IrBerryDAC_manual

改訂 2014-3-27
RaspberryPi 用 DAC 基板
IrBerryDAC
■概要
RaspberryPi という小型の Linux 基板と組み合わせて使う DAC 基板です．　RaspberryPi から I2S デジタ
ルオーディオ信号を出力し，DAC 基板でアナログ音声へ変換します．　DAC-IC には，音に定評のある米
Texas Instruments 社の Burr-Brown ブランドの DAC デバイスの中から，新しい世代の PCM5102A という
チップを選択しました．
PIC マイコンを搭載し，赤外線リモコン信号を受信して RaspberryPi 上で動作するソフトウェアをコントロ
ールします．　ソフトウェアソースコードは PIC 用ソフトも RaspberryPi の内部で動作する操作用ソフトもイ
ンターネット上で公開し，自由に改変することができます．　■ 注意事項 ■
本キットを使って生じた火災・感電・火傷など，利用者にいかなる損害・被害が生じても，当方は一切の
責任を負いません．ユーザーご自身の責任においてご利用いただきますようお願いいたします．また，
回路図，基板，ソフトウェア，本マニュアル，ブログ内情報等は著作権を放棄していませんので，一部・
全部を問わず無断で流用・転載することはできません．
■基板の接続方法
RaspberryPi の P5 へ 8pin の
ピンヘッダをハンダ付けします．
このように P1 ヘッダの 1pin 側へ合わ
せて IrBerryDAC 基板載せます．
AUDIO-OUT 端子： RCA ジャック
DC-IN 端子： +5V 電源
RaspberryPi の Ethernet ポートへ LAN　を接続する
■システム全体の構成図
MPD クライアント
PC ， mac ，スマホ
操作デバイス
リモコン
赤外線
LAN
Internet
webradio
SD
LAN
Ethernet Hub
volumio
RaspberryPi
LAN
Analog
NAS
アンプ
音楽データ
■スタンドアローン時の構成図
操作デバイス
リモコン
音楽データ
SD
IrBerryDAC
赤外線
USB
volumio
RaspberryPi
IrBerryDAC
Analog
アンプ
■DAC-IC [ PCM5201A ] のスペック
サンプリング周波数
8k-384kHz
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
オートミュート回路が入っているため，RaspberryPi の I2S 出力が止まると同時に出力がミュート
され，不快なポップノイズを抑制しています．　電源 ON/OFF 時もポップノイズは皆無です．
■デジタルフィルタ選択
DAC に内蔵されているデジタルフィルタの特性は 2 種類あります．　リモコンから切替可能です． LOW-LTC LED 点灯＝低レイテンシ
FILT NORMAL
従来型 FIR 直線位相フィルタ
FILT LOW-LTC
プリリンギングレスフィルタ
■IR リモコン
DAC 基板に搭載した PIC マイコンで IR リモコンの受信処理を行い，RaspberryPi には殆ど負荷を
かけない仕組みにしています．　Apple Remote というリモコンから　PLAY，PAUSE，STOP，NEXT，
PREV，VOL-UP，VOL-DOWN が可能です．　ボリュームは，volumio の設定でミキサータイプを「Software」にすることで機能します．
Vol-UP
FILTER
PREV
NEXT
Vol-DOWN
Play/Pause
STOP
※ペアリングにも対応しています．　旧タイプの白いプラスチックモデルにも対応．
ペアリング
MENU + 右　６秒長押し
ペアリング解除
MENU + 左　６秒長押し
FILT NORMAL
MENU + 下　６秒長押し（プラスチックモデル用）
FILT LOW-LTC
MENU + 上　６秒長押し（プラスチックモデル用）
■ハードウェア構成
RaspberryPi
rev2
IrberryDAC
P5 header I2S
PCM5102A
32bit
384kHz
DAC
Digital
Raspberry
Pi
CPU
LPF
Analog
Low Noise
LDO
Pre Amp
/ Power Amp
Low Noise
LDO
5V IN
こちらから電源を供給
すると，太い配線が使
えます
P1 header GPIO
Micro Controller
IR Sensor
P1 header
RPi P1 header
PIC PORT
ASSIGN
1
-
3.3V
2
-
5V
3
RB1/SDA1
NO USE
4
-
5V
5
RB4/SCL1
NO USE
6
-
GND
7
RA4
STOP
8
RA3/RX
PREV
9
-
GND
10
RA1/TX
PLAY
11
RA0
VOL-UP
12
RA7
NEXT
13
RA6
VOL-DOWN
14
-
GND
Apple Remote
P5 header
RPi P5 header
I2S
1
5V
2
3.3V
3
BCK
4
LRCK
5
NC
6
DATA
7
GND
8
GND
ext. I2S port
J5
EXT I2S
コメント
1, 3, 5, 7, 9
GND
2
MCK
128fs, 192fs, 256fs, etc.
4
BCK
Bit Clock
6
LRCK
L/R Clock
8
DIN
DATA
10
3.3V-OUT
50mA max.
※外部 I2S 入力端子は，WAVE IO の I2S 出力に合わせたピン配列にしています．
PIC Writer port
J6
PICkit3
1
MCLR/Vpp
2
VDD
3
VSS
4
ICSPDAT
5
ICSPCLK
■ソフトウェア構成
RaspberryPi
rev2
IrberryDAC
mpd_ctrl2.py
python script daemon
GPIO in/out
mpc control
system control
mpc (MPDclient ）
GPIO
PIC16F1827
Micro Controller
I2C
C programming
firmware
UART
IR Receive
Timer
I/O
OS
MPD
現在は GPIO のみで制御しています．　H/W として I2C および
UART を接続していますので，応用して使うのも良いでしょう．
mpd_ctrl2.py は，mpc というコンソールタイプの MPD クライアントソ
フトウェア経由で MPD をコントロールしています．
PIC マイコンの Firmware は PICkit3 もしくは ICD3 を下のように接
続して書き換えます． PICkit2 は使えません．
IR Sensor
■部品表
No. シンボル
1
C1,C2
数量
値
2
2200pF
コメント
部品例
フィルムコンデンサ
WIMA FKP2 2200pF
お好きなもの
2A-UPZ-222JE
2
C3,C4,C6
3
2.2uF_X7R
X7R 特性指定
CGJ4J2X7R0J225K125AA
3
C5,C7,C8,13,
8
0.1uF_X7R
X7R 特性指定
CGJ3E2X7R1H104K080AA
9
330u/6.3v
47-330uF/6.3v　φ6.3
RS80J331MDN1JT
C12,C20,C22,
オーディ用低 ESR
1CUTSJ101M
C21,C23,C24
お好きなもの
C15,C16,C17,C18
4
C9,C10,C11,
5
D1,D2
2
LED
1608 サイズ好きな色
OSG80805C1C
6
R1,R2
2
470_1/4W
金属皮膜抵抗
REY25FY470Ω
7
R3,R4,R5,R6
4
10
1608 サイズ　[ 100 ]
8
R7,R9
2
1k
1608 サイズ　[ 102 ]
9
R8,R10
2
220
1608 サイズ　[ 221 ]
10 R11
1
10k
1608 サイズ　[ 103 ]
11 U1
1
PCM5102A
DAC
12 U2
1
PIC16F1827
書込済みマイコン
13 U3,U4
2
NJM2863F
14 U5
1
ローノイズ LDO
PL-IRM2161-XD1 IR リモコンセンサ
PL-IRM2161-XD1
BPF:38kHz 940nm
15 J1
1
14PIN
2 列ソケット
C-00169
16 J2
1
8PIN
2 列ソケット
C-00168
ニッパーで切る
17 5V-IN
3
配線ターミナル
18 PIC マイコン用
1
18PIN
19 六角支柱
1
2pin TB（お好みで）
TB111-2-2-U-1-1
IC ソケット
2227MC-18-03
AUDIO-OUT
M3 ビスセット
支柱 10mm ＋ワッシャ
高さ 11mm ですがワッシャを 2 枚で調整
FB3-10
M3＋ワッシャ
ホームセンターなどでどうぞ
RaspberryPi　P5　I2S 出力ヘッダ
20 P5
1
8PIN
2 列ピンヘッダ
C-00081
ニッパーで切る
PIC マイコン書換え（開発用／必須ではありません）
21 ---
1
PICkit3
22 J6
1
5PIN
ソフト開発用です
PICkit3 M-03608
L 型ピンヘッダ
C-01627
※黄色い網掛けは付属部品　緑の網掛けはハンダ付け代行で実装する部品
■基板外形図
■チップ部品配置図
※LED は[K]マーク側がカソードです　＜＜表面＞＞
＜＜裏面＞＞
B
C
D
P1
1
LED
1
2
3
R11 10k
1
2
3
IR IN
4
+3.3v
GND
IRout
5
6
7
U5
IR-Receive
8
9
RA1
RA3
RA0
RA4
RA7
RA5/MCLR
RA6
VSS
VDD
RB0
RB7/ICDDAT
RB1/SDA RB6/ICDCLK
RB2/RX
RB5/TX
RB3
RB4/SCL
18
17
16
VOL+
VOL-
1
+5V
2
4
6
8
10
12
14
DC+5V IN
J0
PREV
PLAY
NEXT
C24
330u_6.3v
15
14
GND
C23
C22
C21
330u_6.3v 330u_6.3v 330u_6.3v
CN-2P
13
12
11
+3.3V_A
10
U3
CN-4P
R8
D1
220
LED
ISP PIC
NJM2863F
C11
330u_6.3v
C13
0.1u_X7R
GND
1
2
3
4
5
CTL
MCLR
+3.3v
GND
ISPD
ISPC
0.1u_X7R
2
C18
2
Vout
J6
SCL
SDA
GND
+3.3v
1
1
2
3
4
Extention
I2C-BUS
2
1
C20
330u_6.3v
CN-14P
Vin
2
RA2
J1
1
3
5
7
9
11
13
4
D2
220
+3.3v
SDA
SCL
STOP
C9
330u_6.3v
Nois
R10
PIC16F1827
F
5
U2
E
3
A
C16
0.1u_X7R
CN-5P
2
3
C3
CN-2P
J3
Lch
4
2.2u_X7R
5
R1
470_1/4W
R2
470_1/4W
6
7
2
1
Rch
4
2.2u_X7R
C1
2200p
2
1
C4
+3.3V_A
8
C2
2200p
J4
CN-2P
9
10
CPVDD
DVDD
CAPP
DGND
CPGND
LDOO
CAPM
XSMT
VNEG
FMT
OUTL
OUTR
AVDD
AGND
DEMP
LRCK
DIN
BCK
SCK
FLT
+3.3v
CLK
FS
C7
0.1u_X7R
19
C8
0.1u_X7R
18
DOUT
17
16
R3
10
14
R4
10
13
R5
10
12
R6
10
15
11
1k
GND
1
3
5
7
9
WAVE IO I2S IN
4
+3.3V_D
IrBerryDAC
IR Remote Control DAC For Raspberry Pi
2014-1-25
A
B
C
D
3
GND
I2S
CN-10P
GND
C10
330u_6.3v
C17
0.1u_X7R
P5
2
4
6
8
10
Vout
Vin
C15
0.1u_X7R
J2
CN-8P
R9 1k
R7
330u_6.3v
Nois
20
1
2
3
4
5
6
7
8
GND
1
NJM2863F
C12
PCM5102A
3
C5
0.1u_X7R
CTL
U1
C6
2.2u_X7R
+5V
1
3
+3.3V_D
2
+3.3V_A
4
5
+3.3V_D
U4
E
Designed by Takazine
F

Download Report