Lepai LP-2020A+手に入れました

　あまりにも気まますぎてすみません。期待されている訳でもないのですが、本当に空いてしまいました。趣味を変えた訳でもないですが、書くようなこと（書いても良いようなこと）が出来なかったので、すっかりサボっていました。

　さて、アンプ造るとかいってましたが、構想だけで進んでいませんでしたが、ネットを見ていて、Lepai のLP-2020A+を見つけました。D級だけどコストの割には音が良いらしい。
　Amazonで調べると2000円ちょっとだったので、物は試しと思って購入しました。

Lepai LP-2020A+

　なるほど、軽い割には元気よく鳴るD級アンプ。音の立ち上がりにはビシッと反応して元気がいいが、低音がこもって高音は若干シャリシャリのドンシャリ的に私には聞こえました。
　さてさて、中はどんな様子かと見ると

　電源は外部のACアダプター12Vからなので、中身はTA-2020-20の回路と、RCAからの受けにオペアンプ回路、トーンコントロールのTREBLEとBASSの回路、それとスピーカ出力にリレーとその回路のようです。

　ぱっと見ですが、結構ムリムリなのがスピーカ出力のリレー。基板からすると接点構成2aの小型リレーの予定だったようだけれども、物がなくなったのかHK4100F-DC12V-SHGという接点構成1aを２個積みした変換基板を実装してました。このため、TA-2020-20出力のフィルタのコンデンサが斜めに実装しないと入らないような状態です。ちなみに、RCAからの受けはJRCの4558でしたが、面実装のDMPパッケージ。電解コンデンサ等ももちろん日本メーカ産ではありません。

　改造どころが結構ありそうです。回路を追いながら改造アイデアを考える楽しみが出来ました。

タイマーIC 555のマルチバイブレータ

皆様、暑中お見舞い申し上げます。
　日々、暑くて暑くて、オリンピック見る以外は何事もやる気が低下する毎日。だれる...

　さて、前回紹介のLED照明。昼夜連続点灯ではないが、水耕栽培に使っている。が、いまいち効果があるのかないのか....。そんなこともあって、効果アップに間欠発光が良いらしいということで、LED照明のために試してみよう、と考えた。

　植物に対する間欠光の影響は？ということで調べたところ、植物工学研究所によると、400usec周期の光に対しての光合成速度が最も良いとの結果であったらしい。実験結果はサラダ菜に対して2usecから10msecと連続光の実験なので、その前後にもっと効率が高いところはあるかもしれないし、植物の種類にも因るかもしれないが、この結果の400usecとすると周波数では2.5kHzになる。

　前回用いたLED照明の電源モジュールには制御端子があって、そこの制御で点滅できるようになっている。今回は、その端子を使う前提で、パルスを生成する回路を、タイマーICいわゆる555を使ってみた。
　一応、シミュレーションしてみようと、NE555の回路を入れなきゃならないか...と思っていたが、ラッキー、先人に感謝。なんとQucs projectのdownloadのexampleページにfamous 555 timer macromodel and examplesとあって、555_examples_prj.tar.gz  があることを発見。ダウンロードして、開いてみると、555_Fig9.schがマルチバイブレータそのままの回路。もちろん、ICの555自体もサブサーキット構造で入っている。実際使うICがNE555やLM555、NJM555でも機能は同じなので問題ない。
　データシートの計算式を用いて2.5kHzの定数を求めてみた。
　 　
から、
　
ここで、C1=0.01uFとすると
　
　R1=10kΩとすると
　R2=23.8kΩとなる。
23.8kΩはE12系列には無いので、R2=22kΩとする。
　QUCSを使ってシミュレーションでやってみると以下のような回路定数で良さそうだった。

QUCSによるシミュレーション例

ただし、このexampleのプロジェクトデータで注意点がある。サブサーキットの中身を見ていると、timer_Discharge.schのトランジスタは入っているパラメータが少ないので、多少足した方が良いと思う。例えば、Vaf=0は、さすがにないだろう。Vafはアーリー電圧なのでとりあえず100とかにしておく。シミュレーションを実行してみて、この辺りが問題で、収束しなかったりエラー出たりすることがあるので、適当に入れてみるとよい。SPICEのディフォルト値よりもQUCSはパラメータの値が「0」の項目が多いので、より注意。所詮シミュレータ、使いようである。

上の回路のシミュレーション結果

シミュレーション結果でだいたい2.5kHz。こんなものでしょう。これ以上は定数を詰めても机上の話なので、後は実際試してみるしか無い。部品の許容差もあることなので、周波数調整はR2の一部を可変抵抗にして対応。抵抗±1%、コンデンサ±10%誤差として、10kΩの半固定抵抗と15kΩの固定抵抗で実力ギリ収まるだろう。趣味の回路だし、こんなものでしょう。
電源電圧も実際には12Vだけれども、データシートによると原理的に計算は変わらないから、そのままで。
　さて、作ろうと思ってもICもコンデンサも無いので、続きは次回、部品入手後に。

OS X Mountain Lionへクリーンインストールでアップデート！

iMacのOSをLionから Mountain Lionへアップデート。今回は環境やデータ、アプリは従来のままだけども、OSはクリーンインストールという方法とした。TimeMachineとインターネットだけで、リカバリーディスクは作りません。
アップデート自体は多少時間がかかるもののきわめて簡単。環境やデータ、アプリを戻すにはTimeMachineを使う。

　手順は以下の通り。iMacは有線LANでインターネット接続状態でTimeMachineは外付けHDDをUSB接続。

1.Time MachineでLionのiMacを一応バックアップしておく。

2.App StoreからOS X Mountain Lionを¥1,700でダウンロードする。ADSLなのでダウンロードに時間がかかった。

3.指示のままに進めてアップデート完了。普通なら、これで終了。クリーンインストールするので続く。

4.Time Machineでバックアップをとる。この状態をあとでクリーンインストール後に戻す。

5.システム終了して、commandキー+ Rキーを同時に押し続けながらMacを起動。これでリカバリーHDで起動して、Mac OS Xユーティリティが起動する。

6.ディスクユーティリティで先ほどMountain Lionをインストールしたハードディスクを消去する。フォーマットはMacOS拡張（ジャーナリング）。これでディスクの中身は消去される。終わったら、ディスクユーティリティを終了する。

7.Mac OS Xユーティリティの中から再インストール。もう一度Mountain Lionをダウンロードなので、また時間がかかる。その後は、指示のままに進めていく。

8.コンピュータアカウントの作成で注意が一つ。これまで使っていたコンピュータアカウントと同じもので作ってしまうと、TimeMachineで戻すときに同じアカウント名だと戻せないと言われる（戻す方の名前をその時に変えれば良いのだが）。今回は、まるっきり元と同じにしたいので、コンピュータアカウントは適当なアカウントを作る。

9.再インストール完了後に、アプリケーションのユーティリティにある移行アシスタントを起動。TimeMachineから戻すよう進めていく。戻すのにも時間かかった。

10.戻って再起動したら、戻したアカウントの方の管理者でログイン。先ほど適当に作ったアカウントをシステム環境設定のユーザとグループを使って、カギをクリックしてから削除する。

11.一応再起動して完了。

12.X11のアップデートを忘れていた(QUCSが動かなくて気づいた）ので、XQuartzの最新版をダウンロードして再起動する。本当に完了。

　これで一通りのアプリもデータも元通り。
　このやり方だと2回もダウンロードしたので時間がかかったけれど、TimeMachineとネット環境とApp Storeのありがたさ。便利になったものだ。手早くするにはリカバリー用のディスクを使った方が早いと思う。

　何はともあれ、クリーンインストールしたのだが、ディスクアクセスの音がずいぶん減ったよう。気分的にもクリーンでこの夏を越えよう。

　そうそう、このMountarin Lionのディスクトップピクチャに北海道の写真家の作品の美瑛町の青い池が収録されていて、あのWWDCのMacBook Pro with Retina Displayのプレゼンでも使用されたとのこと。すばらしい&うれしい！！

Blue Pond - The WallPaper for Apple Inc. by Kent Shiraishi

　このかたのブログを見に行ったら、写真に物語があって泣けます。
　この猛暑にも涼しげで最適なので、この夏はこれをディスクトップで乗り切ろう！

植物用LED照明の試作

 最近流行の植物工場もどきをやってみよう！と思い立って部品だけ集めたのだが、天気がよかったので取りかかれずに放っておいた。でも、そろそろ作らないと忘れてしまうそうなので、なんとか形にしてみた。
部品といっても今回はモジュールなので、回路的にはあまり困ることは無いのだが、形にするところが工作のメイン。

電子部品は秋月電子で調達。
定電流方式ハイパワーLEDドライバモジュール（3W1個）OSMR16-W1213
スイッチングＡＣアダプター12V1A（入力100V～120V）　NP12-1S1210
それとLEDは
放熱基板付３Ｗ赤色パワーＬＥＤ　ＯＳＲ５ＸＭＥ３Ｃ１Ｓ　波長620-630nm
放熱基板付３Ｗ青色パワーＬＥＤ　ＯＳＢ５ＸＭＥ３Ｃ１Ｓ　波長465-475nm

ＯＳＲ５ＸＭＥ３Ｃ１Ｓをヒートシンクに張り付け。赤も同じ。

OSMR16-W1213。黒線が電源側（AC、DC共用）、白とピンクがLED側

 植物工場研究所によれば、640nmから690nmの赤色光が光合成には効果が最も高く、420nmから470nmの青色は葉の形成に必要らしい。
今回入手した赤のLEDの波長はやや短めだが、無いよりはましと思って付けることにした。

さて、とりあえずこのLEDを点灯状態にするにはどうするか。
　まず、ドライバモジュールだが、このモジュールの回路解析をした方がいるので参考にさせて頂いた。それと、モジュールにはCL6807というCHIPLINK SEMICONDUCTOR社のICが使用されている。ネットからこのICのデータシートを拾ってみて見る。

CL6807アプリケーション図

CL6807は、ざっくりいうと、抵抗RsでLEDの電流を電圧に変換して監視し、平均したときに一定電流が流れるように動作するようになっている。LXはGNDに対してON/OFFするスイッチになっているけれど、インダクタLによっていわば平均化されるようになっている。今回のLED２つを直列に接続して駆動しても12V電源からなら問題なさそう。（計算してないが...）

　ということで、このモジュールはデータシートのアプリケーション回路と同じだろう、ということにして、3WLED直列２灯にする。

　ACアダプタ　→　電源モジュール　→　LED直列2灯

こんな構成にした。

　LEDにヒートシンクは付けて、今回は金魚の水槽用に買ったけれども今は使っていない9Wのミニライト照明器具を改造。これが一番の手間だね。面白いけど。
　LED2個はヒートシンクごと並べて付けるために、ミニライトのプラスチッック筐体とアルミ板の反射板にに穴あけ工事。LED固定はパテ。こんな感じです。

表はこんなよう。元々あった蛍光灯とそのソケットは取り外し、そこの空間に電源モジュールを押し込む。電源モジュールの電源線はアーム内に元からあったAC100の配線を流用し、秋月のACアダプタはその先にコネクタで接続した。やっつけ仕事みたいで見てくれが悪いが、効果があるようなら作り直すってことで、今回は終了。

　点灯するとこんな感じです。

植物には点滅動作の方が成長効率が高いらしい。一応、今回のモジュールはCL6807のADJ端子でON/OFFもできるらしいので、それはもう少し調べてから、また考えるつもり。

Ubuntu 12.04 LTSをインストール

ここのところ、花粉症も収まっての反動もあって、庭仕事が忙しくこちらまで手が回らない！
気がつくとその間に、Ubuntu 12.04 LTSがリリースされていた。たいして使うわけではないのだけれども、Long Term Supportの５年間サポート版なので、入れてみることにした。
　と、思っていたらParallels Desktop 7もアップデートでBuild7.0.15094になっていて、Ubuntu 12.04も試験サポートされているらしい。
　というわけで、合わせてアップデート。

　まず、Parallelsは更新チェックからアップデート終了。
　UbuntuはJapanese TeamのUbuntu 12.04 LTS Desktop 日本語 Remix CDをダウンロード。Japanese Teamには頭下がります。Parallelsには新規で入れることに。
　Parallels　新規...でParallelsウィザードからDVDまたはイメージファイルから...で続行。インストール元で、イメージファイルの選択...として、ダウンロードしたisoファイルをオープンとし続行。Linuxユーザ名とパスワードにある高速インストールのチェックは外して続行。名前を入れて。Ubuntuのウィンドウでインストールを続行。
　Paralelles Toolsがいつものようにインストールされていないと出たので、Paralleles Toolsのインストールにして、prl-tools-lin.isoを接続。この後は、自動で進まなかったので、Ubuntu内でターミナルを起動して、
cd ”/media/Parallels Tools”
sudo sh install
でインストーラがようやく起動。
やれやれ...
　

ヘッドホンアンプを造ってみた その２

今回のヘッドホン回路で「思い」的なところは、出力トランジスタのベース端子とオペンプの出力端子を接続する大容量コンデンサの設置（図の赤丸）部分。

上の図の回路のままでも、いわゆるダイヤモンドバッファ回路でも同じなのだけれども、オペアンプから出力トランジスタまでをDC直結の回路構成のため、なんとなくオペアンプの出力部の動作と反対になっていることが気になっていた。
　過渡的にオペアンプ（OP1）の出力電圧が高くなると、Vcc-Vo間の電圧は小さくなり、抵抗Rに流れる電流は減る。減った電流の中から、トランジスタT2のベース電流となって出力電圧Voutが出力される。

気に入らないのはこの部分。本来は、出力電圧Voutが高いときは、出力電流の大きくなるのだから、このバイアス回路の電流も十分に増やしておきたい。しかしながら、実際は出力電圧が高いときにはバイアス電流は細っていて、その細った電流で大きな電流が必要となった出力トランジスタを駆動する。
　回路を単純化して、その中でうまく動かしているのだから、それは致し方ないことではあるけれども、簡単にもう少し改善できないだろうか？
　ということで、今回のコンデンサ追加の回路になったわけである。

思いとしては、オペアンプの出力VoとトランジスタT2のベースがコンデンサで接続されたので、Voが上がると、Voの出力端からコンデンサを介してトランジスタT2のベースに電荷が注入される形になる。前の回路よりは、オペアンプが出力トランジスタを駆動している感は出ていると思う。
　ブートストラップと云う回路なんだけど、この方式であれば、過渡的にはトランジスタのベース電圧をVcc以上に持ち上げることもできる。これはこれで、いろいろ問題は出るだろうけど。
　それに、コンデンサの無い以前の回路でも、ダイオードは導通しているので交流的には短絡しているから、最終的に電気的には同じ動作ではあるのだけれどもね。　
　ただ、自分としては、気分的に「こうしてみたい！」というのが今回の回路構成でした。

ヘッドホンアンプを造ってみた

さて、前回から時間が経ってしまった。気候が良くなって、花粉も減った（？）こともあって、庭仕事に掛っきり。そのまま連休に突入！天気のいいうちに...というわけで、アンプ系が全く進まない。そのくせ、やってみたいことの材料の仕入れだけするものだから、ちゃんと計画たてないといけないか、と自己反省。

なんとか眠気を払って、iMacに接続するヘッドホンアンプを造ってみた。いつもようにケースには入れず裸状態。

ヘッドホンアンプ写真　結構無理やりなつくり...

とりあえず回路はこんな感じ。

ヘッドホンアンプ回路図

回路図にあるオペアンプにmc1458とあるが、実際はNJM2114である。電源間のコンデンサは図上では省略。
説明すると、オペンプを用いた電圧利得0dBの電流バッファ。オペアンプ出力から最終出力段までのもって行き方は、あまり見ない形かもしれないが、

トランジスタ回路部　左右の回路は等価

図に示すように左の回路は、トランジスタをダイオード接続したので、比較的良く用いられる右の回路と等価である。左の回路のメリットは、出力段と同じ種類のトランジスタで構成できるので、Vbeや温度特性などがバラつかない。また、上下対照の構成にすれば、カレントミラー回路構成でもあるので、バイアス電流の設定などもやりやすい。安定して造れるところかな。出力の330uFはいずれ省くつもり。
トランジスタは2SC1815GRと2SA1015GR。電源の±12VはAC電源から整流しシリーズレギュレータで生成したものを接続する。
オペアンプの出力段に接続されている100uFについては、思いの部分なので後ほど説明してみたい。
 半月前の配置しただけのアンプの写真は、まだそのまま寝ています....（これでいくつ宿題を溜め込んでいるやら）