はじめに

先月から卓上オーディオインターフェースを作る為に色々試作＆実験を繰り返しており
前回はOpampを使用したアンプ＆ミキサー(加算回路)を作って試した。

前回はあくまでアナログ部分の処理の話だったが、最終的にはデジタル信号も受けられるようになりたいので
今回はデジタルI2S信号をスピーカーを通して出力する為にTI社のAudioDAC(PCM5102A)を作ってDAC基板を作成してみた

基板はいつもお世話になっているJLCPCBで4層基板、5枚で700円でした。

JLCPCBのサイトはこちら！
https://jlcpcb.com/

JLCPCBは新規ユーザー向けに54ドルのクーポンを配っており、安く基板を作れます！
https://jlcpcb.com/JPV

今回作ったもの

PCM5102AはAudioDACの中でもそれなりに資料の多く、なんならamazonなどでAdafruitなど色々な会社の評価ボードが売っている。
その辺を使用して試してみてもいいが、最終的な目標のオーディオインターフェースは規制品の基板を使用しないで作る予定なので
そこらへんも含めて基板に起こしてマイコンで動かしてみた。

ちょうど秋月にPCM5102AのオーディオDACキットが売っていたのでその回路はそのキットを参考に使用部品などにアレンジを加えた。
ＰＣＭ５１０２Ａ使用３２ｂｉｔ／１９２ｋＨｚオーディオＤＡＣキット
秋月はちょこちょこ世界部品が世界で一番安かったり(誇張)するからすごい
ステレオジャック等はちょっとチープな見た目だが５０円とクソ安いので今回のような試作実験などにはピッタリだ。

基板はアナログ、デジタルで電源を分けているので４層で作った。
下の写真を見てもらえればこれ頑張れば２層でいけるんじゃね？って思うかも知れないが面倒くさいので４層で作った。
JLCPCBで２層で２００円、４層で６００円なら４層で楽に作った方が得だな！

完成品はこちら↓
基板は小さければ小さいほどかっこいいと思っているので、かなり小さく作った。
毎度のことながらJLCPCBは基板の製造は安いのにクオリティが高くて良いです。
どうせ部品の性能を見るためだけの試作だからって適当に半田付けしすぎたかも…

実際に動かしてみた

今回マイコンは秋月のESP32ボードを使用。
ＥＳＰ３２－ＤｅｖＫｉｔＣ－３２Ｅ　ＥＳＰ３２－ＷＲＯＯＭ－３２Ｅ開発ボード　４ＭＢ

I2Sの仕様、及びサンプルコードは下記のYoutubeの動画を参考にした
ESP32 Sound - Working with I2S
動画投稿者の解説記事
Sound with ESP32 – I2S Protocol

解説記事にはマイク、SDカードを使ったmp3プレイヤーなどがあったが、その辺の周辺機器を用意するのは面倒なので
周辺機器が必要ないインターネットラジオをサンプルプログラムとして使用した。

ピンアサインはインターネットラジオのプログラム内に書いてあるが一応記載すると
PCM5102A⇔ESP32-DevKitC
DIN ⇔　IO22
BCK ⇔　IO26
LRCK ⇔　IO25

実際に動かしてみるとラジオが聞こえてきました。
波形もしっかり出ています。(波形を乗せても何の意味もないが…)

今回出来なかった事

今回本当にやりたかった事はUSB-I2Sだが、やり方がどうしても分からず実現する事が出来なかった。
しかし、Interface誌の2021年8月号にRaspberry pi picoを使用したUSBオーディオDACの記事が載っているのでそれを見てみると
「raspberry pi picoの公式ウェブサイトには、USB-I2S変換が行えるサンプルプログラム(usb_sound_card)が用意されています」(P.122)
とのこと。

今回はとりあえずESP32でのインターネットラジオで済ませたが、
次はラズピコを使用して今度こそUSB-I2Sを実現させたい。

最後に

今回、実際に上手くいかなかったのでアンプと一緒にした基板を作成する前に一度試しておいて本当に良かったと思う。
こういった試作でも日本のP板.comなら3万円くらいになってしまうので数百円で基板が出来るのは本当に便利だ。

みんなもJLCPCBを使って基板を注文してみよう！

JLCPCBへの注文の仕方や、KiCad6での製造データ作成方法は他の記事に書いているので参考にしてみて下さい。
JLCPCBで基板を作ろう[KiCad6編]
JLCPCBで４層基板を作った

JLCPCBは新規ユーザー向けに54ドルのクーポンを配っているので是非JLCPCBで基板を作ってみよう！
https://jlcpcb.com/JPV