BeagleBone Green 用の工作 - ケース、バッテリー電源、USBケーブル 2017年1月

・MPDプレイヤーに使うため、手のひらに乗る小さなPC、 BeagleBone Green(BBG) を 導入した。  その際、ケース、バッテリー電源、USBケーブルを作り、使用環境を整えた。BBGの バッテリー駆動は、音質に好影響をもたらしてくれる。メモとして、オーディオ用途で BBGを使う方のご参考に供したい。 ■ケース ・BBGは、カードサイズの基板だけで販売されている。付属品は、USBケーブル1本のみ。 ケースも電源も付いていない。  ケースは、外部企業から BeagleBone Black(BBB) 用にはプラスチック製、金属製が 出てはいるが、BBGに使うには少し加工が必要だ。値段も張る。 ・タカチの小型ケース KC 3-8-10 を使って、うまくいった。  外寸 h30・w75・d100。4面がアルミ製、前面・背面がABS樹脂製で、穴あけ加工 が容易だ。値段も900円ほど。 ・穴をあけるだけの工作なので、説明は省く。6mm長の六角スペーサーで基板を取り付 けた。 ・誂えたような大きさで、ぴったりBBGの基板が納まる。見た目も悪くない。  BBGは発熱が少なく、特に放熱対策をせずケースに入れたが、ケースがほんのり温か くなる程度で、支障は無さそうだ。 ・このケースは、ドリル、やすりの加工が必要だが、BBG及びBBB用にお勧めできる。 ・写真 底板に取り付けたBBG (SDカードからの起動のため、ジャンパー線でP8ピンソケットの#1と#43を短絡)

・写真 ケースに入ったBBG(背面) (端子の長方形穴を大きくあけすぎ、すきまが生じた)

■バッテリー電源 ・BBGの電源はDC5Vで、外部からUSBクライアントポート(USB-マイクロB)で供給され る。BBBは独立したDCジャックだったが、廃止された。 ・電源を付属せず、①PCなどUSBホストのバスパワー、②ACアダプターやモバイルバッ テリーなど、USB経由の5Vを想定しているのだろう。  しかし、①、②はいずれもスイッチング電源で、PCオーディオ用途にはプアーだ。 モバイルバッテリーも電池といっても、DC-DCコンバータで昇圧している。 ・DC5V電源について、自作のトランスを使ったリニア電源に加え、ニッケル水素電池 (単3×4本≒5V)、TRACO社製スイッチング電源の3種を試聴した。  音質に順位をつければ、 電池電源 > リニア電源 > スイッチング電源 だった。楽器の音のそれらしさ、低域の底力など、敢えて言えばというレベルだが、 微妙な違いがある。  電源の対象機器の効き方の順位は、 MPDプレイヤー > USB-DACの接続確立用 > スイッチング・ハブ だった。(USBの接続確立用は接続時だけ必要で、いったん接続すればあとは切って良 い。それでも効くのは意外だ。)  この結果から、MPDプレイヤーについては、ニッケル水素電池によるバッテリー駆動 を採用することにした。 ●バッテリー電源 簡易型 ・BBG用としては、ニッケル水素電池 単3×4本用の電池ボックス(スイッチ付)があれば、 こと足りる。 ・工作は、コネクターを付けただけだ。コネクターを介し、下記の自作USBケーブルを使 ってBBGに5Vを供給できる。 ・これで、BBGの電源として実際に使うことができるが、ただ、この電池ボックスは安物 で頼りなく、電池の出し入れなど使い勝手が良くないのが難点だ。 ・写真 バッテリー電源 簡易型

●バッテリー電源 最終型 ・簡易型を試用してみて、本格的なものを作りたくなった。よりしっかりした電池ボック スはないか。スイッチとともにパイロットランプがあると良い。MPDプレイヤー用だけ でなくUSB-DACの接続確立用もバッテリー化するため、5Vを2回路にしたい。と欲が出 る。 ・単3×4本を2組、スイッチ、LEDパイロットランプ、という構成にした。独立したバッ テリー電源2回路と贅を尽くした!? おまけとして、安定化、ノイズ吸収のため、コンデン サーも並列。 ・回路図

・工作としては、アルミ板上部に、スイッチ、LEDパイロットランプを付け、下部にタカ チの単3×4本用電池ボックス MD-4B を2個を吊り下げた。天板だけで恰好が悪いが、 電池交換は容易だ。スイッチが立派過ぎだが、手持ちの部品を使ったので。 ・ニッケル水素電池は、MPDプレイヤー用には、パナソニックのエネループ ハイエンド モデル(2,500mAh)、電流が流れないUSB接続確立用には、エネループ スタンダードモ デル(1,900mAh)をそれぞれ使うことにする。  どちらも定格1.2V×4本=4.8Vだ。満充電時は実測5.6V程度になる。5Vぴったりで はないのだが、このくらいの違いなら問題ない。 ・電池の持続時間は思ったより長く、MPDプレイヤー(BBG)を10時間近く駆動できそう だ。MPDの音楽再生用途として実用になる。放電すると電圧が急降下し、MPDの音楽再 生が途絶える。途絶えた時点の実測4.7V。  MPDプレイヤー用は、電池4本ずつ2組の交代で、外部充電器で充電し運用している。  もう一方のUSB接続確立用は、相当に長持ちするだろう。 ・下記の自作USBケーブルを使って、MPDプレイヤー(BBG)をバッテリー駆動した音質は 上々だ。鮮やかさと迫力がある。

・写真 バッテリー電源 最終型

■USBケーブル ・付属のUSBケーブルは、USB-マイクロB/USB-A だ。これでは、外部電源を使うこと ができない。BBGのバッテリー駆動を実現するには、USBケーブルの自作が必要だ。 ・別稿のUSBケーブルの自作記事で、外部電源を使う「短・単・離」型を紹介した。 これと同じものを、USB-マイクロB コネクタで自作する。

・材料のUSBコネクタは秋葉原の千石電商で、線材はオヤイデ電気で入手できる。私は、 以前買った手持ちのものを使った。 ・以前のミニBコネクタでの経験からして、さらに小さいマイクロB コネクタとなれば、 素人の私にはとてもハンダ付けできない。既成のマイクロB USBケーブルを購入し、コ ネクタの根元で切断して、導線同士をハンダ付けする方法をとった。反対側のUSB-A コネクタは、ハンダ付け。短い時間で15cm長のケーブル1本ができた。 ・写真 市販のマイクロB USBケーブルを切断して利用

・写真 完成した USBケーブル(外部電源を使う短・単・離型)

■まとめ ・信号ラインと電源ラインを分離したUSBケーブルで、しかも電源にはバッテリーを使う。 当初の、普通のUSBケーブルにスイッチング電源という状態に比べれば、効果があって 当然と言える。  ニッケル水素電池は、市販のリニア電源よりずっと低コストながら、クリーンな5V電 源として十分実用になる。USBケーブルも、ちょっとしたハンダ付けの工作だけ。オー ディオ用途でBBGを使うなら、今回の工作はメリットありだ。