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Raspberry Pi用DAC基板 IrBerryDAC

 

Raspberry Pi という小型の Linux 基板と組み合わせて使う I2S接続のDAC基板です。 

2014年夏以降、Raspberry Piの品種が増えました。
IrBerryDACは Model B Model Aに対応しています。
Model B+、A+、RaspberryPi 2 に対応したDAC基板は、こちらをご覧下さい。

 

 ■192kHz 24bitまでのハイレゾ音源を再生 

 ■I2C-LCD、I2C有機ELディスプレイを接続すると 
  アーティスト名や曲名などが表示できる 

 ■赤外線リモコン対応  

 

 

2014/5/26以降の基板は、チップ部品が全て実装済みとなりました。 リード品やソケットなどのハンダ付けは必要です。 (過去の経緯はこちら)

 

Pcm5102_05 

I2clcd12_2 

 ■基板の頒布はこちらです。

 

ソフトウェアは下記のものが挙げられます。 その他のオーディオ用ソフトウェアでもI2Sドライバを組み込むことで音が出ると思います。 

 

 Raspyfi200 開発終了 v-1.0 

 Volumio200_2 現在 v-1.5  

 Runeaudio200 現在 v-0.3 alpha  

 SqueezeBox 系ソフトウェア
  (SqueezeliteSqueezePlugpiCoerPlayer

 Raspbmc  xmbcのRaspberryPi版
                   (I2Sに対応しているという情報あり)

 

 

■リモコン機能設定済みバイナリ

IrBerryDACのリモコン機能を設定済みのバイナリイメージを作りました。 
こちらからダウンロードして、SDカードに転送してください。 volumioはmpdを最新版に置き換えています。 またI2C-LCDにも対応させたバージョンがあります。 

 volumio1.2PI+mpd-0.18.9    2014/3/10時点  

 volumio1.4PI+mpd-0.18.11   2014/7/7時点 

 volumio1.4PI+mpd-0.18.16_+ LCD 2014/10/7時点(I2C-LCD対応

 Volumio1.5PI_IrBerry    2014/11/3時点(I2C-OLED対応) 

 RuneAudio0.3+IrBerryDAC_01  ファイルが大きいので分割しています。

 RuneAudio0.3+IrBerryDAC_02  01と02を両方ダウンロード後に解凍して下さい。

 

解凍は7zipで、SDカード転送はDDforWINDOWS を使います。

   volumioのライセンスと著作権について(英語)

 

■Volumioの使い方

 導入が簡単で音質もよいvolumioはお薦めです。 

 volumioの使い方     全体の構成の説明から再生まで 

 volumioの使い方(応用編)  MENUの設定の詳細

 

■IrBerryDACのマニュアル

  IrBerryDAC_manual  <2015-3-1改訂>

  IrBerryDAC_組み立てマニュアル <2015-1-31改訂>

Remote

          AppleRemoteで操作できます。 

旧タイプの白いプラスチックモデルが、ヤフオクで安価に入手可能です。 

 

■DAC-IC [PCM5102A] のスペック

 Pcm5102_01 

 入力サンプリング周波数   8k-384kHz
 8倍オーバーサンプリングデジタルフィルタ内蔵
 (44.1k->352.8kHzに 48k->384kHzに変換)
 ビット深度       16、24、32bit
 S/N比         112dB
 ダイナミックレンジ  112dB
 THD+N        -93dB
 出力電圧       2.1Vrms

 

■電源強化

RaspberryPiは5V電源から内部で使う3.3Vや2.5V、1.8VをLDOで生成していますが、基板上のデカップリングコンデンサ容量は少なく、電圧が安定しているとは言えません。

 Pcm5102_07 

IrBerryDAC基板には、アルミ電解コンデンサを複数個搭載できるスペースがあります。 5Vにはφ6.3のコンデンサを最大で6個、もしくは、φ8x3個 と φ6.3x2個のコンデンサを搭載可能です。 さらに、RaspberryPi上の3.3V電源ラインへも1個の電解コンデンサを追加する回路にしてあります。 配線が細く接点が小さいmicro-USBコネクタに頼らず、大きめのターミナルブロック端子から太い配線によって5Vを入力することが可能になります。 これにより、RaspberryPi本体を含めて電源強化を図っています。 

 

■2つのローノイズLDO

DACで使用する「デジタル」と「アナログ」の3.3Vは独立した2つのローノイズLDOで生成して供給しています。 レイアウトはDAC-ICへ最短で配置し、負荷変動に強い配置としてあります。 ローノイズLDOの出力ノイズは、データシートでは12uVですが、より大容量のコンデンサ(測定条件の30倍)を搭載していますので、更に低ノイズとなります。 電解コンデンサには、ハイエンドオーディオ用、ポリマーアルミ電解など低ESR品がお薦めです。 
電源詳細は、こちらをご覧下さい。

 

■DAC出力フィルタ

 Lpf01  

PCM5102Aのアナログ出力には、抵抗とコンデンサの簡単な1次フィルタを入れます。 標準として470Ωと2200pFのカットオフ周波数(fc)=154kHzのLPFです。 fcを変更するときは、抵抗値を変えずにコンデンサの容量を変更する方が良いです。
使用する抵抗やコンデンサの種類は音質への影響がありますので、

 金属皮膜抵抗、フィルムコンデンサがおすすめです。

セラミックコンデンサは、音声信号が通る場所へは好ましくないので避けた方がよいです。

 

■外部I2S端子

 Waveio 

RaspberryPiのP5端子を接続せず、外部のI2S信号を入力してDACを動作させる事ができます。 このI2S入力はMCK付きで入力が可能です。 信号配列は基板にシルク文字で記載しています。 3.3Vの電源出力端子も備えているため、XMOS搭載のWAVE IO 基板をダイレクトに接続できます。 他の基板のI2Sも接続可能と思います。  

 

■外部I2C-BUS端子

 I2cbus 

この端子にI2C-LCDや有機ELディスプレイを接続できます。
 「SDA」「SCL」「3.3V」「GND」の4本のみです。 このI2C-BUS端子はRaspberryPiのI2C、およびPICマイコンのI2Cと接続していますので、どちらからも外部のI2Cデバイスへアクセス可能です。 

 

■PIC書込み端子

 Pickit 

PICマイコンのソフトウェア(ソース&バイナリ)を公開します。 書込み用のポートを用意していますので、PICkit3をお持ちの方は自由に改変して書換えたりバックアップすることができます。 RaspberryPiのソフトウェアも現在、Beta版ですから、今後、動作が変わる可能性もあり、PICプログラムも対応させるために、変更が必要になることも十分ありえます。 またリクエストによりプログラム変更を行なうこともありますので、プログラムは常に流動的と考えてください。 書込済みPICマイコンは、出荷時点での最新版とします。 

 


 

■IrBerryDACの設定方法まとめ  

■SDカードの余った領域に楽曲データを入れる方法 

■PICマイコンのリモコン受信プログラムソースコード

 


 

■SSOPのハンダ付け方法 

■SDカードについて

 http://elinux.org/RPi_SD_cards
 SDカードによって起動しないものなどがあるようです。 

 

 


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