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無題

IMG_0731.jpg


正直これは紹介するか悩んだんですけど、
この本の一部で執筆をやりました。
たまたま本屋で見かけたら、パラッとめくって
いろいろ察していただければと…
今日発売です!



コメント欄へは伏字でお願いしますww
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植物育成灯「あーりん!」の製作

水耕栽培の植物育成用にLEDライトを自作しました。


ポイントとしては

・植物に成長に必要な赤色+少々の青成分を用意
・光合成のタイミングにあわせる200μSecの点滅
・LEDの電源の電圧・電流の管理。なるべくロスを少なく
・簡素で安価で作りやすい回路

について意識して設計しています。

BNCT8HYCcAAOr-J.jpg



製作手順やポイントを紹介します。

リフレクターに使用したのはダイソーで売っているキッチン用のステンレス製ボール。
直径20cm程度で底面が平らになっているものが良さそうです。
使用するLEDの照射角が120度となっていますが、効率を考えるとビームは絞ってなるべくこぼさず葉っぱに当てたいところです。そのため、深めのものを選定しました。
ちなみに放熱を考えると熱伝導の良いアルミ製が良いのですが、安価で底面が平らなものが見つからなかったのと、ステンレスでも十分ではないかと判断(これが甘かった)したので、とりあえずダイソーのボールで製作します。

IMG_0696.jpg


IMG_0697.jpg
こんな感じでLED取り付け穴と放熱穴、吊り下げ用の穴をあけます。




LEDの取り付け
DSC_3804.jpg
そこそこ発熱するので配慮が必要です。
アルミ基板のLEDですが、ネジ止めすると電極部分にネジが触れそうになるので、あらかじめ該当部分をパターンカットしておきます。アルミ基板も導通するのでショートが心配ですが、気をつけてカットしましょう。ちなみに保護回路があるので万一、ショートしても大事には至らないはずです。
赤3個、青1個を直列にします。順番は関係ありません。使用したLEDは秋月電子にあるOSR5XME3C1SとOSB5XME3C1Sでいずれも1個300円です。



DSC_3800.jpg
当初はリフレクターが放熱板を兼ねる予定でしたが、底面部のみ熱くなり周辺に熱が分散しないため、急きょアルミアングルで放熱フィンを取り付けました。LEDおよび放熱フィンの取り付け部分には放熱グリスを塗布しました。

LED部分はこれで完成です。


DSC_3819.jpg



続いて駆動回路です。

駆動方式については何度も検討、実験しましたが、一般的な抵抗や定電流ダイオードを用いる方式ですと、どうしても損失(電力のムダ)が多くなってしまいます。しかもパルス発光と定電流回路を同時に組むのは大掛かりとなってしまうので、なんとか都合よく点灯する方法を考えました。


実験中の様子
DSC_3811.jpg


約2.5kHzのパルス点灯を行うためには、タイマーICの555で発振回路を組むのが簡単ですが、秋月電子で売っているPWM方式DCモーター速度可変キットがほぼそのまま使えることに気づいたので、このキットを使用しました。


回路図はこのとおり
LED_schematics.png

キットでは発振周波数が10kHzですので、発振周波数を決定するコンデンサ、C1を1000pFから4700pFに変更することで、約2.5kHz(200μSec間欠)にすることができます。

また、LED1個あたりのVfが約3Vで4個でほぼ12Vとなりますが、過電流保護でポリスイッチを挿入します。500mAタイプ(1000mA遮断)がちょうどよく動作します。


以下が実際に駆動したときの波形です。電流プローブは100mV/Aですので、80mVは800mAと読み替えてください。


デューティー比50%のとき
LEDduty50.jpg

この時の電流値は840mAと、LEDの直流点灯時の絶対最大定格800mAを目安に設定しました。ちなみにパルス点灯では1000mA(最大パルス幅10mSec、デューティ比1/10)となっています。


デューティー比を高くした場合
LEDduty95.jpg
デューティー比95%まで上げていくと、ポリスイッチが動作し始めます。
ON時の電流が840mAから584mAまで下がりました。直流点灯でも絶対最大定格を超えるような場合は電流が制限されます。


実際の使用では、発熱や素子の余裕をみてデューティー50%を少し下回るくらいが良さそうです。
LED300mA.jpg
デューティー34%で平均300mA、このくらいでどうでしょうか。
半固定抵抗の位置はおおよそ10時から11時の間くらいです。





電源制御回路「ももパワー」をケースに納めた様子
(秋月のターミナルが予想以上にでかかった!)

DSC_3795.jpg


DSC_3792.jpg


DSC_3789.jpg


平均300mA時のボリューム位置
DSC_3798.jpg



とりあえずこのくらいでテスト運用してみようと思います。


あーりん!!

植物育成ライト デコまゆ1号

ひょんなことから水耕栽培がやってみたくなったので、植物育成用のLEDライトを自作します。

IMG_0690.jpg


長期間点灯するものだから効率すなわち電気代も大変ねってことで、様々な研究がなされているようです。
まずは葉っぱの色が緑だから緑は反射するだけで役に立たないので不要らしい。
重要なのは赤と青で、色によって役割が違うとか。一般的には赤のほうが多く必要らしい。
で、パルス点灯で200μS周期が良いってのが書いてあって、それは光合成をするのに待ち時間があるので、その間は点灯しなくて良い、むしろ点灯しないほうが育成が早いらしい。

あとは技術的な話だけど、LEDの駆動回路もいろいろ難しくって、定電流回路でなおかつドロップの少ないものがいいんだけど、パルス点灯と合わせるとなかなか回路も難しい。

LEDは秋月のアルミ基板つきの3Wタイプを用意。回路はいろいろ検討したんだけど、いまのところは「PWM(スイッチング方式)DCモーター速度可変キット」をちょっと回路変更して使うのがよさそう。
発振周波数を下げるのと、あと0.5V程度の電圧ドロップと、過電流保護を兼ねて0.5Aのポリスイッチを挿入。

リフレクターはダイソーで買ったケーキの型の内側を、これまたダイソーで買った銀色スプレーで塗装

もう少し進んだら実際になんか育ててみよう。

DigiFi No.10 一家に一台、オラソニの感電少女 30Vの単電源です。

DigiFi No.10 一家に一台、オラソニの感電少女 30Vの単電源です。

いい感じに完成しました!

DSC_3570.jpg


初号機と見た目は殆ど一緒なのですが、電源電圧を上げたので電解コンデンサの耐圧を上げる必要があり、3300μF 35Vの低ESR品を採用しました。大きいコンデンサは数百円するものですが、これなら秋月で50円です。

回路としてはDCDCのTPS61170の出力電圧アップのためにR4を160kΩに変更し、出力電圧30V+αを確保します。
またこれに伴いSCDSで制限する電流値を変更します。R6を6.8Ωにすることでおおむね70mA程度に抑えます。30Vで70mAなら2.1Wなので、USBバスパワーの5V 500mAでの電力2.5Wを超えないように制限できます。

仮想GNDを生成している分圧抵抗は1kΩでは電流値および抵抗での消費電力が大きくなってしまうので3kΩに変更します。これなら1608の1/10W品でいいでしょう。増設したコンデンサのおかげか、仮想GNDの電圧の揺れも全然問題なさそうです。

電源の高電圧化に伴い、C6は積層セラミックコンデンサが使えなくなるので低ESRの10μF 50Vの電解に変更しました。
ヘッドホン出力のカップリングコンデンサも念のため余裕をみて35V品に変更します。

それ以外の部分は初号機の改造部分を継承しつつも、とりあえず最低限に抑えています。

ヘッドホン出力のゲインですが、サーノイズのためにはゲインを抑えたいところですが、せっかく大出力が得られるようになったので、とりあえずは変更せずにそのままです。

やっぱりオペアンプはある程度の大電圧を掛けてあげたほうが歪み感がなくハキハキした感じになっていいですね。

チップ部品の交換が若干大変ですが、SCDS回路やNJM8080も活かせてなかなか良い改造だと思います。
ただし、30Vとはいえ電圧が高い部類になりますので、部品の付け間違いやショート、感電(ちょっと痛い程度だろうけど)には注意してください。

高電圧化に対する各部品への影響は大丈夫かとは思うのですが、壊れたときは報告します。私に関するNGがない(といいな)



回路図
digifi_olasonic_usb_30V2.png






右手をあげて~ 左右に振って~ 

今日も愉快に触っちゃうよ!!!

はち はち はち はち C8ー!

30Vの単電源です。




DigiFi No.10 付録USBヘッドホンアンプ 電源電圧30V化改造

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まだ実験段階だけど、せっかくのSCDS回路を活かすためにも電源電圧を上げてやろうと企み中。

オペアンプのためにも±15V相当くらい与えてあげたいとこだし、どうせ上げるなら30Vを目標に。
この電圧になると、抵抗の容量も注意しないといけないし、電解コンデンサの耐圧も再検討が必要になってくる。
30Vだとそろそろ触れば感電する電圧だから迂闊に裸で扱えないし(基板的にも、夏服的にもw)
なんかミスるとパーツが焼けたり吹っ飛んだりと大変なことになりそうな予感。

手持ちのチップ抵抗の定数のせいで28V留まりですが、ちゃんと30Vまで出したいな。

とりあえず出力の歪みやすさは低減できそうです。最大ボリュームでも無負荷ならクリップしませんよww

DigiFi No.10 付録USBヘッドホンアンプ あらためてSCDS

今回のOlasonic製USBDACのSCDS(Super Charged Drive System)回路ですけど、一番のウリであるにもかかわらず、ずっとおざなりになってました。
発売前の画像が出たときに、ざっと回路書きだして放置していたのがそのうちツッコミ入るだろうと実は期待もしてたのですが、案の定な感じでした。

あらためて回路書きだしてたんですが、どうもこの迷路みたいなの苦手でして。
実はまだトランジスタの型番の特定ができていないのですが、Q2,Q3はLEDの点灯に使われているQ4と同じなので普通のNPNのトランジスタだと推測されます。また、LEDの回路からピン配列も推測できました。

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こうやって書けば動作も分かりやすいかと。

SCDS2.png


DCDCの出力は約13V。これを6800μFの電解コンデンサに充電する際の突入電流を制限する回路って感じでしょうか。

今回のUSBヘッドホンアンプの場合、実際には「音楽出力の小さいところでは電源部の大容量コンデンサーに充電し、出力が大きなところではその蓄えたパワーを取り出す」動作は行われていないようで、コンデンサの両端の電圧は常に12.5V程度で大きな変動は確認できませんでした。

例えばこれ、LM317あたりで定電流回路組んだら簡単にSCDS回路が実現できるんじゃないでしょうか。

DigiFi No.10 付録USBヘッドホンアンプ 簡単改造その2

正直この改造方法は公開するかどうか悩んだのですが、聴き比べると面白そうなので公開することにしました。
この改造はolasonicの回路を全否定する内容なので、万一こちらのほうが音が良いなんてことになったら、olasonicさんのメンツが丸つぶれになってしまうという恐ろしいものです。
そもそもPCM2704Cの出力はそのままヘッドホンを鳴らすことができる仕様となっています。よって、olasonic回路を全てスルーして、DACの出力でそのままヘッドホンを鳴らす改造です。

DSC_3550.jpg

用意するのはヘッドホン用のジャックと、470μFの電解コンデンサ2個、そしてリード線、たったこれだけ。
簡単ですので写真をみて配線してください。電解コンデンサはジャック側が-です。

回路を分岐しますので、ここにヘッドホンを挿していない時は、本来の出力に影響を与えることはありません。よって抜き差しすることで簡単に比較試聴が可能です。
なお、ヘッドホンなどによって低音が足りない場合は電解コンデンサを1000μFにしても良いでしょう。回路は最低限なので接続時にポップノイズが出ることがありますが、一瞬うるさい以外の問題はありません。


どうでしょう、増設したヘッドホン端子を使うとサーノイズも激減です。
音については、出力インピーダンスがかなり低いので質感は変わるので好みはあるかもしれません。出力インピーダンスを上げるためには例えば33Ωくらいの抵抗をそれぞれの電解コンデンサの後に入れればいいだけです。ただこの場合は音量が稼げなくなるので、そういった場合はオペアンプ等でアンプ回路を付加する必要がでてきます。
※15Ωくらいまでなら入れても音量不足にならず済むケースが多いかも。うちは二連ボリュームでテスト用の治具を作ってあります。


でもとりあえず改造するのも戻すのも簡単。PCM2704Cの素の出力がどんな音をしているのか、一度試してみることをおすすめします。

DigiFi No.10 付録USBヘッドホンアンプ 簡単サー音対策

能率のいいイヤホン・ヘッドホンをお使いで無音時のサー音にお悩みの皆さんお待ちかね
簡単改造方法のご紹介です。

この改造はヘッドホン出力のアッテネーターとして機能し、全体の音量を下げることができます。よって、無音時のサー音が低減することはもちろん、最大出力音量が下がることで不意の爆音から逃れることも可能になります。
また、ヘッドホン側からみたアンプの出力インピーダンスが低くなるため、低音が出過ぎると感じた方にもお役にたつことでしょう。

方法は簡単。DigiFiアンプのヘッドホン端子のところに47Ωの抵抗2本をつけるだけ。この抵抗は安いものほど良いのです。なぜなら、ヘッドホンに対して直列に抵抗が入る場合は「音の良い抵抗」が入ったほうが抵抗に流れる良い音の成分がそのままヘッドホンに流れますが、今回のようにアンプの出力をバイパスさせる場合は、悪い音の成分のみをバイパス、すなわちヘッドホンアンプに返品させたほうが良いので、悪い抵抗を使ったほうが良いというわけです。そんなバカげた話は信用しないようにお願いします。お好きな抵抗をお使い下さい。

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なお、この改造は簡易的であるため、アッテネータ回路を追加することで全体の音量が下がります。DigiFiアンプはもともとボリュームを上げた状態では歪みやすいため、改造後に音量が足りないからとボリュームを上げてしまうと歪みやすいので気をつけてください。まあ、能率のいいイヤホンで通常の音量で聴取する程度なら十分だと思いますが。また、特に能率の良いイヤホンでさらにゲインを下げたい場合はこの抵抗を10Ω程度まで下げてみましょう。ヘッドホンアンプから出せる出力はさらに下がりますが、ノイズレベルが目立つ場合は有効です。

DigiFi No.10 付録USBヘッドホンアンプ NJM8080 煙プゥ~

超レアオペアンプなのに…

やっちまったぜw

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DigiFi No.10 付録USBヘッドホンアンプ 現状報告

MUSESの8820が届いたので早速交換しました。
オペアンプの交換は高音質化というよりはNJM8080Gがクリップを起こしやすいので最大出力を稼ぐための処置です。これでレベル的には接続環境にもよりますが3~4dBくらい稼げるはず。

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IMG_0651.jpg



その他、ジャンパー線を飛ばしていた部分を0Ω抵抗に置き換えて対処したりなど。
現状の回路はこんな感じになりました。

※回路図は更なる改造があった場合、更新されます。
digifi_olasonic_usb_custom3.png



一旦これで完了かなあ?
プロフィール

fixer

Author:fixer
http://fixerhpa.web.fc2.com/
Twitter @fixerhpa
頒布中のバランスキット関連はこちら

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