Nゲージ レイアウト内のスピーカー・・その後

Nゲージ レイアウト内のスピーカー

Nゲージのレイアウト内に置こうとして作ったスピーカー

Nゲージ レイアウト内のスピーカー
反対側は・・
高架駅付近に紛れ込まそうとペーパークラフトのビルの絵を貼り付けた。
 
こちらが正面なのか!?

駅のアナウンス、交通信号のピヨピヨ音・故郷の空などを流すつもり。
音源は市販のMK-144というMP3ボード。
音声データ(MP3ファイル)はパソコンとUSBでつないでメモリ内に入れるのだが、この製品も古いものでサポートするOSはWindowsXPまで。
実際にはWindows7でも問題なく動いていたがWindows10になってからは認識しなくなった。
後継の製品も出ているようだがPICマイコンとMP3デコーダICのVS1011Eを使ったプレーヤー、dsPIC33を使って単体でWAV再生ができるプレーヤーを結構作ったのでもう市販品は買わず、こちらもお役御免間近というところ。
 

自作のものは音源をSDカードに記録するもの。
VS1011Eも終息気味のようだがSDカードにさえ書き込みができればずっと使えるはず。

Nゲージレイアウト用交通信号機音声部
レイアウトのメインとなる部分のポイントマシン類を制御する補助の制御盤。
レイアウトのすぐそばで、Nゲージレイアウト用制御盤のコマンドを受けて動作する。
この中にMP3ボードMK-144を入れ、ここにあるスピーカーとレイアウト内に設置するスピーカーを切り替えて再生できるようにしていたのだが。

 
今のところまだ廃棄前のWindowsXP機があるので、音声データの入れ換えが困難になる前にひとまず取り外してプラモデルなどの展示台に流用することを考えて音声データを入れておくことにした。
 
補助の制御盤
MK-144を取っ払った補助の制御盤。
しかし、ボードは徐々に出来つつある。
ここでもポイントの操作ができるようになる予定。
ポイントの開通方向もLEDで表示。

話を戻して、取っ払ったサウンド部にはPIC24でSDカードのWAVを再生する機能も付けていたが、WAVファイルの対応はビットレート8kHzまで。
同時に2ファイルのモノラルのものが再生できるが、dsPIC33で44.1kHzのものが再生できる今となってはちょっと見劣りがする。
 

Nゲージ レイアウト内のスピーカー
PIC24は取り払ってMK-144の制御用にPIC16F1823を付けた。
黄色いロータリースイッチでフォルダを指定する。
ロータリースイッチのポジションは10個。
なので、10個のフォルダに分けて管理する音を再生できる。
 

耳のように見えるのは基板取り付け用のスピーカー。
 
基板からはみ出して付けてます・・

Nゲージ レイアウト内のスピーカー
1つのスピーカーにミキシングせず、両耳つけてステレオ対応。

Nゲージ レイアウト内のスピーカー
背面はアンプとスピーカー切換のロータリースイッチ。
ここにアンプがあるので、スピーカー側に用意した基板にはアンプは付けなかった。

Nゲージ レイアウト内のスピーカー
・・ということで、スピーカー部の基板はミニプラグのジャックのみという寂しいものに。
 
スピーカーの回りに張った壁紙用のシートに皺ができてた。
なんでじゃ!?

 
 
肝心の音は・・
当初、中は区切らず一つの箱の状態で試してみたが少しこもった感じだった。
そこで、中をダンボールで右のスピーカーの部屋、真ん中の部屋、左のスピーカーの部屋に区切ったところ結構いい音になった。
アンプはLM386。
よく無音時にボリュームを上げるとブーンというハム音がでる場合があるが、今回の回路、配線には問題が無かったようでこれもほとんど気にならないレベル。
アマゾンで実売1,000円程度のスピーカーなら十分太刀打ち出来る。
 
 
駅のアナウンス、雑踏の音などを流すつもりだったがもうちょっとまともなBGMを流してもいいかも。
 
 
あれ!?
これまでレイアウトの高架駅部分は背面が見えない前提でスピーカーを背面方向に向け、こちらに見える側にペーパークラフトの絵を貼り付けていた。
たいした音を出すわけじゃないからとスピーカーは後ろ向き。
でもちゃんとしたBGMを流すなら、スピーカーはこっちを向かないと。
で、反対に向けると左右の音が逆になる。しかも、高架の下にスピーカーの黒い丸が2つこちらを向くことになる。
 
やっぱ、音は背後に向けて出さざるを得ないか。

Nゲージ レイアウト内のスピーカー

Nゲージのレイアウトに組み込むMP3、WAVプレーヤーを増産中。
すでに駅のアナウンスなどを再生するMP3プレーヤーなども幾つか作っている。
4つのMP3プレーヤーの出力はアンプの前でミキシングして駅付近に置く2組のステレオスピーカー計4個から出力するようにした。
980円のパソコン用スピーカーの安いやつ。
 
増産中のプレーヤーの音もそれにミキシングして同じスピーカーから出しても良いのだが、やっぱ音に広がりがなくなりそう。
 
と、いうことで1個100円のスピーカーをいくつか台枠の下に組み込んだりする予定で工作中。
 
まぁ、安いスピーカーなので音質がどうのこうのといえるものではない。
それに、再生しようとしているのは音楽ではなく駅やら機関区の「音」なので。
 
要はその音がそれなりの場所から出てればいいかな、と。
 
高架駅も作る予定なのだが、この付近ではガード下の騒々しい音が出ていれば・・
 
高架駅の裏側に配置するように箱型のスピーカーボックスを作った。
レイアウト正面からは見えない部分に配置する予定。
 
容量の計算?
そんなものしてません。(^^;
エンクロージャーという立派なものじゃなく、ただの箱ですから。
 

Nゲージ レイアウト内のスピーカー

見えなくなる予定とはいえ、実際には視点をずらすと見えるでしょうなぁ。
ということで、表面にはペーパークラフトのビルの絵を貼った。

Nゲージ レイアウト内のスピーカー
一応側面も。

Nゲージ レイアウト内のスピーカー
裏側のスピーカーはφ50のものを2つ。
ステレオです・・
真ん中にアンプも組み込めるように基板を置いたが、電源ケーブルやスイッチ、ボリュームの配線等をどうするかという問題もある。

実際にレイアウトに組み込むときにこれにアンプも作るか、アンプは別の場所に置いてこれは単純にスピーカーだけという形をとるか。
いきあたりばったりです。

 
 
ちなみに、スピーカーを裸で鳴らすと高音でシャカシャカが強調されたかのような音。
雑踏の音、ガード下の音を長いこと流すと本当に不快な音に聞こえてくる。
箱に入れると強調された高音はなくなる。
ただし、低音というより少しこもった音の感じが強くなった。

・・まぁ、いい音というにはほど遠い。
市販の980円のスピーカーの方が少しマシかも。
 
ただ、自作のものはもうちょっと小さい箱にもできるだろうから、場所をとらないものができるというメリットもある。
 
 

その後はこうなりました。

VS1011E LQFP-48パッケージ

LQFP-48版 VS1911E

MP3デコーダICのVS1011E。

つい先日まで秋月電子でDIP化基板にハンダ付けされていたLQFP-48パッケージが売られていたが、今はなくなっている。
VS1011Eは終息に向かっているのだろうか。
 
Nゲージのレイアウトの制御盤で音を出すようにするのにストックしていたのが3個。
1つはGBUFをGNDにつないだのが原因だと思うが、オシャカに。
VS1011Eのデータシートには記載が無かったように思うが、VS1053bのデータシートには「いかなる場合にもGBUFをグランドに接続してはいけません」とある・・とHP「放課後の電子工作」のVS1053b 日本語データシート私家版にあった。
日本語訳・・重宝してます。m(__)m
 
詳しく読まずに、仕組みも知らず、さらには深くも考えずにグランドにつないでた。
そんなシロートですから・・
授業料は650円。安かったほうかも。
 
その後、別の2個のVS1011Eは無事動作し、試作は完了。
 
ソフトは後閑さんのHPにあるソースを参考にさせてもらった。
 
この中でSPI2の設定のSPI2CON1(MP3_SPICON1)。
「0x003E」ではバリバリと音がするだけ。
「0x8120」だと非常にゆっくりだが再生可能。
最終的に「0x007E」で正常に再生できた。
 
 
ということで現在我が家のNゲージ制御盤用にUARTで制御できるようソフトを改修中であるが、MP3プレーヤーはもう2個ほど欲しい。
LQFP-48のDIP化基板のものは無くなったようだがIC自体はまだある模様。
 

■変換基板を買って自分でハンダ付けする
  ↓
  0.5mmピッチの足なのでハンダ付けが面倒そう・・
 
■DIP化基板モジュールにハンダ付けされて販売されているVS1053bを使う
  ↓
  価格が850円。VS1011Eより200円アップ。
  それにソフトはどれくらい変更が必要か・・調べるのが面倒!?
 
■ピッチが1.27mmのSOIC-28パッケージを使う
  ↓
  LQFP-48よりハンダ付けが簡単
 ソフトを変更しなくても動く・・のではないか!?という安易な気持ちでとりかかれる
 
 
果たして。
SOIC-28パッケージを2つ買ってはみたものの・・動かない。
PICkit3でデバッグしてみるとどうやらDREQがHIGHにならないようだ。
基板へのハンダ付けが悪いのか、回路が悪いのか、2つとも動かない。
 
プログラム側もDREQがHIGHにならないのなら・・と、一定時間待ってチェックもせずにモードを設定するコマンドを勝手に送信。
少し待って変更されたかな?とレジスタを読み込んでも0x00となっており変更された気配がない。
モードの初期値は0x00なので読めたのか、読めなかったのか不明。
ならば、ステータスは初期値0x2cから0x28、0x20と変わっていくようなので、これはどうじゃ、と勝手にコマンドを送信。
読み込んだ・・と思っている値は0x00。
 
そもそもSPI通信の設定が悪くてコマンドすら送られていないのかVS1011E側を壊してしまったかも切り分けがつかない。
・・一応ソフトはLQFP-48版のものでは動いているので大丈夫・・なはず。

 
 
残る選択肢は、
■LQFP-48版のVS1011Eを自分でハンダ付けする
■VS1053bのDIP化基板モジュールを使う
 
VS1011Eは今となっては結構古い製品。
ただ、今使おうとしている用途には充分。
別にこだわる気はないがソフトの管理からみてもいろんなバージョンを作っていきたくないしなぁ。
 
で、LQFP-48パッケージのVS1011Eと変換基板を買った。
ただし、秋月電子で売られていたDIP化基板は四辺の足が2列になっていたが、今回入手できた基板は四辺の足が1列。
ICをハンダ付けして試作が完了している基板に挿せばいいという状態ではない。
 

LQFP-48版 VS1911E
ピッチ0.5mmの48ピン。
 
世の中には100ピンを超えるのをハンダ付けしている人もいるようで・・
凄いですなぁ。
私はこれを見ただけで萎えて買う気がしませんでしたから・・

LQFP-48版 VS1911E
買ったからには萎えていないでハンダ付けとフラックス洗浄。

まぁ、ピカッと光るほど綺麗じゃないがくっついていると思う。
一応ルーペでブリッジや浮きがないことを確認した・・つもり。

歳のせいもあり、ルーペで見てるとクラクラと。
 

LQFP-48版 VS1911E

HPに載っけようと写真をとってみた。
この写真はリサイズしたので鮮明度にかけるが、PC上で拡大していくとルーペで見るよりハッキリ見える。
最近のコンパクトなデジカメも凄いもんですなぁ。
ブリッジなどのチェックをルーペでイライラしながら見るより簡単ですわ。
 
・・どこか浮いてたりして。

LQFP-48版VS1011EとSOIC-28版VS1011E
左:LQFP-48パッケージ
右:SOIC-28パッケージ

 
さて、どうなるんでしょう。
第三の選択肢VS1053bのDIP化基板モジュール購入とでもなるのでしょうか?

 
 
MP3デコーダIC、秋月電子では最近少し(50円くらい)値上がりしたようだ。

アンプモジュール

アンプモジュール

アンプとスピーカーの箱。
まぁ、アンプモジュールというところですか。

Nゲージの制御盤やらプラモデルの飾り台にPIC24で作ったWAVプレーヤーで音がでるようにしていた。
ディーゼルエンジンのアイドリング音やら汽笛の音など1つのマイコンでモノラルで2種類の音を同時に出せたが、ビットレートは8kHz。
音質を調整しながらWAVファイルを作成していくのだが、所詮8kHz。
手間がかかる割には音質はイマイチ。
 
dsPIC33で試作したWAVプレーヤーは44.1kHzのものが再生できるし、PIC24+VS1011eで作ったものはMP3が再生できる。
 
プログラムを作り直すのが面倒なので試作のまま置いといたのだが、今更ながらこちらに移行することにした。
 
試作機の作り直しも含めてWAVプレーヤー6個、MP3プレーヤー4個を作ることにした。
 
2個目のMP3プレーヤーを作っているとウンともスンとも言わない状態のものが出来上がってしまった・・・
 
ユニバーサル基板にスズメッキ線で配線しているし、アンプ部分もLM386を使ったりTA7252APを使ったりしようとしているので同じ形になっていないので見比べて確認というのも難しい。
 
モジュール化して作っている訳でもないので部分的に取り替えて確認というのも難しい。
 
ただ、この先の作業効率を考えたらアンプ部とSDカード部などはモジュール化しといた方が便利かもしれない。
 
SDカードの方はDIP化基盤のものがあるのでそれを使うこととし、アンプ部を作った。

アンプモジュール
φ50のスピーカーの周りを木枠で取り囲んだ。

アンプモジュール
背面はLM386を使ったアンプ。

電源はDCジャックかターミナルブロックに接続。
 
入力はイヤホンジャック、ピンヘッダ、ターミナルブロックのいずれかに接続。
 
アンプは1つなのでイヤホンジャックの場合、ジャンパーピンで右か左の音を切り替える。
 
カップリングコンデンサもジャンパーピンでバイパスできるように。
 
スピーカーもピンヘッダを介して取り外しが可能なようにし、ターゲットのアンプからも接続して試験ができるように。
 
トドメは基盤をモクネジで木枠に取り付け。
小さめのネジが無かったのでちょっと大き目のものを。
全体から見るとモクネジが目立つものとなった・・
 
 
同じものを2~3個ならともかく、それ以上の個数を作ろうとしたらちょっと大きくなるがモジュール化していくほうが切り分けが簡単でいいかも。

ラズベリーパイでLAMP環境

デスクトップ

Nゲージの制御盤用のPICマイコンを制御させようとして導入したラズベリーパイ。

 
これまでに作ったPICマイコンのプログラムやら回路の結線情報やらがすでにわからなくなりつつある・・・
 
ボタンを押すとMP3ボードでBGMを流すように作ったものもあるが、ボタンが多すぎてどの音がでるかわからなくなっている・・
 
一覧表を作ってパウチして置いておこうかと考えたこともあったのだが。
 
 
せっかくラズベリーパイを導入したので、制御盤のとなりに置いてこれらの情報をwordpressやmediawikiで記録できるようにすることにした。
 
 

利用方法のイメージ

基本的にはラズベリーパイの中で完結し、あまりLAN上にあるいろいろなPCからの操作は望まず、使うとすればリモートデスクトップで接続して使うことにした。
データのバックアップのためにはsambaを利用してLAN上のPCで共用フォルダを介してアクセスすることにした。
システム自体はSDカード全体をコピー。
 

いろいろとインストール

BIND
wordpressなどを使用する場合IPアドレスでアクセスすると何かと問題があるのでネームサーバーを立てた。
over-rabbit.comというドメインであればローカルホスト(127.0.0.1)にアクセスするようにした。
 
・・・なぜ、127.0.0.1か。
現在、このラズベリーパイが接続できる先は有線のLAN、その有線LANとは異なるセグメントにある無線LAN、モバイルルーターの3つ。
どの接続先でもIPアドレスは固定しているが、3種類のアドレスを持つ可能性があり、将来的には変更するも知れない。それに、他の機器からこのネームサーバーは参照しないので127.0.0.1にしておいた。
 
設定後、digコマンドで確認しようとしたら・・digコマンドが入っていなかったのでインストール。
  sudo apt-get install dnsutils
 
apache2、php
デフォルトではapache2がインストールされていた。あたいは初めてのご対面。

piユーザーのホームディレクトリ配下にHP公開用フォルダーを作成し、ここをsambaで共有して外部のPCからエクスプローラでバックアップが取れるようにした。
・・がなぜかブラウザでアクセスするとエラーになる。
フォルダーのパーミッションには問題がなさそうだが・・
 
これまで別のサーバーで使っていたapacheの設定ファイルを参考にして設定していたのだが、調べたらDirectoryディレクティブに、
Require all granted
AllowOverride all
を書けばよさそうとのこと。
 
ウ~ム、やっぱバージョンが変わったらちゃんと調べてやらないといろいろと不都合がでそう。
特にサーバーなんかセキュリティの問題もあるんで怖いですなぁ。
 
・・と、いいつつ、今回は外部からはアクセスしないのでとりあえず動きゃいいや。
 
mysql、phpMyadmin
wordpress、mediawiki使うなら必須。
 
iceweasel
デフォルトではEpiphanyというブラウザが入っているが、そのうちデバッグが必要になると思うのでFirebugが使えるfirefoxとほぼ同等のiceweaselをインストール。
wordpressとmediawiki
設計情報のメモなどはmediawikiで管理、ちょっとした備忘録をwordpressで管理することにした。
 
 
・・特に設定でトラブルというほどのものもなく、ラズベリーパイ上でネームサーバー付きでwordpressとmediawikiを動かす環境の構築はできた。
 
性能的にはさすがに快適とは言い難い部分もあるが、webサーバーの構築やらphpなどの言語を学ぶ環境なら十分だと思う。
・・サーバープログラムを作って勉強するならEclipseも必要か?
Eclipse
・・ちゃんと動いた。
 
 
デスクトップ
ラズベリーパイでLAMP環境を構築し、サーバープログラムの勉強をする。
十分な機能をもってます。

あとはメールサーバーがあればいいけど、これも問題なく構築できるはず。
 
 
ここで、あたいはサーバープログラムの作成が目的ではないことに気がついたのでやめます。
・・鉄道模型作らなくちゃ。
 
 
さらに、嫌なことに気がついた。
当初、パソコンを起動しなくてもレイアウトのそばでMP3によるBGMが流せればいいと思ってMP3ボードを使ってレイアウト付近に組み込むものを作ったのだが、もしかして、それと同じくらいのサイズのラズベリーパイではるかに高機能なことができるってことか。
モニタ、キーボードを含めればちょっと高価になるが、本体だけだと同じくらいの価格。

 
押しボタンの一覧表をラズベリーパイで表示させて実際のボタンを探すくらいなら、その一覧表のリンク先に音楽ファイル置いといてラズベリーパイで再生すりゃいいってことか・・
ウ~ム、今までやってきたことが音を立てて崩れていく!!
ひぇ~~

 

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