440機能 改訂

実を言うと、現改造では440Hz発振音は内蔵スピーカのみでヘッドホン端子からは出ません。”本体のみで完結”という改造方針に沿ってはいますが、実際のお披露目の場での外部スピーカ接続は必須というわけで、monotron回路中の入力ポイントを真剣に探ってみました。

aux端子に平行して接続・・・
monotronのauxはステレオ受けするようになっています。内部では10kΩの抵抗でミックスされているのでその横に並ぶように新たな10kΩをつけて440を入力してみました。すると、リボンを押さないと音が出ません。aux端子にプラグを差すとゲートを開きっぱなしになる仕掛けがあるようで、440ボタンでその音を個別に出したい場合、ゲートも同時に開けなければいけません。

では、ゲートも同時に開くようにtakedaさんのページ（ソースはmasa921さん）を参考に回路を追加しました。今度はなんと440ボタンを押しただけでmonotronのVCOの音も出てしまいました。それもそのはず、CVを指定しないままゲートを開くので最低のCV（電圧）の音程でVCOが発音するのです。これもダメでした。

あとはボリューム直前のポイント探しです。基板のパターンを追っていくと、peakボリュームの3端子のうち向かって左からボリュームに入っています。と同時にここからVCFの入力にフィードバックしていることも分かります。ここに440を入れることにします。5端子あるボリュームのGNDのとなりの端子付近をパターンカットして10kΩを挿入します。そして同じ端子に440回路からの線をつなぎます。440回路の出力段に設けたCRフィルタの値を調節してちょうど良いバランスになりました。

　　

これで本当に改造が完了しました。MTM05が待ち遠しいです。

まさかのA440機能追加

KORG 俺monotron・・・

昨年、RJBさんの”シンセの素”を利用して製作したスーツケースシンセAVARUSに音合わせ用としてチューナーを内蔵し、後になってLED表示では使いにくいことが分かるという失敗を踏まえ、今回のmonotron改造でリベンジを果たすべく、440Hzの基準音を出すボタンを付けることにしました。

銘機prophet-5にはA440ボタンが付いていますが、こちらは5MHzのクリスタルを分周して作っています。クリスタルだからカシオトロンの様に正確。月差±15秒以内！　でも、monotronはどのみちリボンで音程を出すわけですから適当な発振回路で良いだろう・・・ということで馴染みのあるNANDを使ったCR発振器を採用しました。
　
ブレボでやればいいものを本番ステージで空中配線を敢行！何度か部品を付け替えてようやく値が決まりました。NANDゲートは手持ちのTC7W00Fです。いつか使えるだろうと買っておいたものです。SOP14でも入らない場所にはもってこいの２回路入りパッケージです。

monotronの出力用オーディオアンプIC、TPA6111A2の2番ピンに上の回路を入れました。最初はゲートの出力をそのまま入れたら大きすぎたのでCRフィルタを入れました。

ボタンは小型のタクトスイッチを使いました。取り付け方法は基板片をケース裏にくっつけてそこへハンダ付け。いつものやり方です。

　



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takedaさんのページにmonotronの中身について詳しく書かれています。
参考にしまくりです。

KORG monotron

先日（株）コルグより発売された手乗りアナログシンセサイザーmonotron。価格も手ごろとあって、本物のアナログシンセを触ったことがない人たちには恰好の教材？だと思います。
一昨年、学研から刊行された大人の科学シリーズ”アナログシンセクロニクル”のふろくシンセSX-150を彷彿とさせますが、SXの場合は極限までコストカットしたために半固定抵抗によるコントロールノブ、段ボール製の底板、電源が単三電池4本など、ユーザーが手を加えられるところを敢えて残したと捉えるにしても、あくまで”ふろく”なので実用には及ばないところもあったと思います。monotronは６千円ほどで買える本物のアナログシンセなのです。

　

ということで、ぼくもアナログシンセ回路の”教材”として遊んで・・・いや、勉強してみました。


まず、そのパッケージは同社のチューナーのようです。付属品は電池と取説くらいですから非常にシンプルです。

箱から本体を出すと、その小ささに感動します。単四電池２本で動きます。リボンコントローラを指でなぞるだけで音が出ます。
そしてしばらく遊んでいるといろいろ欲が出てきます。

欲と言うか、世界に二つと無い”俺monotron”に仕立てたくなってきます。



MTM05のネタにもなるということで開腹します。（分解／改造等で故障した場合、メーカーの保証が受けられなくなりますので注意してください）
ここでまた感動。というか絶望・・・
「部品がちっちぇー！」
当たり前と言えば当たり前ですが、リボンセンサーに５つのコントロールノブ、背面のボリュームとミニジャック２つ。残りのスペースに全ての回路を詰め込んであるわけですから部品が小さいのです。１６０８チップ抵抗なんかはルーペがないと値が読めません。さらに文字（シルク）印刷も細かく入っているのでパターンを追うのも困難です。



しかし、基板を裏返すとアナログシンセDIYer初心者に希望の光が見えます。VCO、LFO、cutoffなど、回路中のポイントがラウンドに現れていますので、ここから信号の入出力ができるようです。



このmonotron、3Vで動くのかと思いきや、内部で5Vに昇圧していました。


今回改造したポイントです。

１．rateノブのLEDを赤から青緑に換装

オリジナルのLED色は赤ともオレンジとも言えないアナログシンセ黎明期を連想させる色ですが、ぼくの好きな青緑色にしました。このLED付きボリューム、他の機器でも最近見ますが、どうなってるかというと、ボリュームの底に小さな穴が空いていて直下に面実装されたLEDの光がそこを通って透明のノブを光らせるのです。

　

２．ノブに白ポチ追加

monotronのノブには印があるのですが一見真っ黒です。浅い溝になっている印に修正液を塗ることにしました。ペイントマーカーより修正液の方が確実に”白”が出ると思います。修正液を一旦外に出してシンナーで希釈し、つまようじで塗りました。はみ出たらカッターの先で削ればＯＫです。

　

３．LFO/EG切替スイッチ追加

monotronのLFOはよく考えられていて、リボンよりトリガーを受けるとLFOの周期がリセットされます。これはトレモロ演奏の時に有効です。アタック０でディケイが変えられるEGが連続して動作するモジュレータとも解釈でき、連続しないようにすればEGになるというわけで、LFOとEGを切り替えられるスイッチを付けました。スイッチの固定には基板片をケース裏にゲル状瞬間接着剤で貼り付け、そこへ1.0mm真鍮線をハンダ付けしました。もう一方は真鍮線をネジで固定してあります。回路の改造方法に関してはmasa921さんにご指導頂きました。



４．電源ランプ追加

上記３．の改造でEGモードの時、LEDが連続点灯しなくなるので別に電源LEDを設けました。着色パッケージの青ＬＥＤ、秋月で売っているＬ３１４ＬＢＤを使いました。http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-01222/
電池から1kΩを介して取り付けました。



５．CdS（光センサ）による周りの明るさでpitchとcutoffに作用する機能の切替スイッチの追加

基板ウラにあるラウンド（パッド）につなげられるモノ・・・簡単で面白そうなのでCdSを付けることにしました。光量で抵抗値が変化する部品です。CdSは、いい所に5mmで開けた穴に差し込み、裏からエポキシボンドを流し込んで固定しました。そして、電源の5Vとグランド間でCdSと220kΩの分圧回路を作り電圧の変化として取り出しました。そこから4.7kΩとセレクトスイッチを介してpitchパッドとcutoffパッドに入るようにしました。スイッチの取り付け位置がしばらく見つかりませんでしたが、基板のベタグランド部にスイッチが入りそうなスペースがあったので切り欠いてはめ込みました。基板厚が1.6mmでスイッチの厚みが4mm、スイッチが基板厚分沈めば2.4mmですからかなりの厚みを稼ぐことができました。

　　　　　

６．リボンコントローラの演奏範囲を２オクターブに拡張するスイッチの追加

monotronの演奏範囲は1オクターブちょっとです。指先での演奏はこれが限界だと思いますが、タッチペンを使えば2オクターブ行けそうです。そこで、本体背面にあるVCOのスケール調整VRにつながっている820Ωに470Ωを並列につなげるようにスイッチを設け、1oct－2oct切替ができるようにしました。スイッチはリボンの右のスペースに取り付けます。下側のケースを若干加工してスイッチの底が当たるようにして固定できました。

　　　

７．６に伴う２オクターブ分の鍵盤ラベル追加

２オクターブにすると”感”だけでは正確に弾くことはできないので鍵盤の絵を貼ることにしました。monotronのリボン画像から必要分の画像を作りテプラに出力しました。



８．VCFキートラックの調整（控えめに）

monotronのフィルタはリボンの位置によって開いたり閉じたりします。アナログシンセを理解している人は分かると思いますが、フィルタの開きが一定の場合、高い音に行くに従って音がこもることになります。それはローパスフィルタ（低域通過）の場合、高い周波数成分からカットするためです。その不具合を解消するため、VCOに入れる電圧変化をVCFにもある程度入れてやります。そうすることによって高い音を弾いたときでも一定のフィルタの開きとして聞こえます。デフォルトでは効き過ぎている感じがしたので330kΩを1MΩにして変化をおとなしくしました。

　中央の斜めに付いている[105]がVCFキートラック用抵抗。何度も試している内にパターンが剥がれたので回路がつながっている隣の抵抗にくっつけました。


番外

電線を固定する方法として両面テープを使いました。台紙を剥がして粘着テープだけになるとフニャフニャするので面実装品が載っている基板上の凸凹した所にもある程度フィットします。さらに丈夫にしたい場合はテープに瞬間接着剤を染みこませます。




まとめ

　

手のひらで遊べるアナログシンセというコンセプトをかたくなに崩さず、なるべく本体内で完結する改造にしてみました。

実現できなかった機能・・・

１．モーターを仕込んで、机上に置いたmonotron本体をブン回し、レズリー効果を得る。
２．FMトランスミッタを内蔵し、ワイヤレスでアンプにつなぐ。

はじめての外注基板製作

一度作ってみたかったオーダーメイドプリント基板。
仕事では2度ほど作ったことはありますが、2度目のは70 x 150mmの試作3枚＋初期費用（アートワーク含む）で20万ちょっとかかりました。

今回、諸先輩方々の動向を参考にPCBCARTを利用しました。
基板製作データ（ガーバーデータ）支給ということもあって、100 x 68mmの試作3枚＋初期費用で92.7USドルでした。

また、配線パターン設計にはMBE (Minimal Board Editor)というフリーソフトを利用しました。
操作系で他のソフトには見られないのが、左ボタンでパーツをドラッグしながら右ボタンでドラッグして画面移動が出来る機能です。
このとき、両ボタンを押し続けていることになります。
全体的に操作がしやすいと思います。

PCBCARTの利用方法はここを参考にしました。
そして、ぼくは以下のように設定しました。

Material: FR4
Layers: 2
Material Details: Standard Tg 140C
Reorder Status *: --
Board Size (width) *: 100 mm
Board Size (height) *: 68 mm
Quantity *: 30 pcs
Different Design in Panel *: --
Route Process *: --
Thickness (Finished Board): 1.6 mm
Surface Finish: HASL -Hot Air Solder Leveling
Copper Weight (Finished): 35 um
Min. Tracing/Spacing: 0.20 mm
Min. Annular Ring: 0.30 mm
Smallest Holes: 0.40 mm
Holes Numbers: Under 300
Surface Mount: 1 side
Soldermask: Both Sides
Peelable Soldermask: None
Soldermask Color: Green
Matt Color (only add to Green or Black): None
Silkscreen Legend: 2 sides
Silkscreen Legend Color: White
Gold Fingers: No
Gold Fingers Chamfer: None
Slots in Board: No Slot in Board
Testing: Yes
UL Marking *: Yes - as pcbcart default
Date Code Marking *: Yes - as pcbcart default
Lead Time: in 12 days
PCB specification file: xrnoizbox_a.zip

発注後、10日ほどで送られてきました。





実際出来上がったモノを見ると、文字の位置が適当なことに気づきます・・・
あーもう、直したいところだらけ!
右端の縦になっている4052のシンボルが上下逆さまだし！
部品を載せてから気がつきました。

配線ミスは、自前エッチングで2回も試作しているのでありませんでした。

あとは、部品面の文字が寂しいので、リード部品の表示を持ってきました。
実際に組んでみると、部品面に表示がないと作業しづらかったりします。

基板の文字は、多くの場合R1,R2,C1,C2などの部品番号を入れますが、手ハンダを想定して値そのものを入れました。
部品番号だと部品リストと照らし合わせながらの作業なので製作には負担が大きいと思います。


設計する際、部品穴のドリル径は悩むところです。
たとえば、1.6mm指定でも実際に使われるドリル径が1.6mmだと、穴の内側にスルホール銅メッキが掛かって、さらにハンダレベラーに通れば径は小さくなるはずです。
でも、実際は1.6mm指定の穴が1.7mmに仕上がっていました。
どの基板屋さんも同じというわけではないと思いますが、指定した穴径は保証されるようです。
このあたりは、基板外注の利用を重ねることで分かってくると思います。



本発注のために、部品を載せて動作確認してみました。

DIY電子工作もここまで来ると既製品と変わりません。


残るは筐体の文字印刷です。

小形合図燈

某所長の常備品らしいテツグッズ、小形合図燈なるものを製作してみました。
正確には縮小コピーにて製作です。
　　
※実物の写真はヤフオクより拝借。某所長の所有品ではありません。

スイッチがどんな働きをするのか全く知識がないので、ヤフオクに出ているページを教えてもらいました。
これで仕様は把握したつもり。

ケースは、その辺にあったタカチのSW-50アイボリー。

ちょっと小さすぎるかと思いましたが、頑張って詰め込むことにしました。

上部にある左右に倒すような操作をするスイッチ。

実物はケースの中心近くにある豆球の前に設置されたゼラ（色フィルタ）を上部のレバーで被せたり外したりする構造のようです。

それとは別に右上の赤いランプ。
個別に点灯／消灯出来るようですが、用途は分かりません。

上部の大きな持ち手、「白光舎工業K.K」の銘板、特徴的なフレネルレンズ。
デザインが業務的でそそられます。



まずは、スイッチの位置決め。
レバースイッチは上部に配置、シーソースイッチは電池スペースの都合上、両脇としました。

レバースイッチの先端は握り玉のようになっていて、赤と青の部品が付いています。
これを再現するのに、百均（ダイソー）で見つけた画鋲やらクリップがセットになったやつの中にいいモノが入っていました。
色カバーの付いた画鋲。
これの針を切って、レバーの入る穴をあけた10mmラミン丸棒の両端にエポキシでくっつけました。
いい造形です。
　

流れ的に電池の位置も決まります。
今回は、大阪日本橋のデジットで買った350mA/hのリチウムポリマー二次電池を使いました。
最近になって、この手の電池が手に入りやすくなりましたね。


赤と青の光源には２０１２サイズのチップLEDを使いました。
明るさも十分です。
チップLEDはここで買うことにしています。
http://www.led-paradise.com/

そして電球の代わりとなる光源ですが、手持ちの３チップ入り面実装白色LEDにしました。
実用ではハンディライトになるので４個使うことにします。

ケース中心に配置するLEDは簡易的に溝を入れた片面基板上にマウントします。
これで合図燈専用LEDモジュールのできあがりです。

あとは、各パーツを現物合わせでケースに詰めていきます。

実物のケース上（うえ）１／３は白い素材に見えます。
不透明な白アクリル板がストックしてあったので、それをカットしてケースに合わせます。


次は持ち手。
適当な金具？
ホムセンの金具コーナーに置いてある最小のものでもこれには大きすぎます。
じゃ、いつもの真鍮線？
それをあんな風に曲げて・・・
と考えているうちに、材料箱の中にあった真鍮バー。

これこれ！
取り付け穴をあけてから「Ｐ」の字に曲げてケースに合わせます。
いつも現物合わせです。
図面は描きません。
というか描いたとしてもその通り出来ないので・・・。


右上のレンズのようなモノ・・・
何だろう？
レンズだろ!


百均で買ってきたおもちゃのオペラグラスをバラすも大きさが合いません。
作業部屋中を捜索したところ、ありました！
レンズ・・・
いや、透明ゴム足！！
これはイケる。

その白板に８ｍｍの穴をあけてゴム足をはめ込みました。

あとは・・・と。
充電ポートの設置です。
ＤＣジャックは、いつものEIAJ3ジャックです。ゲーム機のPS3とも同じです。

入力に整流用ダイオード1N4007を挟んで電池に直接つなぎます。
電池には充電制御回路が内蔵されているようです。
ここに降圧された約4.3Vが入ります。

そして最近のお気に入り。
LM810を使った充電時期お知らせ回路。
これは簡単なので迷うことなく取り付けます。
リチウムポリマー電池は過放電を繰り返すと使えなくなると言いますから
（参考ページ）
是非入れましょう。


ケース裏の銘板を真似ることにします。
アルミプレートの雰囲気には、仕事場で使っているラベルがピッタリです。

PCでデザインして、印刷ボタンをポチります。
　

最後に残った難問。
前面を飾るフレネルレンズ！

百均、ホムセン、電気店、自転車店、カー用品店、釣具店、そしてネットサーフィン。
くまなく巡回した挙げ句、
これに決定！！
　
センサーライト。

「・・・まぶしく白光！！」　・・・白光て？
確かに白光舎の小形合図燈を縮小コピーしますが、まさか合図燈をイメージって事はないですね。

1980円でこの部品だけ取るってのも何だかなーという感じですが、他に選択肢がありません。

え？
カード型のレンズがあるだろって？
あれは目が細かいのです。
レンズの向こう側を「見る」ためのものなので可能な限りスジが細かい。
今回のような灯台に使われているっぽい同心円模様のレンズはヒカリモノ関係しかないでしょう。

センサーライトの動作確認後、有無を言わさず発光部のカバーを取り外し、ケースに合う大きさで切り出します。

ケースにはめ込むための若干の加工を施してレンズの完成。

フレネルレンズって言いますけど、このセンサーライトの部品はフレネルしてません。
只、同心円状に波打ってるだけです。
でも、それだけでも雰囲気はバッチリです。
　　
1980円払った価値はあります。

めでたく完成!