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