電池2本版 ダイヤモンドバッファアンプ(基板検討)

時々リスニングで使う OPAMP + ダイヤモンドバッファなヘッドホンアンプです。マルツのダイヤモンドバッファアンプキットの基板を流用して使っていますが、なんとも見た目がアレなので基板起こしてしまおうということに。
電池2本でもそこそこ鳴るようにするために、オペアンプはフルスイングタイプを使用します。またダイヤモンドバッファ部分にはブートストラップのコンデンサを追加しています。

KiCAD でレイアウトをいじっていたらアルトイズサイズに収まったので、基板製造をお願いしました。
基板きたらテストしてみたいと思います。また入門用にはいいかと思うので頒布も考えます。

mcHF v0.7 RF ボードの絶縁対策(有効)

以前このBlog に書いた mcHF v0.7 問題点 で、21,24,28MHz 帯で出力を 5W にすると液晶画面がバタつきます。ということを書きましたが、Blog にいただいたコメントで

・RF ボードの TO-220 (電源・ファイナル) を絶縁する
・LOGIC ボードのマイコンチップは銅ホイルを貼ってシールドする
・RF ボードと LOGIC ボードの間に銅板を入れてシールドする

という対策案をいただきました。

私の mcHF は LOGIC ボードの銅ホイル貼りは既に実施済みのため。 RF ボードの TO-220 (電源・ファイナル) を絶縁してみました。

本体分解して、どうやって絶縁シート挟み込むかしばし考えましたが決め手が浮かばず。
結果、RFボードをアルミケースに戻して、基板をちょっと曲げ加減に力をいれて、TO-220 パーツにできた隙間に絶縁シートを滑り込ませるという、なんとも原始的な方法でなんとかしました。

本体を組み戻して、ファームウエアを最新にしてから調整です。

結果、5W 出力では液晶画面のバタつき、ボタンが勝手に押されたようになる誤動作はなくなりました。
また 10W 出力もいけるかやってみたところ、18MHz 帯までは 10W 出ました。21MHz/28MHz帯、設定の数字上げていっても 5W 止まりとなりました。
PA Configuration は 5W / Full Power とも 5W 出力になる設定値にして調整終わりです。

RF ボードと LOGIC ボードの間に銅板を入れてシールドするという対策は今回実施していませんが、mcHF のファンレス函体では 5W 出力でもシャーシ全体暖かくなるので、これでいいかなと思うところです。

後は、CW モードで問題無さそうな波が出る?とかライン入力が歪まないレベルはどれくらい?など確認できたら、ひょっとしたら保障認定依頼するかもという感じ。

Si5351 クロックモジュールのコントローラ作成


日本橋に立ち寄った際 Si5351 クロックモジュールを見つけました。i2c で設定してやれば任意の周波数のクロックが出せるモジュールです。
使うたびに配線してプログラムするのも面倒な感じでしたので、ジャンクボックスにあったタッチ液晶と Arduino UNO を使ってコントローラーを作成してみました。

使用したモジュール
Arduino UNO
https://www.adafruit.com/product/1651 2.8″ TFT Touch Shield for Arduino with Resistive Touch Screen
https://www.adafruit.com/product/2045 Adafruit Si5351A Clock Generator Breakout Board – 8KHz to 160MHz
https://www.switch-science.com/catalog/991/ Arduino用バニラシールド基板ver.2(青)
スケッチコンパイルに必要なライブラリ
https://github.com/etherkit/Si5351Arduino Si5351 Library for Arduino
https://github.com/adafruit/Adafruit_ILI9341 Adafruit ILI9341 Arduino Library
https://github.com/adafruit/Adafruit_STMPE610 Arduino library for STMPE610/811 resistive touch screen controllers
https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library Adafruit GFX Library
arduino ide の library フォルダに入れて、arduino ide を起動すれば利用可能となります。

配線自体は、クロックモジュールに i2c の SDA,SCK,電源をつけるだけなので速攻でおわり。組み立ては最初の写真にあるように基板を重ねるだけという簡単なものです。

操作は、周波数を入れて C0 C1 C2 のボタンを押すと CLK0 CLK1 CLK2 に周波数が設定されて出力されます。上の周波数表示のところを押すと出力の Enable / Disable が切り替わりるというシンプルな形になりました。
周波数変更や出力の Enable/Disable を変えると状態をEEPROMに保存するので、次回起動時は以前の状態が復元されます。

https://github.com/ngc6589/Si5351ClockContoller に Arduino のソースをあげておきました。

mcHF v0.7 TX/RX リレー化(失敗)

mcHF v0.7 の送受信切り替えをリレー化してみました。
Recommended Modifications にある RF-04/05/06-H-029 の改造です。

リレーモジュールを組んで、単体テストでリレー動くことを確認

基板に穴を開けて

面実装部品を取り除いた後、リレーを配線

リレー付けた結果
1.TUNEボタン押すとスピーカーから TUNE TONE の音が出るバンドが発生
2.7MHz帯以下は 5W 問題なく出るけど、10MHz帯以上は1Wも出ない。PA設定まわしてもほとんど上がらない。
3.10MHz帯以上は回り込みのせいか出力調整中にすぐ操作不能になる
とまぁ散々な結果となりました。

— 追記 —

リレーに接続する線をシールドタイプに変更するべく準備


配線をやり直してみました。
こちらの動作確認結果、やはり状況は変わらずといったところ。

諦めて、元にもどしました。

中華製お安い周波数カウンターモジュールを買った

お安い周波数カウンターです。
PIC マイコンで測るらしいのですが、ある周波数以上は MB506 プリスケーラ(懐かしい名前ですな)で64分周して最高 2.4GHz まで測れるらしいです。
まぁ、2000円もしないカウンタに期待してもいけないのですが、一応簡単な動作確認をするべく DC ジャックを探してきてはんだ付け。基板に 7805 の三端子レギュレータが入っているので9Vの AC アダプタで動かしました。


GPS 10MHz 基準信号装置など持っていません。アンテナアナライザの発信周波数で簡易調整。ひとまず 10MHz を合わせて 180MHz を出したところちゃんと表示しました。


adafruit の Si5351A クロックモジュールで、10MHz / 150MHz を出してみた時の測定値は写真のとおり。ズレはありますが、まぁ、誤差の範囲ですかね。問題ないかと思います。

ハンディトランシーバーでもあれば 433MHz帯カウントするか試せそうですが、残念ながらもっていないので動作確認はここまでです。Aliexpress でたくさん類似品(どれがオリジナルかわからない)がありますが動くと思います。

SONY ICF-6000(スカイセンサー6000)の掃除

Apple II clone 機を譲り受けした際に ICF-6000(スカイセンサー 6000) も一緒にいただいてきました。電池蓋の爪が折れていますが、電池入れてみたらAM/FMは聞こえたとのことでした。本日はこれを掃除します。


100円ショップで単一電池買ってきて、受信できるか確認開始。バンド切り替えスイッチを何回も回しているうちに接点のヨゴレが取れてきたのか受信可能に。AM/FMは普通に受信出来ました。短波は昼間なのと生活ノイズが多いため、Analog Discovery II で 6MHz/10MHz の周波数を 1kHz の信号で AM 変調した波を出力して受信出来るか確認。目盛に少しズレがありましたが問題なくピーという変調波を受信することが出来ました。基本的に問題ないということで掃除することに

手順は省きますが、防水のためのゴムパッキンなどを外してバラしました。防水構造のため中はキレイでした。ということで、中身いじりはせず外装だけ拭き掃除することにしました。



一通り拭き掃除終ったところ。だいぶサッパリしました。ショルダーベルトは手で洗ってみたのですが、汚れが浮いてくるので、外したままにしています。

ちょっと使ってみたところ、
AM は15センチくらいあるバーアンテナのおかげて感度良好な感じ。
FM は5分くらい聞いてると周波数がドリフトしてチューニング状態から外れてしまいました。 しばらく鳴らして様子を見ると周波数が下ったり上ったりしています。AFCスイッチあるので多分よほどズレない限り気づかないと思う。
SW1/SW2 ボディエフェクトを結構受けるようです。夜になって受信出来るラジオ局聞いてみて問題なければ良しとしましょう。

Apple II Plus クローン機が手に入りました(ジョイスティック修理完了)

Apple II Clone 機本体も一通り動くようになって、ちょっと遊んでみようかといくつかゲームを動かしてみたところ、ジョイスティックの反応がおかしいことに気づきました。スティックを上下左右に振っても、ソフトの反応が均等な感じではなく特定の方向にやけにキレがあるというバランス悪い状況。

分解してみたところ、RV24 の可変抵抗に半固定抵抗をつけて調整するような感じの配線になっていました。

Apple II 本体はジョイスティックの入力に 558(Quad 555)タイマIC を使用していて、ジョイスティックの抵抗を経由してきた電流がそれぞれ C8/C5 に貯まると QA/QD が ON になります。555 と違うのはコンパレータの基準電圧は VCC の 1/2 です。ジョイスティックの抵抗値で発振周波数が変わり出力端子の ON/OFF のサイクルが決まりますが、その状態を H14(74LS251) が頻繁に各端子の ON/OFF 状態を取得してマイコン側に返しています。

では、その 558 に最適な抵抗値はなんぼ?と検索をかけたら回路がでてきました。150kΩ の可変抵抗でいけるようです。

抵抗を交換するべく全バラにしました。古い RV24 抵抗を見ると 500k と書いてあります。回すと一個はカーボン抵抗、もう一個は巻き線抵抗のようなゴリゴリ感。抵抗を測ると一個は500kΩ でもう一個は 1MΩ です。抵抗値の違いは目を瞑るとして、なんでこんなに大きな抵抗値が必要か? ジョイスティックの場合はスティックを左右一杯に振っても40°くらいの角度しか回りません。でも普通の可変抵抗の回転角は 280° くらい回ります。なのでジョイスティックの振れる角度で 150kΩの変化を持たせようと思ったら、 280/40 = 7倍 となって 150k × 7 = 約1MΩ の可変抵抗を使わないとだめということになります。
ということで、1MΩの抵抗を買って付け替えをします。


プラスチックの割れなどがあったので、接着剤+結束バンドの応急処置などしながら組み上げ。200k の調整用半固定抵抗もなくし、配線間間違いも直して問題なく使用できるようになりました。これで、ジョイスティックの調整は完了です。

抵抗を買ったついでに8方向コントローラも買ったので、この辺は暇なときにやりたいと思います。また、ジョイスティックの接続に Dsub 25ピンのコネクタを使っているのですが、 Dsub 9ピン変更対応もそのうちやるタスクに積んどきます。

Apple II Plus クローン機が手に入りました(本体修理完了)

入手できる TTL(74LS) が届きましたので、張り替えていきます。

apple_2_repair_1982.pdf
W. Gayler – The Apple II Circuit Description.pdf

の資料を参考に交換実施。HIRES or LORES Problem と Wrong Page or Video Mode の部位を交換して、グラフィック描画がおかしい事象は収まりました。あとは、ピンの腐食が激しく足がちぎれたチップや、腐食が進んで駄目になりそうなものもセットで交換。

ゲームを起動してみて、問題ないレベルで画面を見られるようになりました。


本体ケースに戻します。スピーカーは手持ちのものと交換、電源・キーボード・メインボードを組み付けて完成であります。

ゲームパッドもセンター調整も行い、組みあがったところ。
フロッピードライブは1台回転しない状態なのであきらめました。全く回転しないというか、モーターが回ろうとしても5インチメディアの摩擦にまけて回転できない感じです。もう一台は動くので一応本体に接続しています。フロッピーメディアへの初期化と書き込みは行けてるんで多分大丈夫かなぁ。回転数調整をしないと駄目なような気もしますが、いまさら5インチメディアを他人に渡すこともないので、フロッピードライブいじりはしない予定。

もうちょい簡単にリペア完了するかなと思っていましたが、四捨五入して約40年前の機材。やはり経年劣化には勝てなかったというところでしょうか。基板にダメージなかったのが幸いです。

Apple II Plus クローン機が手に入りました(テキストモード OK)

Apple II Clone 機のリペア作業はまだ頓挫していません Hi

電源は DigiKey で買った中華スイッチング電源に置き換えしました。+5V, +12V, -5V, -12V の 4出力電源です。5V に電流流さないと電圧が出ないタイプです。電圧調整は 5V の半固定抵抗だけで他の電圧も連動して変化するタイプ。 +12V が 12.8V と高めでしたが、個別に調整できないためこのまま 5V 調整ちょっと低めに設定にしてなんとか行けるでしょうというところ。


電源のリップルが減ったのでコンポジット出力の水平同期、垂直同期の信号も見やすくなりました。

次は、居間のテレビではまともに画面表示できず今後の調整が困難なため、なんとか画面表示するべくあれこれ試行錯誤。

FPGA ボードのアナログ入力 → RGB 変換はダメでした。ADV7180 というビデオ信号をデータに変換してくれる石が乗っているのですが、データシートを見るとインターレースにしか対応していませんでした。Apple II のコンポジット出力はノンインターレースなのでモニタ探しにヤフオクへ

ヤフオクで見つけたのが SONY BVM-9045QD という 9インチモニタで 3000円(税抜き)でした。これならいけるんちゃうか?ということで早速入札。多量に出品されているので競合もなく落札です。ちゃんと同期も取れてテキストモード(モノクロモード)はばっちり表示できました。

次の問題は DOS が起動しない問題です。DOS の起動中にリブートがかかってしまいます。メインメモリがおかしいのは確実。4116 DRAM を 1 列ずらして起動できるか確認した結果 DOS の起動に成功。早速 DIAG ツールで RAM テストを実施。テストの結果やはり RAM テストでエラーがでました。画面では D5 のロケーションにあるチップが駄目と出ていますが、一個だけ交換してもエラーになったので仕方なく、 4116 8個(1列)丸ごと交換して RAM テスト OK を確認。

次はグラフィックモードの確認。というのはゲームを起動すると妙に画面が見にくい。やっぱおかしいということで、BASIC で横線を描画させてみました。その結果、画面の左に怪しい青の線が出たり、横線を数ピクセルおきに描画させても等間隔で表示されていません。DRAM から読み出すロジック部分でエラっているようです。このあたりになると TTL 張替えで対応することになります。Apple II で使用している TTL のほとんどは 74LS なのでまだ入手可能です。一部 74S もあってこっちは入手困難。今日 74LS のパーツは届く予定なので、描画データ読み出しに関連しそうなところを交換してみたいと思います。

Apple II Plus クローン機が手に入りました(電源確認・基板掃除着手)

Apple II クローンのリペアを少しづつやっていきたいと思います。

・家庭用テレビのコンポジット入力は画面表示可能(画面の水平位置のずれはあるけど表示できてる)
・スキャンコンバータではコンポジット信号認識できない
という症状がでているため、ちょっと信号見てみるかと準備。


電源投入して、プロンプトのカーソルが点滅してるだけの状態で水平と垂直同期の信号を観察。オシロの描画がモワっとなっていました。映像出力は手前のロジック回路から出力された信号を抵抗で合成して、エミッタフォロワを通して出力する回路です。5V の電源にスイッチングノイズなど乗っているとこういう表示結果となってしまうかも知れません。つことで、やっぱ避けて通れない電源チェックへ。

電源ユニットをばらして、目視確認では目立った焼けや膨らんだコンデンサはなし。ケミコンの容量抜けくらいしかない状態。ということで 5V の測定

電源の端子部分で測ってこの状態でした。安定稼働のためには手を打つ必要ありです。バラしてコンデンサ貼り換えは地味にめんどくさいので、何か適当な電源が無いか捜索開始。
必要な電源仕様は以下のとおり

+5V 4.0A
-5V 0.25A
+12V 1.0A
-12V 0.25A

最初思いついたのは組立 PC に使う ATX 電源です。なんといってもどこでも買えるし出力も大きい。ただし、-5V の出力が無いので追加の工作が必要なのと、大きさが合わないのでケースに入らないことが判明。諦めてスイッチング電源を探すことになりました。
国内ショップで入手しやすいスイッチング電源は TDKラムダ、コーセル、サンケンあたりですが、カバー付き・端子台タイプだと 3 出力となって 4 出力タイプがなかなか見つからない。国内ショップは諦めて海外ショップでも探します。 Mouser で検索してもそれっぽいのが引っ掛からず、最後に Digikey で 4 出力タイプをみつけました。85W と 100W とありましたが、電源本体の大きさは今より一回り小さくなります。どちらもお値段も5000円以下と ATX 電源よりもお安い感じでしたので、100W タイプをポチっとなしました。
Digikey お買い物が水曜日の夜だったので、金曜日通関いければ速攻で宅配業者委託するよう依頼して土曜日入手できる可能性はあります。が、最悪月曜配達の予定となります。

電源来るまでの間は基板の掃除をしようと、土ぼこりを少しづつ拭っていったところです。残っている部分はありますが、だいぶキレイになってきました。

DIP の足が真っ黒に酸化しているのもありますが、これもおいおい IC のピンをこすって磨きたいと思います。

メインボードの汚れがマシになったので、クリーナーとブラシ掛けで残りの掃除をしたいと思います。