MP3スピーカ改造

かねてからの懸案事項だった、MP3スピーカの改造に
手を染める。


改造に当たって、悩ましいところが色々とあったん
だけど、最終的にはなんとか音が出た。


そもそも何がしたかったのかというと、買ってきた
状態だと、ボリュームが左右の長押しで操作（これ
は曲の先送り／戻しと共用）で行うんだけど、
そもそも「電源オンで必ず最大ボリューム」に
なっててこまる。とてもウルサイ。

なので、アナログボリューム使って強制的に音量を
調整できるようにしちまおうというお話。

単純に考えると、8002アンプの入力信号を、一旦
ボリュームで分圧してやるのが本来の姿なんだけど、
この回路からボリュームを経由して、また元に戻す
っていうのは無理がありすぎるので、別の方法を
考える必要があったわけ。


作戦その１。
内蔵されてたアンプ（8002）活かしつつ、このアンプ
のICを別の変換基板に移植して、そのその基板と
元の基板の間にボリュームを挟む。
→基板スペース的にちょっと厳しい。ちょっと動かす
だけで断線したりしそう。

作戦その2。
8002のスピーカ出力端子から信号を取って、それを
ボリュームで音量調整したり、適度に分圧かけたり、
必要な周波数帯だけ取り出すフィルタを掛けたりして、
別途別のアンプICを使って改めてスピーカに出力する
という作戦。


色々考えた末、作戦2で行く方向に。で、aitendoで
買っておいた1個50円のNS4158を投入することに。
ここまでが、こないだまでのお話。



で、どうするかなんだけど、この8002がアナログのBLT
出力アンプじゃなく、PAM8002か互換品のD級アンプ
だろうと思って、この2つの出力端子を分圧（平均電圧）
とって、適当に分圧して電圧下げてからさらにボリューム
で電圧を調整して、NS4158の入力に入れてやろうという
作戦にしてみた。

結果から言うと、これは上手くなかった。（理由は後で）


で、とりあえず、2チャンネル分の出力を小型万能基板に
引っ張るための配線をするんだけど…



もう、酷いねこれ。右の2本が、8002からの音声出力線
なんだけど、なんでこんな風になっているのかというと、
この線を生やしているコネクタは元々スピーカへの
出力コネクタが載ってたところ。コネクタを取って、
ここにハンダ付けしてみたら…銅箔が簡単にペロンと
はがれた。もう。こら！！

仕方ないので、（強度とかも考慮した結果）ICに直接
こういう形で線を延ばしてハンダ付けした。汚い。


電源線もこの基板から取ってるんだけど、それが左の2本
の線。実は、このコネクタは電源インジケータ用のLED
出力用端子。すぐ上の「R5」って書いてある所が、その
LEDに流すための電流制限抵抗（220Ω）だったんだけど、
LED付いてなかったし、他につながってる部品もないし、
ならば220Ω抵抗の代わりにハンダでジャンパすれば
電源端子にできるんじゃね？と。もちろん、これなら
電源スイッチとも連動する。

で、赤と白の線が途中でぶっつり切れているんだけど、
これはジョナサンとエドがビヨンドに風穴を開けた
時の名残。
なんか、内蔵のLiPoバッテリーが入ってるんだけど、
元々コネクタではずせるような感じで基板パターン
とかシルクとかできてるのに、なぜか変な形で「直付け」
されてて、しかもその線が華奢だったりしたせいで、
色々取り回しのときにバッテリー側の根元からプツンと
切れちゃった。



こんな状態。酷い。
しかもホットボンドでがちがちにくっつけられていたから、
刃物とか持ってきても全然取れそうに無い。下手に力こめて
変形させて、火事とかになるのもいやだ。
もうあきらめた。無いものと見做す。

で、もう配線できなくなったLiPoバッテリーのことは忘れて、
外部電源だけで使う方向で考える。

さて、必要な線は取り出したので、拡張基板上にNS4158の
回路を展開するんだけど、まぁとりあえず部品がそれなりに
付いていればいいだろうと。



もう、とりあえず部品一式載せてくっ付けました状態。
汚い。保健所の人に見つかったら営業停止になるレベル。

白いボックスヘッダが、もともとの8002からの配線の先
についてたスピーカ用の端子。こっちに移植した。

アンプのICはコンデンサに隠れて見えないけど、SOP
8ピンのお手軽なヤツ。手前の30kΩ抵抗と赤い0.1uFの
コンデンサで、40Hzのハイパスフィルタと9倍のゲイン
に設定している部分。（マニュアルに計算式あり）

あとはデカップリングコンデンサとか。


ボリュームは、Aカーブ5kΩのを買っておいたんだけど、
これと100kΩ抵抗を直列にして、8002の出力を1/20
くらいに分圧しておいて、上記の30kΩ抵抗と0.1uF
コンデンサ経由でNS4158へ。
だいたいこれで、あまりうるさすぎず、そこそこの
レンジで音量調整できるだろうと思ってたんだけど、
さっきの話の通り、ちょっと上手くいかなかった
ので、色々試行錯誤する羽目に。



ボリュームは、こんな風に100pFのコンデンサをつけて
おいて、上記の100kΩと合わせて、16kHzくらいの
ローパスフィルタにしているつもり。こいつは、一旦
8002のD級出力アンプから出力した信号を受けている
はずなので、その変調波をここで除去したいという話。
（結果的に、100k抵抗から4.7kΩに替えたので、
　ローパスフィルタの意味なくなっちゃった）

で、こんな感じで一式配線して、いざ音を出してみると、
全然鳴らない。なんでだろう？と、あちこちテスターを
当てながら考えてみた。

D級出力じゃないんじゃね？と。BLT出力なら、もしかして、
平均電圧取り出すんじゃなくて、方チャンネルだけを
取り出せばいいんじゃね？と。

8002からの片方の配線をぶっちぎってみると…出た。
音が出た。テスターでみてみると、8002の出力信号は、
普通に音が鳴っているはずのときで、0.2～0.3Vpp
くらいみたいなんだよな。けど、これにさらに2Vほど
のDCオフセットが載ってる。これ、アンプの内部で
VccとGNDの中点とって、BLT出力してるんじゃね？
なんて考え出す。（アナログ版の8002じゃね？）


とりあえずボリュームで音量調節もできる。根本的
には間違って無かったみたいだけど、そもそも
パワーアンプの出力信号を別のパワーアンプの入力
に繋いでスピーカに繋ぐという、世にも奇妙な回路
組んでるので、なにが一番まともな回路なのか、
自分でも良くわからない。

とりあえず、8002が大元のアナログアンプ（BLT出力）
なら、片側から取り出すっていう使い方は、信号が
半分になるだけで、根本的な間違えではなさそう。

で、いざ音が出たので組み込んで使おう…と思った矢先
に、バッテリーの配線がぷちんと切れてしまったしだい。
オイラの脳内の血管も、多分100本くらい切れた。


とりあえず、気を取り直して箱に組み込んで、鳴らして
みる。
うん。鳴る。なるけど…なんか…ローバッテリー警告
が出る。モバブー、充電終えてからほとんど使ってない
はずなんだけどなぁ…LiPo電池の配線ぶっちぎったから
かなぁ？LiPo電池は死んだ。やつはもう居ない。

基板上のバッテリー端子は、スピーカのと同じコネクタ
使ってて、このコネクタ、micro：bitとかでも使われて
いるような、あのコネクタなので、千石とか行って、
小さいLiPoバッテリー買ってくれば、サクッと付くもの
なんだけど（極性も同じ）、何かセンサーをだます方法
ないかなぁ？と思って、テスター当てまくって考えて
みたんだけど、良い方法見つからず。

うーーーーーん、近いうちに、LiPoバッテリー買って
くるかなぁ？とか考えているうちに、ふと、なんで
電源端子から取り込んだ直後の電圧が4Vくらいしか
無いんだろう？と思って不思議にしてたんだけど、
なんとなく、100V ACからモバブー充電用の5VUSBが
でてるヤツ（ようはRaspberry Pi用電源）を使って
電源供給してみると…同じ5Vのはずなのに、問題なく
鳴り続けてる。意味がわからない。

でもまぁ、これでいいや。もう、つまみをクルクル
しながらボリューム調整できるだけで満足だよ。


というわけで、ボリュームの実装はこんな感じ。



何気に、ものすごい使い勝手が良くなった。電源オンで
MP3コントローラは最大音量で出力しているんだけど、
その出力を一旦ボリュームで分圧して、別途アンプで
増幅掛けなおしているので、物理つまみの音量調整が
自由自在になっててグー。
素材（8002）の風味を殺して、ほぼ同じ味のD級アンプ
で、同じような音が出るだけの改造完了！


音出るようになったし、箱の中は配線グチャグチャに
丸めてあるし、もしまたどこかのパターンが剥がれた
とかって事態になると、もう収拾付かないだどうから、
もうこの箱開けたくない。LiPoバッテリーの話は
無かったことにして、ACスイッチングアダプタからの
給電だけで使うようにしよう。
そもそも、音量とか音質とかこだわらずに、サクッと
スピーカからmp3が鳴ればよかったのだ。あまり
こだわらないで、この辺でいいことにしておこう。


ちなみに、ダイソーの300円モバブーを使ってみると、
消費電流が小さすぎるせいか、

http://radiopench.blog96.fc2.com/blog-entry-745.html

ラジオペンチさんのところで触れられていたような、
10秒ごとくらいで電圧が下がっちゃうっていう症状
のせいか、音がブチンと切れてっていう無限ループ
が起きちゃう。こまるなこれ。主電源を10秒おきに
切っちゃうとか。ありえないっしょ。
やっぱ、充電専用って割り切っているんだろうな。


ホントは、3.5mmアナログ音声入力端子とか機能追加
できたらうれしいんだけどな。






https://twitter.com/Wu_Niang/status/939048105953058818

Google、またすごいものを。
これ、もし本当に、ちゃんとした医療情報だけを抽出
できるようになったのなら、オカルトめいた薬剤とか
健康食品とか、わけわからない民間療法とかも、キレイ
になくなるのかなぁ？





例のRISC-V、WesternDigitalが制御チップに導入する
みたい。

どうなんだろうねぇ？？デバッグ環境やコンパイラとか
の開発環境周りもほとんど自分で作る必要有りそうだし、
チップ自体も、既存のIP類（オープンソースハードの）
をフランケン状態にするだけで、本当に品質確保できる
レベルのチップになるのかねぇ？

余計に授業料高い学習とかになっちゃったりしないの
かねぇ？