピーカーボックス


             ネジを外して分解


             配線を外してユニットに

             今回はフレームも曲がっておらず、接着剤もはみ出していませんでした。前回は外観不良でしたが、今回は合格品ですね。

             スピーカーボックを設計して板取り

             写真では寸法取りの線が見えませんね。
            実は、マークオーディオ製SPユニット用のエンクロージャーを写真から寸法を読み取って、それを100均の板3枚でできるようにモディファイしました。性能重視でなく、コスト最優先です。

             内部構造はシンプル

             板厚10mmで音道もすべて10mmなので、バックロードホーン形よりも分かりやすいので選択しました。このエンクロージャーはラビリンスバスレフ方式というらしいです。作る際に10mm厚の板を挟みながらできるので、板厚は10mmが便利です。

            後で見つかった図面は、ラビリンスバスレフ方式エンクロージャ・キット組立キット(PDF)にあり、参考になると思います。

             ここで問題は、50mmにスピ−カーの穴をどうやってあけるかで、工具を買ったのですが所有するドリルに合わず、結局、力任せで開けました。そのため、少し歪みが生じてしまい、自作のゴムパッキンをかますことにしました。

             ゴムパッキンをスピーカーの後ろに設ける


             3Dプリンタでスピーカー押えを製作

            ピンぼけでした。

            4mmのネジを購入しました。

            コスト=330+660+107=1097円
            千円ちょっとで随分と遊びました。



             側面を付ける前に吸音材(?)を張り付け、内部配線を行う


             一応。完成

             見た目にはカッコいいですが、板が安物なのでどんな音がでるか。ボックスが大きいだけでも前回のスピーカーよりは低音は出るはずです。
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              マイ・サウンドボックスの続き3

               マイ・サウンドボックスのアンプ回路を一部変更しました。LM386の1−5ピン間にバスブースト回路を挿入するだけの簡単な改良です。

              関連記事
              マイ・サウンドボックスの続き2

               変更後の回路

               C2(訂正)の0.047μFで低域周波数を、R1の10KRで帰還量を決めています。ここを自分好みに変更すればいいことになります。

              参考:C4とR2はLM386(アンプ回路)の発振防止です。

               バスブースト特性(カタログデータシートより引用)


               視聴してみましたところ気持ち低域が強調されたかなという程度です。しかし、SLの汽笛をメインに考えていますからやらないよりましだと思います。音楽を犠牲にするほど強調されておらず違和感はありませんでした。
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                Bluetooth小型スピーカーの分解

                 Bluetooth対応も検討して小型スピーカーをバラしてみましたが、どうもペアリングが面倒だったり、音が途切れたりでマイ・サウンドボックスに採用するのは辞めましたが、動作確認のためにバラしてみました。ほとんど分解ではなくケースは完全に破壊しないと開けることはできませんでしたのであくまで参考写真です。

                 電池はショートさせたり、衝撃を加えると火を噴くので危険ですので真似しないでください。





                 バッテリーは3.7V 180mAhですが、充電しても回路が繋がった状態で3.4Vでした。

                 続いて電源SW(ペアリングSW兼用)側もバラしていきます。


                 スライドSWはバッテリーをショートさせないように注意して接続しています。まず、スライドSWをOFFにして回路ショートしないようにしてからいろいろ回路を調べていきます。本体の電源SW側に出力アンプが組み込まれており、アンプにはPA80002(写真の手前のIC)というICを使用しており、中国製の安価なアンプにはこのICを使用しているようです。当然、SPが1つなのでモノラルです。


                 バッテリーでなく、3.3Vの電源を仮組してSWで切り換えて動作するかの確認をしてみました。投入電源は極性が分からないので、ブリッジ整流IC(室内灯と同じ)で極性を決めて3.3Vの三端子電源ICで構成しています。音声系なので、ノイズ対策として入力側にも電解コンデンサーを入れました。

                 この回路はUSBの電源で充電できますが、充電しながらの動作は出来ないので、車両に組み込む場合はバッテリでなくレールからの電源供給にすることになります。

                 一応、投入電源が5Vでも音が出たので、ダイオード分を引くと5-0.7=4.3Vでも行けることになります。NゲージやHOのレールから電源供給してこの電源回路を接続すれば、バッテリーを繋がなくても音は出せることがわかりました。電源SWと並列に別の押しボタンSWを接続すれば、電源お投入とペアリングはできることが分かりました。

                 音は出るには出ましたが、この小さいスピーカーでは貧弱な音しか出ません。特に、低い方の音は全然出ませんので惨めなものです。ELの高い音のホーンぐらいには使えますが、苦労して組み込む気にはなりません。NゲージだけでなくHOでも組み込んで甲高い音で走行しているのを見ると興ざめです。まだ、走行音やジョイント音だけの方がいいですね。

                 マイ・サウンドボックスからBlutoothで音を飛ばして、このモジュールでバッテリーでなく電源回路から供給して音を出してみました。一応、動作としては問題ないですが、ノイズが目立つように思いました。
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                  マイ・サウンドボックスの続き2

                   ケースも3Dプリンタで自作するもテーブルサイズギリギリなのと梅雨時の湿気でなかなかうまく出来ませんでした。なんとか2種類の試作(1つは途中で失敗)して操作性と外観の検討ができました。

                   私の3Dプリンタのテーブルサイズのギリギリ

                   テーブルに留めているクリップが引っかかって飛んだり、湿気?でノズルが詰まったりで製作は難航しました。

                   試作した2種類のケース


                   押しボタンSWを2列にしたものは何となくダサく採用する気にはなりませんでした。また、将来的に正式なケースに収めるには横長すぎて、私のパワーパックで採用しているタカチ電機工業のTS型傾斜ケース(TS-1)に収まることも検討した結果、2列+1個と音量調整の2個という配置にしました。

                   パワーパックと並べてみると


                   ケース全体を黒色にする予定でしたが、パネルはいつも利用しているシリーズで手元にある下地が白色のものを利用しました。当然、表面は保護シートを被せますので耐久性はあります。

                   まず紙に印刷して確認


                   パネルを製作して貼る


                   裏蓋は在り合わせ板


                   マイ・サウンドボックス(ステレオ)の完成
                   
                   マイ・サウンドボックス(ステレオ)の動画
                   
                   後半に「次」の押しボタンSWで送っていくとアンプとスピーカーのテスト用のフリー曲が入っています。

                   パワーパックと並べる

                   サイズが小さいのでパワーパックと並べて使用しやすい。スイッチを分かりやすくしたので、左手の感触で音を鳴らすことができます。

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                    マイ・サウンドボックスの続き

                     マイ・サウンドボックスを改造してテストしていたところ、突然音が出なくなりました。モジュールを調べてみたところ出力アンプICが破損したようです。そんな大きな音は出していないのですが、テストで何度も音を出したので破損したのでしょう。

                     モジュールから取り外した出力アンプIC(ft190Mと捺印されている)


                     マイ・サウンドボックスで使用したマイコンキットのNK-156と酷似しているMP3プレイヤーモジュールがあることがわかりました。DFPlayer miniというモジュールで秋月で1050円からアマゾンで500円前後で入手できることが分かりました。

                     NK-156とDFplayerのピン配置

                     全くピン配置は同じでLSIも同じで仕様も同じです。試しにDFplayerを1つ購入して差し替えてみたところ全く問題なく動作しました。

                     NK-156とDFplayerのモジュール外観の比較(左:DFplayer、右:NK-156)


                     すでにNK-156の下側にある出力アンプICは取り除いてます。ピン配置や性能も同じなのに、ICの数が違う。理由は、NK-156にあるEEPROMのICがDFplaerにはなく、どうもその機能はLSIに取り込んで不要になったと推測されます。出力アンプのICはNK-156ではft190Mというのが搭載されていますが、DFplayerでは無名のICが搭載されています。

                     破損したNK156の復活

                     NK-156モジュールのLEDが点灯するのでLSIは生きており出力アンプICだけが破損と考えて、そのICを取り除いて モジュールのDAC端子から信号を取り出すことにしました。手元にLM386というOPアンプがあるので、簡単に単電源アンプを組んで繋いでみましたところ見事に音が出ました。復活!これで出力アンプが壊れても差し替えですぐに直せます。
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                      カレンダ

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