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2009年12月12日 更新 |
超小型MP3プレーヤー [ Timpy ]
Rev9.0 【スピーカーボックスプレーヤ】
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Timpy Rev9.0 スピーカーボックスプレーヤ 2009年4月 ひとまず完成 |
Timpy Rev9.0はとっても小さな、かわいいスピーカーボックス型です。 |
*とっても小さなスピーカーボックス型プレーヤ
サイズは19mm×26mm×30mm。携帯ストラップでぶら下げられるほど小さな木製スピーカボックスに、Rev8.0相当の機能を持たせました。
・デコーダICにVS1053bを採用。MP3 / Ogg Vorbis / WMA / MIDIの各フォーマットに対応
・FMチューナ内蔵
・microSDカード対応
・USBマス・ストレージ・クラス対応
・有機ELディスプレイ付き
つまり、卓上や手のひらで鳴るFMラジオ付きMP3プレーヤです。
サイズが小さいですから音質はそれなり、音量も小さいです。それでもがんばって鳴っている様子はとっても健気です。
改造前の外観:流用したアンプ付きスピーカ『I・dear』
木製の筐体がかわいいアンプ付きスピーカです。ストラップも付いてます。 |
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ビフォア・アフター:前面
左はオリジナル、右はRev9.0です。 |
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ビフォア・アフター:背面
左はオリジナルです。オーディオ入力用/内蔵バッテリ充電用のミニジャックと、モニタLEDが付いています。 |
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microSDカード挿入口
曲データの記録メディアはmicroSDカードです。 |
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FMアンテナ
FMアンテナは超極細のワイヤです。端のリングをつまんで手で引き出します。 |
回路図
回路図としてはRev8.0とほとんど同じです。 |
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アートワーク − 部品面
生基板の仕上がり寸法は23.4mm×18.4mmです。 |
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アートワーク − はんだ面
お気づきでしょうか。そう、microSD用のコネクタがありません。 |
*スピーカの駆動について
Rev9.0ではヘッドフォンの代わりにスピーカをひとつ駆動することになります。従って、Rev8.0などと比べて:
・スピーカ用のパワーアンプ
・モノラル化
の2点が必要になります。
いろいろ考えた結果、今回は幸いスピーカが小さいので、アンプを省略してVS1053bの出力で直接駆動することにしました。LEFT端子とRIGHT端子にそれぞれスピーカの+と−を接続し、さらにVS1053bの設定でSCI_MODEレジスタのSM_DIFFビットをセットすることで左チャンネルの位相を反転させます。これによりBTLのような形で効果的にスピーカを駆動でき、同時にモノラル化も実現できました。直流カットのコンデンサも要りません。
*ところがトラップが・・・
上記の回路と設定で動作させてみたところ、MP3再生の時はちゃんと鳴るのですが、FMラジオに切り替えると微かな音しか出てきません。
・・・あれこれ試行錯誤した結果、SM_DIFFビットの設定は録音時のモニタ出力には作用しないことがわかりました。
VS1053bを録音モードにすると、LEFT、RIGHT端子にはそれぞれLINE1、LINE2入力信号のモニタ出力が得られます。上記の回路構成はこの機能を利用することで、VS1053bをあたかも電子ボリューム付きヘッドフォンアンプのように動作させることを意図しています。上記の通りスピーカはBTL接続になっていますから、SM_DIFFが機能しないとすると同相信号が全てキャンセルされてしまい、ステレオの差動分の微かな音しか出ないことになります。
仕方が無いので、とりあえず右チャンネルの結合コンデンサC12を外し、LINE2入力を10KΩでGNDに落とし、YTS-7002Fを強制モノラル出力に設定(R0のビット3をセット)し、さらにVS1053bの録音ゲイン(SCI_AICTRL1)を上げることで対処しました。
(準備中)
生基板
左はP板さんから納品された状態の生基板です。これを右のようにヤスリで削ってから実装します。 |
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実装完了−基板表面(1)
実装が完了したところです。所要時間は両面で4時間くらいでしょうか。もちろん手載せ・手ハンダです。 |
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実装完了−基板裏面(1)
裏面です。 |
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microSD取り付け後−表面(2)
microSDコネクタを取り付けると、こんな感じになります。 |
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microSD取り付け後−裏面(2)
裏側から見た様子です。 |
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ケースへの追加工
Rev9.0での最大のお楽しみは、この木製ケースの製作でしょう。 |
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裏ふたの材料
ケースの木材に近いものを求めてハンズへ。 |
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裏ふたの製作
有機ELディスプレイをはめ込む部分は彫刻刀で削り込みます。 |
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操作スイッチの取り付け
操作スイッチにはOMRONのB3U-1100Pを使用しました。 |
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基板の組み込み
配線を済ませ、基板をケースに収めた様子です。 |
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バッテリの格納
バッテリはこんな感じで収まります。 |
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裏ふたの固定法(1)
裏ふたはピンで留めるようにしました。 |
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裏ふたの固定法(2)
ふたを閉じた時に真鍮パイプが来る位置をねらってケースに直径0.5mmの穴を開け、そこへ同じく直径0.5mmの真鍮棒を刺し込んで閂のように固定します。穴と棒の径が同じですが、ケースが木なのでこれでちょうど良い摩擦感が得られます。 |
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裏ふたの固定法(3)
真鍮棒を完全に押し込んだ様子です。棒の端がポチポチと見えています。 |
Rev9.0は卓上ラジオとしても使えるようにFMチューナを内蔵しています。でも、この小さなケースにどうやってアンテナを設けるかは企画当初からの懸案でした。Rev8.0まではヘッドフォンのネックコードをアンテナとして流用できたのですが、今回は頼れるものがありません。
ラジオのイメージで真っ先に思いつくのはロッドアンテナですが、このケースは長手でもわずか30mmです。仮に携帯の地デジ用アンテナでも長すぎます。伸ばした時に約90cm、縮めた時に3cm・・・これは如何せん無理があります。
さんざん考えた挙句作ってみたのが、この垂れ下がり式ワイヤアンテナ。髪の毛より細い超極細ワイヤを本体内に収納しておき、ラジオを聴く時に手で引き出して使います。例えばデスクの端に本体を置いて、脇からワイヤを垂らしておく、といった感じです。これが思いのほか感度良好です。
本当は天に向かってピンと立つアンテナにしたかったのですが、結局だらっとしたものになってしまいました。まあアンテナとしては十分なので良しとすることにします。
ところで、引き出したからには仕舞わないといけないわけで・・・。苦心の末にモータで巻き取る機構を作ってみました。スイッチ操作により、約1mのアンテナワイヤをスルスルと本体内に収納できる、小さな小さなメカです。
巻き取り動作の様子(動画その1)
完成したアンテナワイヤ巻き取り機構です。大きさは18.6mm×16.3mm、モータ部以外の厚さは2.2mmしかありません。この大きさはRev9.0内に残っている空間ギリギリの寸法です。特に厚さ方向はこれでいっぱいいっぱい、0.1mmの余裕もありません。 |
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カバープレート(1)
巻き取り機構のカバープレートは0.1mm厚のステンレス板で作りました。 |
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カバープレート(2)
カバープレートは表裏が繋がった1枚ものになっています。その繋がった部分、写真奥の丸くふくらんでいるところがモータが入るところです。曲げ加工が十分でないのでフリーな状態では少し開いていますが、ベースプレートにネジ止めするとモータが締め付けられて固定されるようになっています。 |
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カバープレート(3)
ギヤシャフト兼アンテナ線接続端子はマックエイトのOX-301を切って作りました。まずカバープレートに0.55mmの穴を開け、外側から深めの面取りをした後に短く切ったOX301を差し込み、ハンマーで叩いてカシメてあります。厚さに余裕が無いのでこれが考えうる唯一の固定方法でした。 |
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ベースプレート
カバープレートを固定する部品、ベースプレートです。2mm厚のアクリルを切り出して作りました。 |
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巻き取りモータとウォーム
巻き取りモータにはシコー株式会社(旧シコー技研)のF7を使いました。直径わずか3.2mmという極小サイズです。その出力軸にM0.3のウォーム(G338-059)を短く切って取り付けました。写真左上がオリジナル、右下が加工後です。 |
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ウォームホイール
M0.3、歯数36のスパーギヤで代用です。写真右は購入時のG336Lで、それを厚さ0.2mmまで薄く削りました(同左)。 |
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アンテナワイヤ巻き取りスプール(1)
約1mのワイヤを巻き取るための糸巻きにあたる部品です。1.6mm厚の片面銅張り生基板で作りました。 |
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アンテナワイヤ巻き取りスプール(2)
ワイヤを巻き取るための溝は、直径1mmの丸ヤスリで削って作りました。 |
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アンテナワイヤ巻き取りスプールとウォームホイール
両者を組み合わせた様子です。ウォームホイールの歯がはみ出すようにスプールの径を決めてあります。 |
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内部配置
仮でベースプレートに各部品を合わせてみた様子です。 |
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カバープレートの取り付け
カバープレート裏面だけをネジ止めするとこんな感じです。 |
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カバープレート固定ネジ(1)
カバープレートの固定にはM1.0の皿ネジを使いました。 |
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カバープレート固定ネジ(2)
ネジの首下を切る時に、あらかじめナットを入れておくのは定石ですよね。 |
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M1.0皿ネジ用のドライバ(1)
写真右はM1.0の十字穴付きナベ小ネジ、左はM1.0の十字穴付き皿ネジです。ネジ頭の十字の大きさを比べると、皿のほうがとても小さいことがわかります。 |
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M1.0皿ネジ用のドライバ(2)
いつも見慣れたM3のネジと、そのドライバー(+の2番)を並べてみました。 |
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M1.0のタッピングネジ
ベースプレートにM1.0のタップを切るためのタッピングネジです。 |
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アンテナ接続線の配線
シャフトOX-301をカシメた箇所にアンテナ接続線を接続します。 |
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アンテナワイヤ(初期型)
最初にアンテナ線として使用したのは、外径およそ0.09mmの7本よりステンレスワイヤです。 |
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アンテナワイヤ(改良型)
ところが、最初のステンレスワイヤは結構クセが付きやすく、ちょっと擦れるとすぐにカールしてしまうのです。そして一度付いたクセは取れません。これは実用上厳しいです。 |
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アンテナワイヤの太さ比べ
今回は「メタセンサー エムステージ スペシャル」0.04号の方を使うことにしました。 |
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巻き取り動作の様子(動画その2)
本体に組み込んで動作させた様子をビデオで撮ってみました。上から見下ろしている感じです。 |
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