CIEA02 – CWインベーダー用イヤフォンアンプアダプタ

概要

これは、「CWインベーダー」の音をイヤフォンで聞けるようにするアダプタです。スピーカを鳴らすこともできます(音はあまり大きくありません)。

CWインベーダーについては、開発・頒布元のJQ1SRNさんのブログをご覧下さい。こちらです。

CWインベーダーでは、圧電サウンダで音を出しているため、イヤフォンで聞くことができません。通常はこれで問題ないのですが、時と場合によってはもっと静かにさせたいとか、逆にもっと大きな音にしたいということもあります。イヤフォンで聞けるようにすれば周りへの音の問題は(ほぼ)解消できますし、また、自分一人で大きな音で楽しむこともできます。そう言う背景のもと、このアダプタを開発しました。

本アダプタは、CWインベーダーと一体化できるように基板サイズを合せています。また、別途電源を用意する必要がないよう、CWインベーダー本体から取り出しています。

こちらが実際の動作の様子のビデオです。最初は元の圧電サウンダからの音、続いてイヤフォンアダプタからの音です。イヤフォンを鳴らしてもわからないので、ここではスピーカを鳴らしています。音の雰囲気がだいぶ変ります。

CIEA02 – CWインベーダー用イヤフォンアンプアダプタ

本アダプタの動作は「CWインベーダー2」で確認しています。前バージョンでも同様に使えると思いますが、未確認です。

特徴

  • CWインベーダーをイヤフォンで聞ける
  • あまり音は大きくないもののスピーカでも聞ける
  • CWインベーダーと一体化できる
  • もちろん、元の圧電サウンダでも聞ける(切替式)
  • 電源を別途用意する必要はない

一方、圧電サウンダではないため、オリジナルが目指した「チープなサウンド」ではなくなってしまうことが欠点です。また、CWインベーダー本体から信号や電源と取り出すため、その改造が必要になってしまいます。それと、厚さが膨らんでしまうことも欠点です。

使い方

本機にイヤフォンを接続し、電源スイッチをONにするだけです。イヤフォンで聞くとかなり大きな音が出ますので、ボリュームは小さめから調整して下さい。

また、本機の電源スイッチをOFFにすれば、元通りCWインベーダー本体から音が出ます。

製作編

回路図と部品表

回路図と部品表はPDFで用意しております ⇒ CIEA02回路図と部品表

下の図は回路図の雰囲気を掴んでいただくための参考です。

回路の概要

CWインベーダーのサウンド出力はワンチップマイコンで圧電サウンダを直接駆動しています。圧電サウンダならこれで鳴ってくれるのですが、ワンチップマイコンからはイヤフォンを駆動するほどの電流は取り出せません。

そこで、ワンチップマイコンからの出力信号をアンプICに入れてイヤフォンを鳴らせるようにしています。電圧レベルは充分高いので増幅する必要はないのですが、回路の単純化のためにアンプICを使用しています。取り立てて説明するほどの内容でもないと思います。

組立て

ここでは、本機を組み立てる際に注意すべき点について記します。

いきなり作り始めず、まずは、全体の流れを掴んでください。手順のイメージが掴めてから始めた方がスムーズに進むと思います。

基板の分割

最初に、基板を分割します。手で曲げれば簡単に割れます。一方が本アダプタ本体、もう一方が底板です。

基板端面のバリは、ヤスリで削ってください。

組立て

部品点数も少ないですから、部品の取り付け位置や向きに注意してどんどん付けていくだけです。なお、ここの写真は試作機のためICソケットを使用していますが、キットにはソケットは含まれません。

なお、C1とC2の取付けパターンは、リード部品でもチップ部品でも搭載できるようにしています。キット内の部品に合せて使用して下さい。基本的にはリード部品を入れるようにしますが、部品調達の都合でチップ部品になる場合があります。チップ部品とは言え、3216サイズ(3.2×1.6mm)の非常に大きなものですので、取付けは難しくはありません。

組み立て後は、電源とGNDがショートしていないかテスタで確認して下さい。

薄型化対応(上級者向け)

初ロットを頒布した際に、薄型に組み上げたという例がいくつかありました。例えば、JP3DGTさんのブログ記事。

このような実装は想定して基板を作っていなかったため、かなり苦労なさったようです。そこで、基板を再発注する際に、薄型に対応しやすいように改版しました。

  • コンデンサを倒して実装できるよう、向きとスペースを調整
  • コネクタはL型が使用できるよう、スペースを確保
  • 薄型ボリュームの実装パターンを設置
【お断り】
これらは「そのように設計した」というものであって、実装して確認したわけではありません。したがって、本当に上手くいくかどうかはわかりません。ご自分の判断で利用願います。

コネクタはXHの4ピンです。L型は、例えば、秋月電子で購入できます。

薄型ボリュームは、アルプスのつまみ付きタイプ RK10Jシリーズを想定しています。

薄型ボリュームの実装パターンは搭載できるようにしているだけで、配線はしていません。適当なワイヤで配線してください。ワイヤを付けるためのランドへの配線は行っています(基板裏のパターンで確認してください)。また、1ピンはGNDに落としてあります。配線は残りの二本だけです。単連の場合はそのまま、二連の場合は片側だけ使うか、二つをパラにして使ってください(入手したボリュームの抵抗値によって判断してください)。基板裏の配線パターンを参考にしてください。

ボリューム、および、L型コネクタのの入手はご自身で行ってください。キットには付属していません。

アルプス製ではないようですが、以下のものが取付寸法が同じようです。

いずれも入手していません。悪しからずご了承ください。

また、この高さ(低さ)に合せたスタンドオフも別途必要です。

それと、これを使う場合は、基板を180度回転させて手前にスイッチが来るように組み上げるとCWインベーダー本体のコネクタに本機のボリュームが隠れません(上記のJP3DGTさんのブログ記事もそのようにお使いのようです)。ボリュームの回転方向もそれを意識して1ピンをGNDに接続しています。

いずれにしても、これは上級者向けです。部品調達を含め、ご自身の判断でご利用ください。この件に関してのサポートは行いません。また、JP3DGTさんへのお問い合せもご遠慮ください。

CWインベーダー本体の改造

CWインベーダー本体からサウンド信号と電源を取り出すための改造を行います。パタンカットが一か所、コネクタ(ケーブル四本)を取り付けます。

※クリックで拡大

パターンカットは下の写真の場所です。

ちゃんとカットできているか、テスタでチェックして下さい。

続いて、上の改造用の回路図を参考にケーブルをハンダ付けします。ケーブル長は7~8cm程度が良いと思います(薄型化でL型コネクタを使用する場合はそれに合せて調節してください)。

ケーブルの色は入手の都合で二種類あります。上の写真を参考にしてください。

他のピントショートさせないよう注意して下さい。3はICの足へのハンダ付けがやりにくいようであれば、パターンを削ってそこにハンダ付けしても構いません。

念のため補足ですが、電源はレギュレータの手前から取り出して下さい。レギュレータの出力側(5V)から取り出すとレギュレータが過負荷になってしまいます。

改造後は、念には念を入れて接続をチェックして下さい。接続場所の間違え、ショートなどないかよく確認して下さい。また、電源とGNDがショートしていないことも今一度チェックしておきます。

全体組立て

CWインベーダ本体からのコネクタを差し込みます。

上にCWインベーダー本体が乗るので、ケーブルを予め曲げておきます。上の写真のように、電解コンデンサの横を通るように曲げておくと収まりが良いようです。

後は、ビス等を使って組み上げます。上から順に以下のように並びます。

  • M3x5ビス
  • アクリル板
  • M3x12スタンドオフ
  • CWインベーダー本体基板
  • M3x15スタンドオフ
  • 本機基板
  • M3x2スペーサ
  • 底板
  • M3x8ビス

底にゴム足を貼り付けます。

以上で完成です。

改造

もし音量が足りないなら、R2とR3の値を調整すればアンプICの増幅率を変更できます。ICのデータシートでは3kと75kを使った例が記載されています。これでは爆音だったため、抵抗値を調整した結果が今の値です。抵抗値の計算方法は記載されていないので実験的に求めたものです。また、R7によって入力レベルを制限しています。これを調整することでも音量を変えられます。

頒布

頒布品はキット(部品セット)です。完成品ではありません。
これは、CWインベーダーのオプションキットです。CWインベーダーは含まれません。別途、ご用意下さい。

【注意事項】

  • 部品の調達の都合上、上の写真とは異なる場合があります。ツマミやネジ類も同様です。
  • コストダウンのため、ほとんどの部品は海外通販で調達しています。ただし、主要半導体(NJM2113D)、および、電解コンデンサは国内調達品です(電解コンデンサは国産品)。この他にも、都合により国内調達品が入る場合があります。
    また、そのため、抵抗のカラーコードやコンデンサの表示が読みづらい(印字が薄い、偏ったり潰れたりしている)ものがあります。何卒、ご了承ください。
  • 本機のマニュアルは当ページがすべてです。紙媒体はありません。また、本機は電子工作の経験がある程度ある方を対象としております。抵抗のカラーコードやコンデンサの値の読み方など、基本的なところの説明はしていません。電子工作の基本については、こちらのページに参考になりそうなサイトなどをまとめてあります。

    参考になりそうなサイト 参考になりそうな書籍

  • 資源の有効活用のため、梱包材は再利用することがあります。ご了承ください。

  • 仕様や頒布価格は予告なく変更することがあります。
  • 本機の組立てや使用による怪我・事故等には責任を負いません。

【価格】

  • 頒布価格: 1,500円
  • 送料: 300円
  • 支払い方法: 銀行振込(楽天銀行、ゆうちょ銀行、ジャパンネット銀行)

初ロットを頒布した際、ほぼ全員の方がアクリルパネル(+スタンドオフ)も欲しいということでした。そのときは「秋コレ会場」での頒布したので、「秋月に行って買ってください」で済んだのですが、通頒の場合はそう言うわけにも行きません。そこで、今回からそれらもセットに含めることにしました。なお、頒布の都合上、アクリル板等なしはできません。ご了承ください。

【申込みフォーム】

こちらにご入力いただいたメールアドレス宛に、追って、振込先等をお知らせします。入力ミスのないようお願いします。また、ここにご住所等は書かないようにお願いします。

このフォームでお申し込みいただいた時点では、注文が確定されるわけではありません。タイミングによっては、在庫が切れている場合もあります。自動注文システムではなく手動での対応ですので、何卒、ご了承下さい。