" これからはＫｉＣＡＤさまぁ～んのお世話になることになったデコスピです"

ＫｉＣＡＤなう

（今日はＰＣで電子基板を設計するためのソフトウェアＰＣＢーＣＡＤについて。）

EagleCadは優れている。
使っている人も多くて資料も豊富。
ぼく自身もEagleCadを頼もしいToolのひとつとして愛用させてもらっているひとり。
使っているのは無償のライト版なのですが、８ｃｍ×１０ｃｍライト版ではさすがにちょっとサイズがおっつかなくなてきて、有償のバージョンを購入しようとした。んだが。
日本ではホビー対象のパッケージがなくて、スケマとボードだけでも５万円くらいかかるじゃぁあーりませんか。
無償版で大変お世話になっているのでそれくらいの金額はかかってもいいと一旦購入しかけたのですが。
購入できるパッケージのサイズ１６ｃｍ×１０ｃｍではまだたいして大きくないし、それ以上の大きさではもう手のでる金額ではなくなっちゃう。

そこで
無償ＰＣＢＣａｄで全く制限がないというＫｉＣＡＤを試してみると、このＫｉＣＡＤがもうかなり調子よいのでありますよ。これが本当に無償で提供されているのかＫｉＣＡＤ恐るべしと、おもわずにはいられませんでした。

ただ・・・。ただ・・・。ただ・・・。ただひとつだけ！
こんなに優れているＫｉＣａＤですが、ただひとつ不満というか、本当にこれでいいの？Ｋｉさぁん！って思うのは、なんかＫｉさんってＤＲＣが・・・変・・じゃね？と思うのです。えへ。
だって明らかにスペースのある場所に配線やビアが打てなくなることあるし、ＰＱＦＰパッケージのピン同士に対して「パッドが他のパッドと近すぎるます。」って謂われても、ボク、どおすればいいの？
そんなでＤＲＣ起動するとマーカーだらけ、おおかみ少年のエピソードが頭をぐるぐるです。
結局デザインルールを解除してエディットすることになるのだが、EagleCadのときはＤＲＣを解除するなんて考えられないことだった。
うっかり者のボクだから、そこんとこチョットナーバスです。

でもボクがどっか設定ミスってるからなのかもしれないし、前向きに使いこなして行きたいです。
これからもよろしくね、ＫｉＣＡＤッチ。

で、ＫｉＣＡＤッチで最初にデザインしたＰＣＢがこれ。じゃ～～ん。



のーぷろぶれむ！
ＡＤＣ，ＳＰＤＩＦ，ＵＳＢなどの機能を内蔵したオーディオインターフェイスを
１０ｃｍ×１０ｃｍにまとめられた。

  ボードのエディットもホットキーの活用でスムージーに。
３Ｄディスプレイという楽しい機能もインストールされてて、ボードを立体的に表示してぐるぐるスクロールしていろんな方向から眺め楽めてかつボードのリアルなスケールがイメージできます。

がーばーでーたも簡単に出力してくれたから、さっそくシルバーサーッキトに「はっチュー」しちゃうもんね。

まってて、Ｇａｒｙチョーさん！

"Making of ”LED Spectrum Analyzer” "

”Audio Spectrum Analyzer の製作”

CadSoft社のホームページで公開されているEagleCadによる”PCB Project”の内に興味深いプロジェクトを見つけたので作ってみた。
LED表示による１０バンドのスペアナです。
正確にいうとスペアナ風ＬＥＤイルミネーションというべきか。
ＦＦＴ解析ではなくバンドパスフィルターで１０バンドの周波数ごとの電圧を取り出して１０段階のＬＥＤバーに表示しているので測定用途の精度には遠く及ばないし、オクターブ１バンドでは少なすぎる。
でもアンプのフロントパネルを飾るにはサイコーのデコになりそうじゃない？
現在のこういった表示はＬＣＤが全盛の時代だからＬＥＤバーグラフとかのアナクロっぽさがかえっておしゃれでないかと、デコスピは思うの。
CadSoft社のホームページから、
CadSoft  > Home > Downloads/ PCB Projects > audio_spectrum_analyzer.zip
を解凍するとプロジェクトのファイルのほかに作品に関するたいへん詳しい説明のＰＤＦファイルも収められているのでぜひ目を通してみてくださいね。


三つのアレンジ
このスペアナはフィルターボード、コントローラーボード、LEDマトリックスボードの三つのＰＣＢで構成されていて、それぞれの基板サイズが、
フィルター             ２０８ｍｍ×８６ｍｍ（単層）
コントローラー      １３６ｍｍ×６８ｍｍ（二層）
ＬＥＤマトリックス   １３５ｍｍ×７３ｍｍ（二層）
といったところなのですが、スペアナ単体で製作するならともかく、アンプに組み込みたいとなるとそのサイズでは少々大き過ぎます。ので三つのボードとも７５ｍｍ×１００ｍｍにアレンジしました。
７５ｍｍ×１００ｍｍはサンハヤトの感光基板を等分して出来るサイズなので、無駄なく感光基板を使いきることができます。

また、コントローラーとＬＥＤマトリックスは二層基板なので自作しやすいようにジャンパーを多用した片面基板に変更しました。

あと、基板同士を繋ぐ配線は手間もかかるし、とてもかさばるので連結ピンを使い三つの基板を重ねて連結するだけで配線も繋がるようにしています。


とりあえず完成ジャ～～ン！

でも・・・・ん？・・・動作が、不安定ですね・・・・。
なんでかな？
 （続く）
かも。

" 2.1chPreAmp（オーディオ３Ｄフィルター）"

カットオフ周波数可変式２．１ｃｈプリアンプ（３Ｄフィルター）
２Ｍｉｘシグナルからサブウーファー用の信号を生成する回路です。

ＵＳ製の２．１ｃｈアンプモジュールのフィルター回路から学びとらせてもらったぜ。

サブウーファー用のフィルターは２次フィルターを使った作例が多く、これのように３次のフィルターで、しかもカットオフ周波数を可変できるのはめずらしい。

図のうち上が原型で、サレンキー三次ローパスフィルターというらしい。
下のように使われていた。
C4は発振防止用。オペアンプはＬＭ３２４Ｎだった。


コピー元の２．１ｃｈアンプモジュールでは回路図の定数で使っていた。

４３．６Ｈｚから１５３．９Ｈｚで可変できる。

なるほど、Ｒ２とＲ３の抵抗値を２連ボリュームで一緒に移動させるわけね。





デコスピはＲ１、２，３を４．３ｋΩに、２連ボリュームを５０ｋΩに変更して使ってみてます。

その場合で可変範囲は、２１．０Ｈｚから１６８．２Ｈｚになります。

フィルター計算ツール(例えばコレ。)で定数をいじってみるとわかりますが、一次フィルターと２次フィルターそれぞれのＦｃのからみがムズイです。

上図のフィルター回路をミキサー回路にサンドすれば２．１ｃｈプリアンプの出来上がりネ。↓

入力部のボリュームでウーファーのレベルも調整できる。
可変式のカットオフＦと合わせてマッチングできるメインシステムの選択肢が広がる。

「こういった信号処理はデジタルフィルターとか使ってＤＳＰチックにできるようになりたいです。」（ｂｙ デコスピ ）



" Hyper Base Green フィニッッシュ！じゃ～～ん！ "

全長１．８ｍ。
直径２０ｃｍのドライバーは背中合わせに２つマウントされてる。
Ｍａｘで６００Ｗのハイパワーサブウーファー。
ＴＬＳの超低域を体感せよ！！
詳細は後日！

" ミックス ＆ スプリッツ "

DecoPAの入力部、２．１ｃｈバッファ部の改良をしています。
改良点はトータルボリュームの追加と、OPアンプのグレードアップ、サブウーファープリのローカットフィルターの定数の変更、ミキサーの追加といったところです。

これまでのミーのミキサー回路のOPアンプは”NJM4580DD”を使うことが多かったのですが今回はプロ用スタンダードの”5532”で作り直してみた。
5532は発振し易いみたいな印象があって今まで敬遠してたけど問題なく出来上がったYo-。
最近は失敗続きの電子回路だったからウレシイＹｏ－－！

左が試作（モノラル）。
右。成功したのでステレオ用に二つ作ります。

" ハイパーベースGreen 仕上げ中 "

昨日と今日の午前中で凸凹の潰し工程を終えたが、まだ若干潰し切れない部分もあって、もう一度トップコートをスプレーした。
ということはもう２，３日トップコートの硬化待ちだ。
早く仕上げたいという気持ちと裏腹になかなかフィニッッシュできないのがじれったいです。
が、もうあせってもしようがないと諦め気味。
そして今更ながら「艶消し仕上げ」にしたいという欲求もむくむくと湧きあがってきて、
いつ出来上がることやら。
いやいや、来週いっぱいには仕上がるさ。

塗膜の凸凹を潰してトップコート。
つるつるのピカピカです。

" ハイパーベース トップコート "

ハイパーベースに仕上げのクリアーをスプレーした。
普段はラップペイントの後にクリアーコートして研磨で凸凹をなくしてから次のキャンディーに取り掛かるのですが、今回はトップコートで凸凹潰しも兼ねるという荒業。
こういう大きなサイズだとホント研磨が大変なんです。マジ。
一回でも研磨作業減らしたかったんですよ。今回は。

早く完成させたいんですよゥ。あゥあゥ。

左の塗装面に右側の柄を映しこんでみる。
映り込んだ像の輪郭がユラユラしていて塗膜の表面の凸凹が確認できる。
硬化後に研磨して平らにする、ナーバスな作業が待っている。

トップコートに使ったのは日本ペイントＮＡＸマルチ２０ＬＸクリヤー。
「ＬＸ」は自動車メーカー「レクサス」のこと。こだわりのレクサス車両のトップコートのために開発されたクリヤーで「光沢、肌、乾燥、硬化すべてにスキなし」と高く評価されています。
デコスピもこのＬＸの塗り肌が大好物です！

"ハイパーベースGreen"

ミドリ色に塗るのは初めてのデコスピ。
うまく塗れるか心配だったけど。

オカジマ塗料のキャンディーベースのグリーンとブルーをアドミラのクリヤーに混合して作ったミドリ色です。
テーマは「森」。
キャンプ場とかで使うときに緑に馴染ませたかったのです。

あとトップコートをスプレーして一旦は完成というところ。
ロゴとかもその内描き込みたいとこですが、とりあえずラウドさせるため早く外に持ち出したいです。

"汚されたハイパーベース!"

”ハイパーベース”にラップペイント。
ラップは久しぶりだったので勝手をすっかり忘れてしまってた。
ペイントしながらいろいろ思い出して来たけど、少し遅かった。
シルバーと黒をくっきり分けたかったんだけど、マゴツイテしまったせいで結構ハーフトーンのところができてしまっている。
失敗ではないが気になるところ。
来週はこの上にキャンディーグリーンをスプレーする。

この工程で使うペイントはＮａｘアドミラ。
乾燥するときゅっと塗膜がしまるとこが好き。

"ハイパーベース ペイント中"

DecoPAのサブウーファーを”ハイパーベース”と名付けました。
以後お見知りおきを。

黒い下塗りのまま試聴してた”ハイパーベース”が今日から仕上げ塗装作業に入りました。
まずはメタリックベースをスプレー。
メタリックベースはROCKエースのアストラルメタリックです。
躯体デザインのシャープなイメージとメタリックシルバーのマッチングがすっごいイイムードを醸しだしてるけど、これは悪魔で中塗りにすぎないのね。
これから柄つけたり色付けたりします。

メタリックベースをスプレーして、天日干し中のハイパーベースたん。

"Peerless P830985でTLSフルレンジスピーカーVol.04"

「生存戦略ゥーー！」
前回製作した”１．０タイプ”の試聴感想です。

TL独特の深い低域は直径６ｃｍという小口径でも健在です。
トーンコントロールで１００Hzあたりを５ｄｂくらい軽く持ち上げてやるとイイ感じです。
バスレフの低域ほど前に迫ってくる低音ではないけど、嫌みのない自然な低音で、小口径であることを忘れてしまいます。
ドライバーP830985の優秀な特性を存分に発揮されていると思います。
大きな定格入力と大きめな振幅のおかげでトランスのキックも鳴らし易いのがうれしい。。
周波数特性は高音から低音までスムーズに繋がっている印象。
癖が感じられないというか、癖が感じられないのが反ってデコスピ的には物足りなかったくらい。
もっともデコスピ的っていうのはけっこうゲテモノ的なとこもあるので、一般的にいうならこのドライバーは結構すてきだと思います。
箱鳴り対策も施されていなくって両面テープで貼り合わせだけの脆弱な躯体でも十分試聴を楽しませてくれました。

周波数特性のグラフも一応ありますが、かなりイージーな計測ですので、”だいたいこんな感じ”くらいで。

P830985×TLSフルレンジスピーカー 周波数特性（ニアフィールド）
２００Hzくらいからなだらかに減衰してて、丁度サブウーファーともマッチングさせ易いカーブに思える。

PeerlessP830985×TLSフルレンジスピーカー 周波数特性（開口部）
開口部からの音を測定してみると、開口からの低域のピークが１２５Ｈｚと確認できた。チューニングしたとうりです。
中域の音もれが結構あるのね。

試聴した感想は「かなり満足した。」です。

次は５．０タイプ、つまり開口端面積が閉口端面積の５倍のタイプを作ってみます。

"Peerless P830985でTLSフルレンジスピーカーVol.03"

最初につくったモデルは開口端と閉口端、それぞれの面積が等しいタイプ。以後｢１．０タイプ」と呼びます。

断面が内寸で７５ｍｍ×１２０ｍｍ。で、管の長さが６５ｃｍね。

材料の板は大きな荷物の梱包の敷き板に使われていた廃材のMDFボードで、厚みが１３ｍｍです。

接着は両面テープで貼り合わせるだけ。データを採ったらバラしますから、必要最小限の手間で作ります。

プランターのスタンドを使って本体を宙に浮かしている。
開口は下。

第一段階。

組み上がった管にドライバーを取り付けて吸音材は詰めない状態でインピーダンスを計測してみます。

ドライバーのFsと管のチューニングがピッタリ合致してます。

インピーダンスを抑え付ける作用がドライバーのインピーダンスピークに割り込むように働いたため、ピークが真っ二つにきれいに分かれています。

しかし吸音材が詰められていないので、管内の反響、共鳴で音は台無しの状態。

なおかつ、インピーダンスピークはきれいに二つに分かれていてもピーク値はさほど低下していません。これは低域の伸びが少ないってことらしい。
吸音材を詰めて余計な共鳴とインピーダンスピークをおさえこむ必要がありそうです。

見ずらい画面で恐縮です。

黄色？がドライバー単体のインピーダンス特性でそれに重なってる緑色の双子山がTLSのインピーダンス。
上の曲線はTLSの位相特性。

第二段階。

二枚目のグラフは吸音材を３０ｇ詰めた状態でのインピーダンス。↓

吸音材の効果で管内の音速が低下したためインピーダンスを抑え付ける作用が低域側にずれ込んでピークのバランスがくずれましたが、ピーク値自体は低下し、ヒアリングしても余計な反響が耳につかなくなりました。

 吸音材の量、３０ｇは適当に決めました。ほんとテキトーですが大きくハズしてしまってることもないと思います・・・・・。





ファイナルアンサー。

吸音材の影響でズレた管のチューニングを管長をきりつめることによって元にもどしてみます。

測定してインピーダンスを確認しながら少しずつ切り詰めていった結果、９ｃｍ切り落としたところでチューニングのポイントが元にもどりました。

もともと６５ｃｍあった管長は最終的には５６ｃｍになりました。
吸音材の影響って結構大きいんですね。

あと位相の変化にもご注目！

黄色のドライバー単体のインピーダンスのピークと緑色のTLSのディップが重なった。
ピークもきれいに抑えられている。
典型的なTLSのインピーダンスカーブっすね。。
位相のカーブも上記二点に比べてスムーズになっているよ。

Martin J.KingのMathCADスプレッドシートを使えば吸音材の影響こみでシュミレーションができるらしいので、このように面倒なことをしなくてもいけるのだけど、デコスピはMathCADがまだ理解できないもので・・・・。

でも実際に切断しながらインピーダンスのカーブが少しずつ変化していく様を観察することは有意義であると実感します。



数式は頼りになるツールですが、本当に大切なのはそこからみちびかれる「物理イメージ」であり、イメージこそは体験することによってより鮮明になりますよね！

"Peerless P830985でTLSフルレンジスピーカーVol.02"

Fsを測定しまちゅ！
あらかじめエージングを済ませたドライバーのインピーダンスを測定してFsを確認した。
データシートによるFsは１０１．２Hzだけど、実測値はコレ？！↓

二個のドライバーのうち、一個は１２５Hz。もう一個が１４０Hzデス！
データシートと実測のズレは２０Hzくらいはありがちだけど、４０Hzともなるとイタイタだお。
とりあえず１０２Hzに近いほうの１２５Hzにあわせて設計をすすめたいと思うけど、１４０Hzのほうはどうする？

管の長さと断面積を求めよ！

開口端と閉口端の割合を変えた何種類かの証明モデルを作り実際に聴いて、P830985 ×TLSのイメージをつかみたいと思います。

SL=開口端面積
SO=閉口端面積
この数値をあなたのスピーカー製作の参考にされることはお勧めできません。
ここの数値は不正確です。

9月21 日加筆。
上記の値はMartin J.King氏のTLSアライメントテーブルに従って導き出されましたが、そのメッソドはFsが20Hzから70Hzのドライバーに限定されるらしいです。
ので、本来これらの数値はPeerlessP830985には有効ではないのですが、製作の取っ掛かりとしては十分参考になりうる数値だと思います。
この数値を起点にひたすらカットアンドトライを繰り返すというのが、今のところのデコスピの方法です。

"TLSサブウーファー(W5-1138SM)製作記Vol.6"

参考までに周波数特性の測定結果。
（測定装置がまだ使い始めたばかりのものなので、キャリブレーションが完全ではなく、あくまで参考までにです。）
一枚目のグラフが信号処理しないで鳴らした特性。
二枚目のグラフが３Ｄバッファを通した特性。設定はカットオフが１８０Ｈｚ。

一枚目はともかく、二枚目の平らなところのない、みごとな三角形の特性には、
「・・・・・・・・・・。」。
受け止めたくない現実。
でも確かに、若干ブーミーかな？と感じていたんだよね。実は。
マッチングさせるメインシステムの特性にもよるだろうけど、３Ｄバッファのローパスフィルターの定数は変更を検討すべきかな。
どの程度正確に測定できているかという疑問も残ってる。

"TLSサブウーファー（W5-1138SM)製作記Vol.5"

サブウーファーの信号処理は自作の３Ｄ（２．１ｃｈ）バッファで行っております。
これはデイトンオーディオのＳＡ－２５というサブウーファーアンプのバッファ回路のコピーで、カットオフ周波数が６０Ｈｚから１８０Ｈｚの間で可変できます。
ウーファーのゲインも調整できるので、二つのパラメータの調節によっていろんなメインシステムにマッチングさせることができるはずです。

デコスピのいくつかの小型フルレンジシステムと組み合わせて軽く試聴してみました。
ビッグロールの可能性を窺わせる、深いけどタイトで跳ねるようなベースラインを堪能。
出音確認して気持ち落ち着かせてから、測定してみた。

いつもは設計のまえにドライバーのインピーダンスだけ測定して確認しておくのだけど、今回はなんとなくデータシートの情報だけで設計してしまった。
データシートによる最低共振周波数は４５Ｈｚだけど、測定してみると６２Ｈｚだった。（ドライバーのエージングはあらかじめ施してある。)
イタすぎ～。見過ごせる誤差じゃないよ・・・・。
ちゃんとチューニングできてたら、グラフにみるドライバーのインピーダンスは、ピークが抑え付けられて二つの小さなピークに別れるのですが、測定の結果は高域側に小さなインピーダンスの山が一つできているだけ。
キャラクターとしてみればこのままの性能でも間違いではないのですが(音が悪くなければね。）今は厳密にＴＬＳとしての動作を追及したいと思っているので、今回の結果は失敗です。

"TLSサブウーファー（W5-1138SM)製作記Vol.4"

接着完了！
で、仕上げ塗装の前にドライバー取り付けて試聴です。
期待でワクがムネムネです。

ドライバーを取り付ける前に、先端の１/４を残して吸音材を詰め込みます。
吸音材ですが、ＴＬの製作では吸音材を大量に用意するケースが多いのですが、
吸音材として販売されているグラスウール等のマテリアルを使っていてはコストがかさみます。
試作などでは、もっとコストの抑えたいものです。
そこで私がよくお世話になっているのがコレ。

ホームセンター「コーナン」のオリジナル商品で観賞魚水槽用ろ過綿として販売されている「ウール」です。
素材はエステルウール。１００ｇ入りで￥１６８－です。安い！

今回はこの「ウール」を一袋、とりあえず詰め込んでおきます。
後々、インピーダンスの測定結果を踏まえながら量を調整していくつもりです。
が、とりあえず早く音を聴いてみたいのですYo-!

"TLSサブウーファー(W5-1138SM)製作記Vol.3"

ピストンモンスター！？
略して”ピスモン”。とでも呼びたくなる。
今回のサブウーファーに採用するドライバー”5W-1138SM”のことである。
ミーがとやかく言うよりも、１５００Tbさんの動画見てみて。
すっごいピストンですよね、、、、。
データシートによるとX-max（許容振幅幅）は９．２５ｍｍ。ということはpeak-peakで１．８５ｃｍ。
１３ｃｍクラスのウーファーなのに２ｃｍ近く前後に震動できる・・・・。まじ？
マジですっ！
ぶっといエッジが見るからに異様ですが、このエッジにより長～いX-maxが可能になっているんですね。
TLS方式はドライバのコーンが動き易いので開放的な明るい音が特徴なのですが、
バスドラのような低い周波数で音圧が突出するような音では振幅し過ぎてクリップしやすいという弱点があります。
そういうわけで今回はX-maxの定数を重視したドライバーのチョイス。
振幅に余裕を持たせることによってクリップしにくくする。
ひと目でコイツだと確信した！。
やってくれる筈、ビッグ・ロールよ。

"TLSサブウーファー（W5-1138SM)製作記Vol.2"

徐々にこのスピーカーの全貌が明らかになってきます。
組み立て・接着工程中の写真ですが、外形のみならず、

内部構造もよくわかりますね。

内部構造と言っても空洞で何もありませんが、、、、。
今回は試作なので内部補強はとくに施しませんでした。
TLS方式はキャビの内圧が低いので試作程度なら内部補強は
省いていいでしょう。
完成後は中に吸音材が詰め込まれます。
脚部付近のまるい穴がドライバーの取り付け口です。

脚部を含む全長１．３５ｍの内、ホーン長は１．１５ｍで
断面積は閉口端（ドライバー取り付け部）の１９５平方ｃｍから
開口端はその１/１０にしぼられています。
ホーンのチューニング周波数は４５Hz。搭載されるドライバW5-1138SM
のF0に合わせてあります。

より円に近い六角形の断面形状と折りたたみのない直管は、
ホーンとしての、たいへん効率の高い動作が期待できます。

"TLSサブウーファー(W5-1138SM)製作記Vol.1"

スリム六角錐型サブウーファーの脚部の加工。

王冠の図柄を逆さまにしたような形状に仕立てます。

まず自在錐で円をくりぬいて
                                                   

つぎにテーブルソウにスライドテーブルをセッティングして下方から切り込みを入れる。

  もう一方からも切断して

こんな感じになります。

仮組するとこうなる。カッコカワイイ。 

先端がトンガっている。

このままでは欠損しやすい。というか確実に欠損する。

なんとか補強しなければならない。

あたらしいかたち

こんにちは

デコスピ(小森田)です

デコスピ(ミノリ）が

切れ込みの入った六枚の板を持ってきました。

あわせると、こんな感じに

 

わかるでしょうか、上から見ると底の方が、

すこーーし縮まっています。

これは、

新しく作る、六角錐ウーファーのためのカットテストだそうです。

六角錐これです。

この六角錐の角度がすごーくゆるやかで長ーいなものを作ろうとしています。

カット部分の接合具合もばっちりですね。

このカットをするために、冶具（http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B2%BB%E5%85%B7）

をまず作るのですが、そっちの方が時間がかかるみたいです。

その苦労話などは今度デコスピ(ﾐﾉﾘ)から・・・。

さて、本番もうまくいきますように。

(デコスピ小森田)