音を創るということ3（回路編）

■回路図
やっぱり回路図がないと、このブログが成立しないです。Kicadで作りました。

Kicadはなかなかのスグレモノと思いました。回路図作成だけの使用ですが、操作がわかりやすくストレスを感じさせないものでした。ただ、ライブラリーがちょっと貧弱なので、ネットで探してkicad専用のデータをダウンロードしました。
キーワードは、Kicad PCB Part Library
このライブラリ・サイトの登録はWindowsを使ってインストールするのですが、インストールの途中から、なぜかlinuxでもアクセスできるようになりました。（よくわからない）
この回路図の注意点としては、

●ロータリーエンコーダ（RE)のマトリクス部分は12回路のうちの1回路のみを描いています。
●REのシンボルは単極双投スイッチのシンボルを使用しています。本来のシンボルでは信号の流れがわかりづらいと思いました。
●実際にはデジトラ（DTD114）を数個使ったのですが、シンボルが見つからなかったので、定番の2SC1815と抵抗で代用しています。
●回路番号はつけていません。（現物から回路図を作るという作業って・・・）
●マイコンのピン番号つけるの忘れた。（前回のを参照願う）

■ロータリーエンコーダ（RE)
昔々、ロータリーエンコーダという名前を聞いて、回転方向も判別できるというパルスが出るしくみはどうなっているのだろうという疑問がありました。その後、実際の部品を見て、なるほどと思いました。それからプログラムで実際に使用することになって、回転方向を判別する方法はすごいと思いました。まあ、詳しい解説は他のところを参考にしてもらったほうがいいと思います。
キーワードは、  インクリメンタル、ロータリーエンコーダー、CCW方向

さて、このREの読み取りタイミングはどのくらいなのでしょうか、意外にネットで調べてもどのくらいで読み取るかが出ていません。プログラムを作る上でたいへん重要な部分なので自分で測定することにしました。手回し（あたりまえ）で、つまみを最速で回した時のタイミングを見ました。RE単体に抵抗をつないで、A相とB相の電圧をみています。
上の波形がA相、下の波形がB相です。


すると、A相がONしているのは5.424msとなりました。
A相がONして1/4波長後にB相がONするのは2．529ｍｓ後となります。

つまり、A相がH→Lに変わってから2．529msまでの間にB相のレベルを読めば回転方向が判別できることになります。（最速と言ってますが、この時間が一般的かどうかは疑問ですけど。）

■PC900V
midi回路で使うフォトカプラというと、定番なのがシャープ製のPC900Vです。最近は面実装部品が主流なので、DIP品をわざわざ使うというのがなくなったようです。そんな状況なのでパーツ屋さんには在庫がないみたい（あっても、やたら高いようです）。そんな時のアリババ頼みということで、探してみると、ありました、10個で200円ほどでした。今後のことを考えて余分に購入しました。これがなくなったらどうするのってことですが、ネットを調べると、入手性のよいフォトカプラを使って、midi入力にされている方がおられました。
キーワードは、汎用フォトカプラ、 midi入力
「MIDI 1．0規格書」の日本語訳注によると、PC900Vを含めていろいろな高速オプトアイソレーターが指定されていますが、そろそろMIDI 2が始まっているので推奨部品も更新されることでしょう。
キーワードは、MIDI 1．0規格書 高速オプトアイソレーター

■基板
標準ピッチ(2.54mm)の115＊160サイズ の片面ユニバーサル基板（蛇の目基板ともいいます）を使いました。手作りだと、組み立て上、金属のジャンパー線が交差したほうが都合いいので、両面スルーホールのユニバーサル基板なんかを使うと思い切り泣けます。

■スイッチ
回路図には書いていませんが、Scan_out0の行とScan_out1の行の前半はスイッチです。回路ではRot_in0，2，4，6の入力だけを結線しています。（余った入力は別に使うことができますね）

■コネクタ
REが42個、スイッチが6個もあるのでメンテナンス性を考えて、各素子は日圧のXH3Pコネクタで接続するようにしました。。コネクタ自体の入手性は問題なく、ヤフオクやアリババでも購入可能です。電線にピンをカシメるという作業が本当につらいです。42*3+6*2=138本なので、頭の中の減算カウンターが遅いくらいゆっくりと作動していました。

そろそろ年末の掃除をしなくてはと思いつつ、ジムビームをぐびり。

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タグ：回路図 MIDI ロータリーエンコーダ ユニバーサル基板