カテゴリー: 自作

DCプラグの極性あれこれ

最近こそIEEE規格が出てきたりしていますが,DCプラグの世界は混沌としていますよね.
特に極性がバラバラです.最近の機器は,無線機に限らず,Arduinoみたいなマイコンボードでも外側がマイナス(GND)で,センターピンが+というのが主流になっていますが,少し前は逆が主流だった気がします.
古くは,子供の頃に買ってもらったスカイセンサー5800のACアダプタの極性がセンターGNDで外側が9Vでした(あの頃のACアダプタはトランス+整流,平滑のみだったので,ラジオをつながないと9Vよりも高い電圧になり,子供心に不思議でした,定格と違うじゃーん,という感じで).

あとは,八重洲の無線機FT-690mkIIもセンターがGNDですね.

最近色々作っているエレキギター関係の周辺機器,特にエフェクターの世界もセンターがGNDで事実上デファクトスタンダードになっている感じです.まあ,業界としてあれだけ広まってしまうと,今更変えられないでしょう.

同軸ケーブルのイメージだと,なんとなく外側がGNDにしたい気分になるのですが,なぜ,センターGNDなのでしょうね?ジャックには,プラグを差し込んだ時に接点が離れる構造になっている第三の端子があります.これは,ACアダプタを差し込むと内蔵バッテリーを切り離すための工夫です.それが,端子の外側で行われる動きなので,端子の外側を+と考えたかったのかも知れませんね.

もうひとつ地味な問題は,2.1mmと2.5mm問題があります.なんか差さってしまうんですよね.詳しく調べていないのですが,2.5mmのジャックはセンターピンが少し太いみたいで,2.1mmのプラグを2.5mmのジャックへ差すことは出来ないのですが,逆は,2.5mmのプラグを2.1mmのジャックへ差すことは出来るみたいで.
2.5mmは使わないようにしているのですが,時々サトー電気で間違えて2.5mmの方の部品を買ってきてしまい,部品箱で混在していることがあるので,注意しないと.
IEEEの規格は,物理的な大きさだけではなく電圧まで規定しているので,あれをそのまま守るのも面倒かな.

クリーンな?電源

以前,実験用の可変シリーズ電源を作りましたが,今回は,エフェクター用にシリーズ電源を作りました.
DC12V入力9V出力というのはよく市販されていますが,トランス好きなので,AC入力なものにします.アナログエフェクターは10[mA]とか20[mA]くらいしか消費しないので,秋月で豊澄のHT-1205(12[V], 500[mA])を660円で購入し,9[V], 500[mA]の三端子レギュレータ78M09と適当なキャパシタで組みました.この際,SoulfoodのACアダプタをみならい,三端子レギュレータのアース端子にシリコンダイオードを挟んで,約9.6[V]出力を目指しました.006Pが新品の時は,これくらいの電圧になるらしく,それくらいの値にしておくと,エフェクターが良い音がするという話もあります.

アルミケースを眺めると,2.1[mm]のDCジャックが6個並べそうです.ACケーブルはケースに穴を開け,ゴムのグロメットをはめたところから通し,ミニのガラス管ヒューズのケースとスイッチを経てトランスへ接続します.小型なので,特にACインレットは使いません.

小型のネオンランプが無かったので,今回はパイロットランプにLEDを使います.
高輝度ではない,安~いLEDにしたら僅かな電流でも光るみたいで,9.6[V]に対し,4.7[kΩ]の直列抵抗でも明るく光っています.

エフェクタ用なのでもちろん2.1mmジャックはセンターがGNDです.間違えて無線機を接続しないようにしないと.

KLON Centaurの製作

エフェクターのSoul Foodが気に入ったところで,その原型となる本家本元KLONのCentaurが気になります.さすがに本物はプレミアが付いていて何十万円もすることがあるので,手が出ませんが,ネット上には色々な情報が展開されています.

Centaurの筐体を開けると,基板上の部品は樹脂モールドされていて,使用部品や回路図がわかりにくいみたいですが,色々な人が解析をしていて,ほぼほぼ解明された回路図が出回っています.

KLON Centaurの回路図(craftsmanさん)

最大の特徴は,スイッチドキャパシタを用いた昇圧ICで入力の9Vから18Vと-9Vを生成し,よりブライトな?パリッとした音作りをしているところかと思います.TL072という8pin 2回路入りのオペアンプを2チップ使い,一個めのチップは9V動作,二個目のチップは+18V,-9V動作をしています.一個目のチップの中の初段はプリアンプ動作,二段目はGain調整をしています.エフェクターをスルーさせる動作の時は,初段の出力がそのまま出ていきます.
2チップ目のオペアンプとの間に,ゲルマニウムダイオードを用いたクリップ回路が付いています.受信機のアナログ・フロントエンドの保護回路よろしく,二個の逆向きダイオードが接続されて振幅制限をかけています.これによって正弦波がクリップされ,高調波を生成,オーバードライブ的な歪ができるという仕組みです.18V,-9Vが印加された二個目のオペアンプをこの入力を増幅しますが,そこにTREBLE調整と出力レベル制御も備わっています.
もうひとつの特徴は,最終的な出力の作り方かと思います.オペアンプ4段を通ってきた信号と,プリアンプから直の信号,プリアンプからの信号にフィルタをかけた信号の3種類を混ぜて最終的な出力を作っています.このあたりが,ポッドによる調整の対象となっており,独特の音になるのでしょう.

当初は,ネット上で得られた情報を元にプリント基板を起こそうとしていたのですが,たまたま楽天のセールが始まり,仙台の音色研究会オリジナルのCentaurの基板が半額セールになっており,ポチッとしてしまいました.

仙台初心者ギターサークル 音色研究会さん

あとは必要な部品を秋葉原で調達.無線の関連でゲルマニウムダイオードの入手先は把握していたのですが,昇圧のIC(ICL7660)と,100kオームBカーブの二連ポッドの入手に苦労しました.エフェクタ関連の部品は,ラジオデパートの桜屋電機店が有名で,お値段も安く入手できます.焼き付け塗装済みのケースも含め,ほとんどはここで揃いましたが,昇圧ICは入手出来ず,斜め向かいの店を紹介してもらい,新日本無線のセカンドソースチップ(NJU7660)をゲット.2連ポッドについてもラジオデパート内で入手しましたが,軸の長さが長く,他のポッドと高さが異なってしまいました(切れば良いのですが).

製作には二日ほど要しましたが,3mmくらいの小さいボディの抵抗器を想定したプリント基板であったため,いくつかフォーミングをする必要があり,それ以外は特に問題もなく完成.なお,音色研究会さんの回路図は,トーン回路のあたりが変更後のタイプになっていたのと,二連ポッドへの配線図に誤りがあったので,注意しましょう(見ればわかる範囲ですが).

早速試奏です.当たり前ですが,Soul Foodと似た音色です.パリッとしています.ただ,キーンという高音のノイズがずっと聞こえます.昔,スイッチング電源をアンプに使って失敗した時を思い出します.そうです,あの昇圧ICが原因です.色々調べると,新日本無線のチップNJU7660は5kHzでスイッチングしているらしく,それがもろに聞こえてきます.
その後色々調べたところ,世の中には色々な改良版の互換昇圧ICがあり,boost modeにすると,スイッチング周波数が10倍の50kHzになって可聴域外になるタイプのICがあり,それを使うことにしました.例えばLTC1144です.秋月で400円です.このために電車賃を払って行くのも面倒なので,日頃欲しいと思っていたいくつかの部品とともに通販で注文,送料500円で二日後にはゲット.便利な時代です.
予想通り,キーンという音はなくなり,完成です.
GAINのポッドだけ軸が長いのが気になりますが,音は良いので.

真空管ギターアンプ ~テスト,キャビネット製作編~

真空管ギターアンプの半田付けが一通り終わり,早速テストです.
ギターアンプ用のキャビネットはまだありません.
今回の真空管ギターアンプには,LINE出力があるので,そこから秋月の半導体アンプを経て,2011年7月号ステレオ誌の付録だったFostexのスピーカー(P-800,コイズミのエンクロージャ入り)に接続しました.オーディオ用のスピーカーに接続するのは破壊するおそれがあるので注意するようによく言われますが,今回はLINE出力からの接続なので安心です.
ギターをつないで早速試奏,なんとも言えない柔らかい音がスピーカーから流れてきます.
半導体アンプとかオーディオスピーカーを経ているのに,この感じの良さだったために,更なる期待値が高まり,早速スピーカーキャビネットの製作を開始します.
ギターアンプ用のスピーカーユニット(CELESTION Eight15/8,8インチ)は既に購入済みだったので,あとは,適当な木箱を探します.Fender型のアンプなのにJENSENではなく,CELESTIONなのか?とか,色々突っ込みどころがありますが,そこまでのこだわりは無いもので.

今回のアンプ/スピーカーは自宅練習用なので,大きな音を出さないことが望ましく,理想は12インチと言われる中8インチのスピーカーを選択,それに合わせて30cmくらいの大きさの箱が丁度良いです.ホームセンターでちょど良さそうな木箱を入手,スピーカーや端子接続用の穴を開け,黒くスプレー塗装して完成です(カインズホームのスプレー缶は200円弱で安くて嬉しい).
ギターアンプキャビネットの裏側はオープンなのかクローズドなのか,色々あるみたいですね.バスレフになっていないものが多いです.裏を開けるのは,後ろに居るドラマーに音がよく聞こえるようにとか色々な配慮がある様ですが,今回は密閉.

早速真空管ギターアンプと接続します.
ここで余談です.ギターとアンプを接続する際に”シールド”と呼ばれるケーブルを使います.これと同じ様なケーブルでギターアンプとスピーカーを接続するのですが,こちらは場合によっては100Wとかの電力を伝送することになるので,専用のものが用意されています.スピーカー一体型のギターアンプが多いためか,この手のケーブルをあまり売っていないので,材料を通販で取り寄せて自作しました.太いケーブルです.6.3mmのプラグもゴツイです.

このケーブルでアンプと接続し,早速試奏.音量を下げても気持ちよく響きます.ギターアンプ用のスピーカーは96dBとかの高効率なものが多く,今回のアンプの様に5Wくらいしか出力がなくても,大きな音がなるので注意が必要です.

ついでに,色々計算して,固定抵抗でアッテネータも作りました.アンプ側から見て8オームになり,スピーカーも8オーム(ヘッドフォンは32オームだけど両耳をパラにするので16オームかな?)で,100mWくらいがスピーカー/ヘッドフォン側に行き,5Wのほとんどは抵抗で消費する様に計算して設計すれば良いので,オームの法則さえ知っていれば簡単です.
60円くらいのセメント抵抗を2,3本でできたかと思います.
これで,自宅でも,GAINをフルにしてアンプの歪を堪能することができます.

お坊山SOTA(JA/YN-050)

7月23日に山梨県のお坊山にSOTAアクティベーションに行きました.
登山前から天候が危ぶまれましたが,曇り空の下,枡形山無線倶楽部のJL1NIE局,JG1GPY局と頂上を目指して登りました.電力会社が送電線をメンテするための登山道の様で,鉄塔と送電線にそってまっすぐに登る傾向があり,あまり道が巻いていないので,なんとなく息が辛くなります.
特に,下の方では気温も高く湿度も高めで,体力の消耗が激しいですが,尾根へ出ると涼しい風が通り抜け,気持ち良く登れました.
山頂では,以前から用意していたメガネフィーダー+ダイポール+Zマッチチューナーで夢のマルチバンドを狙っていたのですが,なんと坊主!
原因として考えられるのは,(1) ダイポールの端子台が木製で,そこが雨に濡れた影響,(2) メガネフィーダーの余分が地面に転がっていた影響,(3)Zマッチチューナーの損失,(4)コンディションが悪かった?,と色々あります.
やはり,自宅で実績がないまま山へ持っていくのはリスクが高いですね.
でも,SOTAの良いところは,例え坊主でも,知らない山に登った充実感が得られることでしょうか?
帰りの温泉も含め楽しく過ごせました.

200Ωメガネフィーダー

G5RVというか,バランなし+ダイポール+メガネフィーダー+ZマッチアンテナチューナーでSOTAの際の軽量マルチバンドアンテナを実現しようという目論見です.
200Ωのメガネフィーダーは,秋葉原のオヤイデで扱っているので,以前購入済.先日入手した新型のタモ網ポールに5mのエレメントを左右にはり,そこからメガネフィーダーを8m.当初5mで試したり,2m延長したり,色々試しましたが,Zマッチはチューニング範囲が広いみたいなので,まあ,何mでも良いか,ということで,無線機のところまで引っ張るために,8mに決めました.
自宅のベランダ環境で試したところ,7MHz,14MHz,21MHzのいずれもSWRは1近くまで落ちるので,一安心.ただ,適当にCQを出しても全く反応が無いのが若干懸念されましたが,コンディションがあまり良くないのでしょうか?(この懸念が禍根を残す???).
同軸と比較して,平行フィーダーの仲間は長くても軽量なのはSOTAにとって嬉しいポイントです.

タモ網棒(ランディング・ポールと呼ぶらしい)

SOTAでアンテナの支柱として,釣り用のタモ網棒がしばしば使われます.釣竿と比較して,先端まで太くて剛性が高いため,V字型のダイポールアンテナもなんとか支えることが可能です.前回のアクティベーションで用いたタモ網棒は,仕舞寸法が1m以上あり,ザックにくくりつけることもままならず,登山中は杖の様に持ち歩く羽目になりました.
そのため,もう少し仕舞寸法の短いものを探していたのですが,釣り具で有名なDAIWAの5mのものが良さそうだったので調達したところです.次回のSOTAアクティベーションでは,メガネフィーダーと共に活躍しそうです.

G5RV,ダブレット,平行フィーダー,平衡型アンテナチューナー

マルチバンドのアンテナを検討しています.
トラップは,なんとなく避けたいので平行フィーダーを使った同調型のアンテナの検討を始めました.
G5RVは有名です.これは,平行フィーダーの先に同軸をつないで,同軸をクルクルと巻いてソータバランにし,高周波がコモンモードで無線機に到達するのを避けます.マルチバンドに対応する代わりに,各バンドでSWRが多少高く,それは無線機内蔵のATUでなんとかする,という方針の様ですね.フィーダーも含めたワイヤー全体としては同調しているのがポイントです.
一方,平行フィーダーを直接平衡型チューナーに突っ込んで,というやり方もあります.
チューナーが電圧腹(Hi-Z)にも対応していれば,エレメントの見た目は普通のダブレットのままで,長さを変えることなく広範囲の周波数でQRVできる優れもの.
とりあえず,いろいろ試したいけど,平行フィーダーが雨に弱いので,梅雨どきはなかなか実験ができないですね.

大岳山SOTA (JA/TK-007)

5月28日にいつものJG1GPY局,JL1NIE局と奥多摩の大岳山へSOTAアクティベーションに行きました.
前回の雁ヶ腹摺山では21MHzで不本意な結果であったため,思い切ってアンテナをRadixのV字DP改に変更し,多めの荷物で出撃です(リグは最近お気に入りのATS-4b).
Radixの改造ポイントは21MHz対応です.RD-S106の21MHz用の延長コイルを持っていないため,ホームセンターでステンレス棒1mを購入し,オリジナルと交換.それでも長さが足りない分は,キャパシタハットにワニ口クリップでビニール線をぶら下げて調整.
結果としてコイル無しのフルサイズDPになったためか,とても調子が良く,コンテストが始まる前の短時間に8局と交信できました.皆様,ありがとうございました.

今回の山行の二つ目のテーマは昼食作りです.冬の間に急に興味を持って入手,レストアした骨董品のRadius No.21というケロシン(日本では灯油)・ストーブの実験です.
プレヒートのアルコールに点火,バーナーヘッドが十分暖まってきたところで灯油が気化したガスに点火し,無事本格稼働.
そこからは,兼ねてよりパスタの研究を重ねているシェフのJG1GPY局に試していただきました.気温が高くなってきたせいか,大き目のメスティンに灯油ストーブの組み合わせでも,思ったより短時間でお湯が沸き,おいしくいただくことができました.

本日の総歩数,24,573歩.よく歩きました(笑).
#次回までの研究テーマは,アンテナのマルチバンド化,と置いてみました.

紫外線LED

プリント基板を自作する場合,最近は感光基板を使うことが一般的です.マスクを基板に重ねて露光する際,昔は蛍光灯に極端に近づけたりしたこともあるそうですが,最近は専用の紫外線ライトを購入して使うことが一般的な様で.
蛍光灯の仲間の,昔の冷蔵庫によく入っていた殺菌灯の様な製品なのですが,今時はLEDじゃねぇ?と思いウェブサイトを散策してみると,同じような考えの方が秋月で紫外線LEDを購入して作成している記事を発見しました.
早速同じような感じで作成,あまり肉眼で見てはいけないのですが,試してみると可視光も明るく出ています.これで4分くらいで感光が終わるとのこと.

さて,KiCad,感光基板と外堀は埋まってきましたが,本題に入るのはいつになることやら.
SOTAのハイシーズンになったので,当面はアンテナの工夫にシフトしそうで,難しいかな.