SVX日記

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2017-05-01(Mon) お風呂BluetoothスピーカV2とリチウムポリマ充電池対応

  お風呂スピーカの稼働率が高くなるにつれ、電池の交換が面倒くさくなってきた。そんな時は充電池……なのだが、イマドキならば、リチウムポリマ充電池なわけで、でも、それはひとつ間違うと爆弾なわけで。

  そんな気分でAitendoを見ると、ひと通り揃っているんですな、これが。リチウムポリマ電池(3.7V/110mAh)[SX-3.7V-110MAH]と、充電用IC[MCP73831T-2ACI]と、ピッチ変換基板[SOT23-B]。ついでにBluetoothオーディオレシーバ基板[BK3254P9]まで買ってしまう。

  Bluetoothスピーカ化は既に済ませているのだが、USBメモリ形状のものを無理にくっつけているのがイマイチ。たまたま既存の極小MP3モジュール[M2801002]とピンアサインが似ているので、似たような形状に合わせることにした。同じようにチョンチョンと空中配線で2.54mmのピンヘッダにハンダ付けしてモジュール化する。

  画像の説明

  ……が、なんだこれ。電源入れると中国語らしきボイスが流れるんですが……ペアリングにちょっと時間がかかるものの、特に何の操作をしなくてもペアリングされるのはいいが、その時にも中国語らしきボイスが流れる。まぁ、使用には問題がないからいいんだが、ちょっと微妙だ。

  さて、本題はリチウムポリマの方。米粒のようなICをピッチ変換基板に載せる。手配してから気づいたが、充電電流によっては結構発熱するので、できるだけ放熱しやすいピッチ変換基板をチョイスしたほうがいいみたいだ。今回の充電対象は110mAhの容量なので、1Cで100mA程度の電流量であり、たぶん問題なさそうだが。

  ハンダをドバっと乗せてから、はんだ吸い取り線で吸い取る形でハンダ付け完了。ブレッドボード上に周辺回路を組む。たまたま、USBのmicroBの変換基板を買ってあったので、それを経由して充電することに。PCのディスプレイ横のUSB端子から、USB電流モニタを介して、ドキドキしながら充電を開始!

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  PROG端子には、10KΩをつないだので、1時間強で充電完了予定だ。テスタで電池電圧を計測しながら、USB電流モニタを眺めつつ、防爆用(!)のドーム型ルーペを横に、充電状況を見守る。

  基本的な充電戦略は、4.2Vに達するまでは一定電流(今回は100mA)で。4.2Vに達したら、それを超えないよう電流量を減らしていくように電圧を微妙に上下するようだ。実際に計測した充電の経緯は以下。

時刻電池電圧充電電流累計充電量
14:203.90V0.11A0mAh
14:323.95V0.09A24mAh
14:434.00V0.08A40mAh
14:524.04V0.08A53mAh
15:014.08V0.07A66mAh
15:104.13V0.07A76mAh
15:194.19V0.07A88mAh
15:234.19V0.00A92mAh電流値が0に(測定器の問題)
15:304.19V0.00A96mAh
15:434.19V0.00A96mAh
15:484.17V0.00A96mAhLEDが消灯

  ほぼ思った通りの挙動を経て、無事、充電が完了した。

  試しにお風呂スピーカの電源端子につないでみたら、問題なく音が鳴った。単三x3本をこのサイズに置き換えられるのかぁ。これは、ちょっと危険とはいえ、使い倒したくなってくるねぇ。


2017-05-04(Thu) リチウムポリマ充電器作成

  先日、ブレッドボード上に試作した回路を元に、実用可能なようにパッケージングすることにする。回路をデザインし、基板を最小サイズにカット、USBコネクタ直付のスタイルで使用できるようにした。リチウムポリマ電池との接続はピンヘッダ。

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  下部のピンヘッダは、PROGの抵抗値の変更用で、ショートピンを取り外せば、最大充電電流は40mA、右側に取り付ければ100mA、真ん中で180mA(後から気づいたが、回路のミスで、これは動作しない……)、左側で450mAと、充電対象の電池容量に合わせて設定できるようになっている。今回の電池容量は110mAhなので、右側に取り付け、最大充電電流100mAとし、1Cである110mAを超えないように設定する。

  右側のピンヘッダは、上2本が電池電圧、下2本が充電電流量のモニタリング用。充電電流量のモニタリングが不要な場合は、下2本にショートピンを挿しておく。

  LEDは充電状態、充電完了の確認用のつもりだったが、微妙にミスったのか両方が常時点灯する動作となってしまった。まぁ、そのうち修正できればどうにかしたいところ。

  なかなかいい感じにパッケージングできたので、充電のテストのため、お風呂スピーカで電池を放電させてみたが、110mAhという容量は、mp3を2時間くらい鳴らす程度で終わってしまうようだ。次は、もう少し容量の大きな電池でも買ってみるかな。


2017-05-06(Sat) 自作パソコン完成、そして、パーツを自作

  1日にパーツが届き、ケースに電源を取り付け。2日にCPUとメモリをマザーボードに取り付け、ケースに取り付け。3日にHDDとDVDを取り付けて完成。Windows 10 Home Creators Updateをインストール。事細かに指示するものの、ほとんどの作業はガキが実施し、過程をデジカメで撮影させた。ちょっと早いが、夏休みの自由研究に使うことも視野に入れつつ。

  初めて電源を投入し、ウンともスンともいわないのでアセったが、8ピンのCPU補助電源コネクタの接続を忘れていたのが原因だった。昔のPCは1系統だったので気づかなかった。

  さっそく、マインクラフトをインストールして遊ぶ。ついでにアスファルト8というレースゲームを入れたら、これまた割と面白い。

  4日に3DMarkを試したら、2FPSという驚愕の結果に。まぁ、Pentiumにオンボードビデオで何を期待してんだって話だが。

  ふと、ケースにビープ用のスピーカが備わっていないのに気づく。一応、起動時にピッと鳴ったほうがいいので、手持ちの部品でデッチ上げることにする。ちょうど、すぐ下に電源LEDがもう一系統あるので、レインボーLEDでも点灯してみることに。どちらも、部品を直結しただけだが、ちゃんと目的の動作をした。

  5日にCortanaという音声入力可能なアシスタント機能が存在していることに気づいて、マイクを手配したくなる。が、これも手持ちの部品でデッチ上げることにする。結線を調べると、3.5mmジャックの先端が音声入力、根本がグランド、中間がパワーらしい。ステレオプラグにコンデンサマイクを直結したものを自作する。先端と中間は短絡してコンデンサマイクの+側、根本を-側につないだら、ちゃんと目的の動作をした。

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  6日にケース内部でゴチャゴチャしている内部配線をやりなおした。ケースには<かきかけ>

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2017-05-21(Sun) 既成のブックシェルフスピーカをモバイル仕様に

  タッパーで自作したお風呂スピーカを痛く気に入り、ホームプロジェクタのスピーカにも使い始め気がつけば常に部屋の中を持ち歩いているほど使い倒しているのだが、流石に大きな音を出した場合のビビりが気になり始めた。リビングにはもう少しマトモなスピーカが欲しい。

  自作も考えたが、この際、改造を前提に既成品を買ったほうが早いだろうということで、ONKYOのD-NFR9というスピーカをチョイスした。1万円弱だ。絶対的な条件は、キラキラした音を味わいたいので2ウェイであることと、フロントバスレフであること。以前にツイータの効果について体感しているのと、個人的に、低音とはいえ、後ろから出るのは許しがたいのだ。屁でもあるまいし。

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  実は、このD-NFR9というスピーカ、後継にD-NFR9TXというスピーカが出ているせいか、在庫のないショップが増えている。個人的に、ハイレゾは詐欺商法だと思っているので、倍近くも出してD-NFR9TXを買うことはありえず、いったんは、もうひとつグレードが上のD-55EXを注文したのだが、その手配中にD-NFR9を在庫しているショップを見つけ、D-55EXをキャンセルし、無事D-NFR9を入手することができた。で、届いたのが16日。

  やはり、筐体が一回り大きく、ウーファの径も+3cm、最低周波数も60Hzに対して45Hzと、いままでにない低音を聴けることに期待なのである。D-NFR9が入手できて本当によかった。

  で、早速、改造なのであるが、自分はオーディオマニアではなく、自分の耳の範囲でしか評価をしない人なので、音質のための改造ではなく、ハンドリング性向上のための改造を行うのであった。ハンドリング性向上とは、そのまんまの意味で、スピーカの上面に持ち運び用のハンドル(取っ手)を付けてしまうのである。

  これにより、据え置き前提のブックシェルフ(本棚)スピーカでなく、家の中なら好きな場所に持っていけるモバイルスピーカにクラスチェンジするのである。

  実は、以前から、市販のBluetoothスピーカがミクロすぎることに不満だったのである。本格的なスピーカにBluetooth機能があって、取っ手が付いていれば、とっても便利なのに。

  というわけで、近所のホームセンタでチョイスしたのがセレクトハンドルアルマイト100mmという引き出し用の取っ手。ひとつ648円と、意外に値が張ったのでちょっと躊躇したが、安っぽい取っ手を付けたら、せっかくのスピーカの雰囲気まで安っぽくなってしまうので、ちょっとガンバってみた。

  そして、ちょっとビクビクしながら、ほぼ新品のスピーカをバラし始める。ウーファ、ツイータ、背面の端子、いずれも、タッピングビス4本で止まっており、バラすのは容易。んが、ドライバの先を滑らして、コーン紙を突き破ったり、化粧板にキズを付けないように注意する。

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  まぁ、単品のスピーカといえども、もともとD-NFR9はローエンド製品であるから、中は意外と安っぽい。吸音材はたっぷり入っているが、普通の化学繊維(ポリエステルウール?)で、グラスウールでもニードルフェルトでもない。スピーカの接続はファストン端子なので取り外すのは容易。しかし、電子工作野郎のオイラにはハンダ付けしていないのが不思議なのだ。オーディオマニアはケーブルには凝って大金かけるクセに、接続がファストン端子でも気にならないところが、心底よくわからんところだ。

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  いわゆる、スピーカネットワークもシンプル。ウーファはコイルを使うのが常道のようだが、並列コンデンサ一発。表示は101、つまり、100pF。手持ちの容量計で計測したら150pFと妥当な値。ツイータは直列コンデンサ一発。表示がないので、手持ちの容量計で計測したら2.30uF。以前に自分がチョイスしたのが2.2uFだったから、ちょうど同じってことだな。

  ついでなのでスピーカもチェック。13cmのウーファは想像以上の迫力だし、ツイータもかなりの重量で、イカにもイイ音がしそう。んが、気になったのはその表記。5.5Ω+4Ωで2.3Ωだし、25W+25Wで50Wなので、スペックの4Ω、70Wとの開きが大きい。定格インピーダンスの方は、スピーカネットワークがあるとはいえ、4Ωってことはないだろうし、最大入力70Wってのもおかしいような。まぁ、フルパワーなんて出さないからいいけど。

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  天板に慎重にドリルで穴を穿けるのと並行して、2階の窓枠から園芸用のネットを垂らすための引っ掛け棒を製作。2本の棒を蝶番でつなぎ、3箇所にヒートンを取り付ける。今年は、綿花と瓢箪(ひょうたん)を植える予定。既に10株くらい芽が出ている。

  スピーカの工作に戻り、無事、ハンドルを取り付けるのに成功する。外した吸音材を元に戻し、背面の端子、ツイータ、ウーファを元通りに取り付ける。おぉ、持ちやすい! 片側4kg近くもあるが、このハンドルさえあれば、容易にスピーカを振り回せる。まさに、オーディオ振って歩けるッ! これだ、オイラの目指していた「アクティブ」スピーカは。

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  さて、サッと2階に持って上がって聴いてみるところだが、普通のセンタユニットをつないだんじゃ意味がない。ここは、お風呂スピーカの内蔵スピーカをオフにし、両チャンネルを外部スピーカにつなげるようにして、センタユニット化するのが適切だ。直結だった内蔵スピーカをコネクタ接続化し、右チャンネルだけでなく、左チャンネルも外部接続できる仕様にする。

  うーむ、遜色ない。3.7V850mAのリチウムポリマ充電池一発で、ここまで普通に聴けるのか。低音も豊かで、聴き応えがある。バージョン1、完成!