I/O基板構想(再び?) 2019.1.6

 基板をつくったときに、単体で動かす場合には電源供給や信号の引き渡しにはワニグチクリップを
 多用します。しかし電源を供給にワニグチクリップをつかうのは接続ミスのリスクが常につきまといます。
 
 実験的に電源を接続するときはワニ口クリップが便利です。でも、接続間違いのリスクがつきまといます。

 現にFFASRCでは電源接続を間違えて素子を飛ばしてしまいました。また壊れなくても、逆接でヒヤリとした例は数知れずです。
また、多くのワニ口クリップだと、配線数が多くなると、ケーブルでぐちゃぐちゃになるのでもっとコネクタ接続ですっきりさせたいとことです。
  いまのところは、試作で不要になった基板類を活用して/IO基板にしていますが、使えるI/Oはかなり少ないです。
そこで専用のI/O基板があれば便利だし、I/Oをつけておけば、コネクタ接続でいつでもお気楽に動作させることができます。

 
 とりあえず不要になった試作基板のI/Oを活用はしていますが・・・・数が少ないです。


コネクタ接続できばとてもスッキリしますし、逆接の心配もありません。

そういえば

  実はこのI/O基板構想は過去にオーディオプレートという形で作ったことがあります。

以前に作ったオーディオプレートです。

このときは、かなり大き目の基板をベースにして、複数枚の試作基板が搭載できるようにしたものです。
標準サイズの基板なら4枚、ワイドサイズなら2枚搭載できます。さらに、電源回路も常駐させてあとはトランスを接続するだけというものでした。
これはこれで重宝はするのですが、いかんせんサイズが大きいです。いや、大きすぎたかな?
でも、これはTK-80というマイコンにあこがれて大きい基板をつくりたくて取り組んだテーマでもあったので、それはそれで成功はしたのですが・・。
このオーディオプレートは、これ一枚で済みますが、一旦組み込んだ基板の構成を変更するにはなり不便でした。

というわけで
今考えているのでは標準サイズあるいはワイドサイズでのI/O基板です。すなわち基板単体を簡単に動作
させるための役割にしようかと思っています 。
 
構想は
搭載できるI/Oは極めてシンプルなことを考えています。
 ・DCジャック(外部からのACアダプタでの電源入力。5V入力を想定)
 ・3Pのコネクタ(正負15V電源入力用かな?)
 ・RCAジャック(4つくらいあれば十分でしょう)。
 ・PHONEジャック(Φ3とΦ6の2タイプを搭載)
 ・可変抵抗(小型の2連のものを1つ)
 ・タクトスイッチ(4個)

 これらのI/Oは基板の縁にとりつくわけですから中央部は余ります。この部分はユニバーサルとしておきましょう。
 そうすればLCDも搭載することができます。


あたらしいI/O基板はこんな感じかな?

タクトスイッチは前面操作ができるものも
秋月からでていますね。これも実装できるようにパターンを描いておきましょう。
 
このタクトスイッチは便利そうです。

さてさて、企画は実現するかな?

基板を描いてみました。 2019.1.10

基板サイズとして標準用とワイド用を描いてみました。


こちらは標準用です。


こちらはワイド用です。

こちらも基板が到着しました。 2019.3.14

着想から2ヶ月もたちましたが、ようやく基板の製作ができました。


STDサイズのI/O基板です。


WIDEサイズのI/O基板です。

まずは 2019.3.17

それぞれのコネクタ類を載せてみて、雰囲気を確認しました。

I/O基板(STD)です。


I/O基板(WIDE)です。

プッシュスイッチは横押しタイプと縦押しタイプの2タイプのどちらも実装できます。
これは、基板を重ねた場合に間隔が狭いと指が入らないためです。

プッシュスイッチ(タクトスイッチ)は2タイプが実装できます。

一応ボリュームも搭載できるようにしています。といっても小型のものしか実装できないので、
ALPSの小型VRを実装できるPADを設けています。

ALPSの小型VRが実装できます。

VR裏面のパタンとしてはどうしようか悩みましたが、STD版とWIDE版ではすこし
違うパターンにしてみました。STD版では蛇の目基板の内部まで配線を伸ばしましは、
WIDE版では内部の蛇の目PADには引き伸ばしていません。
 というのは蛇の目パターンまで引き伸ばしてしまうと、かえって邪魔になる可能性があるので
2パターンつくってどちらが、使いやすいかを調べてみたいと思っています。

I/O基板(STD)の場合。


I/O基板(WIDE)の場合。蛇の目のPADまでは引き伸ばしていません。
細いワイヤーも必要なかったですね。

ちなみに、ACアダプタ入力を2つ設けている理由は、異なる電圧(たとえば5Vと12V)の入力が
できるようにかんがえたこともありますが、本当の目的は15VのACアダプタを2つ接続して、
正負15V電源として使えるようにとかんがえたためです。ただし、この場合は絶縁型のACアダプタが必須になります。


ACアダプタ入力は2個有しています。

実際につかってみましょう!

よく試験的につかう基板としてMUSES72320をつかったヘッドホンアンプ基板がありますが、これをつかうときは
正負15V電源をつないで、入力と出力をつないでと、いろいろと面倒なところがありました。
今回、この基板にI/O基板をとりつけて簡単につかえるようにしたいと思います。

よくつかうヘッドホンアンプ基板ですが、鳴らすまでの配線が大変です。


今回つかったのはI/O基板(WIDE)です。必要なのはACアダプタ端子、RCA入力端子、ヘッドホン出力端子です。
基板上に2つある黒い長方形の物体はDC−DCコンバータです。今回は5V単一のACアダプタで動くようにしたかったので
絶縁型の単電源出力のDC−DCコンバータを2個載せて、正負15V電源を作りだします。
しかし、基板上にはスペースが多いのでちょっともったいないですね。また、時間あれば何かを搭載して遊びましょう。

I/O基板の構成はこんな感じです。

基板をつかう上での注意点がありました。

φ6のステレオジャックを取り付けるときはすこし注意が必要なことがわかりました。
というのも、ステレオジャックを深く刺すと端子と基板上のベタGNDとが接触するようです。
そのため、ちょっとだけ浮かして半田付けしました。0.1mmも浮かせばいいのですが、
目で見える範囲で浮かしたほうが精神的いいので0.3mmくらい浮かせていると思います。

φ6のステレオジャックはすこしだけ浮かして取り付けます。

バグも見つかりました!

この基板にはφ6とφ3のステレオジャックが取り付けられるようになっていますが、
φ3のジャックのLRが逆になっていました。そのため、基板裏面でφ6とφ3ジャックを
共通にするように半田ジャンパー部を設けていますが、そのまま接続するとφ6とφ3の
ジャックで左右が反転してしまいます。ということで、クロスしてジャンパーを飛ばしました。
どちらか一方だけをつかうのなら問題はないのですが・・・・

φ6とφ3の両方のステレオジャックを使う場合での接続です。

完成しました!

I/O基板をアンプ基板の下に配置して互いを配線して完成です。
これで電源は5VのDCアダプタを差し込むだけで、入力もRCAから入力、そしてヘッドホンジャックに
差し込めば音楽再生が可能になりました。いままでからかんがえて、格段に使いやすくなりました。

ヘッドホンアンプのしたにI/O基板を実装して完成です。簡単に音だしができるようになりました。


(つづく?)