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2017年8月 4日 (金)

ZERO W とSabreberryDAC ZEROの組み合わせで出るWifiノイズ対策

SabreberryDAC ZEROは、Pi 3 のオンボード Wifiからの輻射の影響を低減するような工夫をしていたのですが、RaspberryPi ZERO Wのアンテナの位置はさすがに近すぎるためにノイズが聞えてしまいました。

 

Zerow_1

この写真の下側の中央の三角にみえる部分がWifi アンテナです。 DAC Zeroでは、ちょうどこの上 1.5mmの所にヘッドホン端子がきてしまいます。

この三角アンテナは、どうも特許技術を使っているらしく、基板の裏にライセンス表示がシルクで書かれています。 よくあるマイクロストリップラインアンテナ(スタブ、H字、T字など)と根本的に構造が違っていますね。 非常にコンパクトです。 マイクロストリップラインだと、1/4波長の3cmくらいは必要になってしまいます。

 

さてさて、対策方法です。 

使う材料は、以下の3個。 両面テープはスポンジタイプで厚みがあるものを使います。 カプトンは絶縁のために貼るので、セロハンテープやビニールテープでも構いません。

Zerow_6

両面テープは100円ショップ。 銅箔テープは秋月電子。 カプトンはaitendoで購入したものです。

まずは、下のようにHDMI端子とUSB端子の間に、スポンジタイプの両面テープを貼ります。

Zerow_2

基板のアンテナと隙間を確保するためです。

次に、銅箔テープを貼ります。 HDMI端子とUSB端子、両面テープを貼った部分以外は、不用意なショートを避けるためカットします。 

Zerow_3

USB端子の奥側にある白いチップ部品は、BT用アンテナと思われます。

最後に、銅箔テープの表側に絶縁する意味でカプトンテープを貼ります。

Zerow_4

 

横から見ると、こんな感じです。 

Zerow_5

銅箔テープを基板から少し浮かせないと電波の飛びが著しく低下するのでこういった対策になりました。

また、あまり告知してませんでしたが、

DAC ZEROのタクトスイッチでAPモードのWIFIのON/OFFが可能です。

prev長押し wifi OFF

next長押し wifi ON

stop長押し Power OFF

 

Pi 3 時にMoodeと専用ディストリビューション(AP版)で確認しています。

おそらく Pi ZERO Wでも機能していると思います。 WifiをOFFにすると、消費電力も低減するというメリットがありますね。 スマホから見たいときだけWifiをONするという使い方もできます。 

ご活用いただければ幸いです。

 

 

追記=======================

Wifiの出力を下げるという方法もツイッターで提案されています(Hidetsu @HanneMikkelさん)ので合わせて紹介いたします。

pi@moode:~ $ sudo iwconfig wlan0
wlan0     IEEE 802.11  Mode:Master  Tx-Power=31 dBm
          Retry short limit:7   RTS thr:off   Fragment thr:off
          Power Management:off

pi@moode:~ $ sudo iwconfig wlan0 txpower 0
pi@moode:~ $ sudo iwconfig wlan0
wlan0     IEEE 802.11  Mode:Master  Tx-Power=0 dBm
          Retry short limit:7   RTS thr:off   Fragment thr:off
          Power Management:off

 

txpower 0 という部分でTXパワーを指定しているようです。 ポータブル用途であれば、ZERO Wとスマホの距離はいつも1m以内という至近距離でしょうから、パワーを下げても問題ありません。そして、バッテリー消費も減るので一石二鳥ですね。

 

  素晴らしいアイデアです。

 

起動時にTXパワーを指定するには、/etc/network/interfacesに下記の1行を追記するとよいみたいです。

wireless-txpower 0

 

エディタを開かずに最後の行に1行だけ追記するならコマンドは下記です。

sudo sed -i '$a wireless-txpower 0' /etc/network/interfaces

 

sedコマンドって普段あまり使わないけど、うまく利用すると便利ですね。

 

 

 

 

 

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DAコンバータ」カテゴリの記事

コメント

ノイズ対策のご披瀝ありがとうございます。
実は、うちの環境ではSabreberryだとノイズはまったく聞こえないので完璧な設計だと感嘆していました。
TI DAC比較用に持っているJustBoomだと明らかにノイズが乗るので耳のせいではないと思うのですが…。
そちらは似たような対処をしてあるのですが、送信電力を落とすのもやってみたいと思います。

私もノイズ対策参考になりました。

全体のコンパクトさが失われるのですが、DACとZEROの接続に通常のコネクタとピンヘッダを用い、少しでも離せばノイズは低減されるのでしょうか。

また、折角のWifiを活かすには、DACの方をシールドした方が良いように思うのですが。

JastBoomでは純正ケースに入れるために普通のヘッダピンとソケットで間隔開けてますが、盛大にノイズが乗ってました。
しかも、どうやらイヤホンケーブルの根元辺りから入ってくるようで、握ると少しマシになるという。
環境依存もあると思いますし、いろいろ試してみてはいかがでしょう。
たとえばうちのDAC ZEROだとこのシールド対策ができるほどもクリアランスがありません…

h.imagineさん

DAC基板側で対策を打っていますからね。 それでもZERO Wのアンテナが近ずぎました。
JastBoomは対策していないのでしょうね。 同じようなシールド対策で使えるようになるかもしれません。

おっしゃる通り、指で触ると、WIFI電波が指に吸収されるためか、ノイズが聞こえなくなるポイントってありますね。 色々探ると、もっと良い方法が出て来るかもしれませんね。
WIFI出力を落とすのは、自分の環境(ヘッドホンの感度やWifi通信相手)に合わせることが可能なので、とても良いアイデアですよね。 ホント。


AYOR さん

> また、折角のWifiを活かすには、DACの方をシールドした方が良いように思うのですが。

実際に組み合わせてみると分かりやすいのですが、1.5mm厚のスポンジ両面テープを付けた状態のシールドは、すでにDAC基板のヘッドホン端子に接触する距離です。

ということで、どちらにシールドをしても同じように感じるかもしれません。
ですが、電波を遮断をするGND電位としてはZERO W側のGNDを使った方が効果的なのですよ。

通常コネクタを使って11mm支柱を使うと、7mm支柱のときより4mm離れますので、ノイズは少し減ると思います。 あとは、使うヘッドホンの感度次第ですね。 ヘッドホンによってはwifi出力を落とすだけでノイズを聞こえなくすることも可能なようです。
ご検討ください。

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