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ダイソー備えラジオの改造（まとめ編）

「ダイソー備えラジオ」の入手を機に、AM放送とFM放送の違いをおさらいして、災害に備える気持ちを新たにしたうえで改造遊びの道楽道へ分け入りたいと思います。

　FYI：AM放送とFM放送

　FYI：AM放送とFM放送の違い

　FYI：災害時を中心とした放送の役割

「ダイソー備えラジオ」の改造箇所などを改造1～5及び紹介1～3にまとめてみました。

改造1：FMモードでは緑色でAMモードでは赤色でPowerインジケータを点灯

改造2：同調インジケータ専用LEDを新設

改造3：1及び2の改造後も受信機能が安定するようバイパスコンデンサを追加

改造4：イヤホン回路のローパスフィルタ化（音声が聞きやすくなる）

改造5：選局ダイヤルの大口径化（選局しやすくなる）

紹介1：FM放送の受信感度を上げる簡単な方法

紹介2：FM放送受信専用室内アンテナ

紹介3：専用レザーケース

ちなみに、途中経過や失敗＆考察等を冗長をいとわず散らかし記したブログ「ダイソー備えラジオの改造」から取捨選択してまとめたのがこのブログでございます。

改造１

FMモードでは緑色でAMモードでは赤色で
Powerインジケータを点灯させる

改造手順1　R5及びR16を撤去

800ΩのR5及び0ΩのR16を取り外すことによって、PowerインジケータLEDが回路から切り離されます（図1）。

図1 - プリント基板パターン面

改造手順2　LEDの入れ替え

Powerインジケータ用の赤LEDを撤去してカソードコモン3色LEDに入れ替えます。

図2 - プリント基板部品面

カソードコモン3色LEDの仕様は図3の通りです（アマゾンジャパンで購入しました）。

図3 - カソードコモン3色LED

カソードコモン3色LEDのカソード線を(-)ランドへ、R線を(+)ランドへ挿入します。G線には後ほど半田付けするのでプリント基板に水平に横へ向かって出しておきます。今回B線は使いません。

プリント基板をケースに納めた状態で、ケース内のLED受けに頭がちょうどはまる状態を以て足の長さを決定して、その場で半田付けするのがコツです（図4）。

図4 - カソードコモン3色LEDの設置状態

改造手順3　スライドスイッチ入替及びLED配線

「ダイソー備えラジオ」には2P1T（1回路2接点）スライドスイッチがプリント基板上にマウントされてますので、2P2T（2回路2接点）スライドスイッチへ入れ替えます。図5で右側のがもとのやつで左側のやつに替えます。各端子に割り当てられた信号名は以下の通り。

① N.C. (None Connection) ｛この端子は使わない。｝

② FM ｛C9611の1ピン：LowでFMモード, HighでAMモード｝

③ GND

④ RL ｛3色LEDのR端子｝

⑤ +Vcc

⑥ GL ｛3色LEDのG端子｝

あたりまえですが①②③は部品を替える前後で同じです。④⑤⑥を使って、FMモードのときには +Vcc が緑色LED（G端子）に与えられ、AMモードのときには +Vcc が赤色LED（R端子）に与えられます。

図5 - スライドスイッチ（現物）

ハンドル高4mmの2回路2接点（2P2T）6ピンのスライドスイッチはAliExpressに出店していたTLZWLA Official Storeというお店で注文しました。型番はSK22D07VG4でした。1個欲しかっただけなのですが10個セットで329円です。他にもAliExpressで買い物をしているので送料無料（買い物の中に隠ぺい）でした。ちなみにハンドルというのはスライドスイッチの黒いプラスチック製の四角い棒のことで、下の寸法図では X とされている部分です。

図5 - スライドスイッチ（寸法図）

図5のスイッチの③④⑥端子と3色LEDの各端子との対応を図6に示します。

図6 - カソードコモン3色LEDの配線

入替え後のスライドスイッチの状態を図7及び図8に示します。図7でスライドスイッチをご覧いただけばわかるとおり、本来ならば、プリント基板へ本体を固定するために使う足を開脚状態に加工しました。穴をあける余地が無かったからです。今回は、開脚状態にした足を接着剤でプリント基板に固定しただけですが、スライドスイッチの金属筐体はGNDに接続されているのが理想的です。

図7 - 2P2T型に入替済のスライドスイッチを上から見た様子

図8 - 2P2T型に入替済のスライドスイッチを横から見た様子

プリント基板を本体筐体内に納めた状態で、本体上部にあるFM/AM切替ツマミの入る窓穴から、入替済のスライドスイッチの頭が見えます。ちょうどいい位置にノブがあります（図9左）。FM/AM切替ツマミの入る窓穴にFM/AM切替ツマミをカチッとかぶせたところを図9右に示します。

図9 - FM/AM切替ツマミの入る窓及びツマミを設置した様子

改造2

同調インジケータ専用LEDを新設する

3色LEDのB線（青色）が余っているので、それを同調インジケータ用にするのも面白いと思い実験しました。青色を単体で光らせて青だなと認識することはできましたが、FMモードで緑AMモードで赤で点灯中に青を加えても判りづらかったです。もっと青を強く発光させたら判るのですが乾電池2本（2.4V～3V）では限界でした。そこで、独立した同調インジケータ専用LEDを設置することにします（図10及び図11）。

図10 - 同調インジケータ専用LED（外観）

図11 - 同調インジケータ専用LED（内部）

「ダイソー備えラジオ」は、いわゆるDSPラジオという類のもので、その心臓部は中国製のC9611という型番のICです。FMモノラルとAMの2バンドを受信できるラジオICです。ネットで検索するとC9612という型番のFMステレオとAMの2バンドを受信できるラジオICのデータシートは見つかるのですが、C9611のデータシートは見つかりませんでした。

C9611とC9612のピン配置は違うらしいので、C9612のデータシートは、少し違うという前提で見る程度であるならば参考になる部分もあるようです。データシートは見つからないのですが野良情報はいくつかありました。保証は全くありませんが、ピン配置情報がありました。

01. AM/FM AM/FMバンドの切替入力

02. AD1 バンド・周波数範囲設定用のアナログ入力（固定抵抗で設定）

03. VREF 基準電圧（コンデンサ接続用）

04. TUNE 選局用可変抵抗（ボリューム）接続端子

05. NC 未接続（No Connection）

06. FMIN FMアンテナ入力

07. RFGND 高周波用グランド

08. AMIN AMバーアンテナ入力

09. RESET リセット端子

10. XO 水晶発振子出力（通常32.768kHz）

11. XI 水晶発振子入力

12. STATION 同調（選局）インジケータ（LED駆動用・オープンドレイン）

13. AVDD アナログ電源（電源電圧：通常3V前後）

14. GND グランド

15. NC 未接続（No Connection、C9612はステレオ右CH）

16. A-OUT 音声信号出力（モノラル、C9612はステレオ左CH）

これを信じるならば、12番ピンから同調インジケータの情報を得られそうです。オープンドレインとありますので、同調できていないときにはHighで、同調できているときにはLowになるのだろうと推察できます。ここでは推察を正しいと信じて工作を進めてます（図12）。

図12 - 同調インジケータ信号の取り出し

図13に同調インジケータの回路図を示します。

図13 - 同調インジケータ回路図

図14に同調インジケータ回路の配線を示します。

図14 - 同調インジケータ回路の配線

改造3

改造後の受信機能を安定化するバイパスコンデンサ追加

改造1及び改造2の実施後に、FM放送を受信できなくなったので 0.01μF のセラミックコンデンサを3個追加しました（図15）。

図15 - セラミックコンデンサの追加

ラジオIC（C9611）の同調信号（ピン12）をセラミックコンデンサ2でGNDへ落としました。ラジオIC（C9611）の電源入力（ピン13）をセラミックコンデンサ3でGNDに落としました。ロッドアンテナへつながるFM放送帯域用バンドパスフィルタとラジオIC（C9611）のFM-IN信号（ピン6）とをつなぐ緩衝用トランジスタQ1（J8）のベースコレクタ間の抵抗R3へ並列にセラミックコンデンサ1を追加しました（図16）。

図16 - セラミックコンデンサ1の設置場所を示す回路図

セラミックコンデンサ2及びセラミックコンデンサ3については、その有無による変化を体感できるほどではありませんでした。但し、セラミックコンデンサ3については、これが無いとFM放送を全く受信できませんでした。

改造4

イヤホン回路のローパスフィルタ化

（音声が聞きやすくなる）

イヤホンを使って「ダイソー備えラジオ」をAMモードで聞いているとFMモードの時よりもホワイトノイズに似た背景雑音が多いです。この雑音は増幅回路から発生するサーといった音の他にDSPラジオ特有の内部雑音（IF noise）などがあるらしい。配線の取り回しを工夫したりバイパスコンデンサを入れたり金属製の箱に納める等の対策によって減らすことができる可能性があるようです。しかし、必要な測定器も気の利いた部品も無いしスキルも無いので、簡易的な単純対策を施すことにしました。即ち、ラジオとイヤホンとの間にコンデンサ(C)と抵抗(R)からなる1次ローパスフィルタを入れます。図17はCRローパスフィルタの原理回路図です。

図17 - CR ローパスフィルタ

カットオフ周波数と抵抗値とコンデンサ容量値の関係を示すローパスフィルタの式は次の通りです。

　・・・・・・・　式1

ニュースを聞くのに最適化したければ fc を 2.4 kHz 程度にするらしい。ニュースの声は輪郭が強調された方が聞きやすいと感じる人は fc を 3.6 kHz 程度にすると音楽もそれなりに聞きやすくなるらしいです、知らんけど。

「ダイソー備えラジオ」のイヤホンまわりを実機で観察します（図18）。LM4871の5ピン及び8ピンがスピーカーへ接続されており、イヤホンジャック機構によりイヤホンが挿入されたときだけ5ピンがスピーカーから切り離され100Ωを介してイヤホンへと接続される仕組みになっているようです。図17のRが100Ωだということになるんだろうと思います。

fc = 3.6 kHz, R = 100 Ω とすれば C は 0.44μF という計算になります。ざっくり言えば、容量を増やすほど高音域を減らせる感じになるんだろうと想定してみます。無極性の C を使うべきところなのですが、手持ちが無いので、普通の電解コンデンサを無極性化して使うことにしました。手持ちの制約から 1μF の電解コンデンサを2本直列にしました。正極どうし又は負極どうしを接続することで無極性になります。直列接続なので容量は半分の 0.5μF になります。

C の容量値として 0.5μF と 11μF を試したところ確かに雑音だけ減ることがわかりましたが、小生の耳の場合には、この程度の減り方では依然として雑音が気になり、落ち着いて長時間聞けるようになったとは言い難かったので 23.5μF（47μFを2本直列）も試してみました。

式1によれば 100Ω と 23.5μF だと fc = 68 Hz になるので桁違いの間違いにしか見えませんが、1次CRローパスフィルター回路なので特性がなだらかなのでしょう。ここからは、いくつかCの容量値を試してみて 23.5μF（47μFを2本直列）に決定しました。このときの聴感をひとことで言えば、長時間聞き続けていられる、という感じです。

図18 - イヤホンまわりのプリント基板上の様子

実機から必要そうなところだけ回路図に起こしてみますと図19のとおりです。

図19 - イヤホンまわりの回路

図20 - コンデンサ容量の違いによる聴感比較実験中

図21 - マウントに備えてコンデンサの足を加工

図22 - 無極性化したコンデンサをマウント面に配置

図23 - コンデンサは部品面に配置しパターン面へ足をまわす

図24 - 部品面に配置したコンデンサ

改造5

選局ダイヤルの大口径化（選局しやすくなる）

「ダイソー備えラジオ」の選局ダイヤルは1ミリ動かしただけで放送局を行き過ぎるほど臨海的です。BCLやSWLで鍛えられた人なら使いこなせますが、いざとなったときに防災リュックから取り出してラジオ放送を聞こうとする平均的な人々には、難しすぎるのではなかろうかと心配です。

この手の問題の解決案は幾通りか考えられますが、「ダイソー備えラジオ」の場合の現実的な解は、ほぼ選択の余地なく、選局ダイヤルの大口径化になるだろうと思います。

先ずは、手始めに、ノギスで選局ダイヤルの直径を測定したところ29.6mmでした（図25）。ギザギザのあるダイヤルの部分の厚みを測定したところ1.9mmでした。

図25 - 選局ダイヤルの直径は29.6mm

これから製作する選局ダイヤル大口径化用の部品について、例えるなら、自転車のホイールとタイヤのような関係です。選局ダイヤルをホイールに例えるならばタイヤになる部分をこしらえることになります。材料は、不要となったSIMカードの抜け殻を使いました。厚さは0.7mmでしたので2枚重ね(1.4mm厚)で使うことにしました。ダイヤルの部分は1.9mm厚なので、あと0.5mm欲しいところではありますが今回はこれで作ってみます。

内径が29.6mmΦで外径が33.2mmΦとして切り抜きました。デバイダを利用して切り抜き線を引きました。（図26）。

図26 - 材料と工具

図26に示した材料から輪形状を2枚切り出して瞬間接着剤で貼り合わせました。それを瞬間接着剤で同調ダイヤルに貼りました。オレンジ色の周波数指針を設置する側から見た選局ダイヤルを図27に示します。

図27 - 大口径化した選局ダイヤル

同調用ポテンショメータの軸との嵌合部側から見た「大口径化した選局ダイヤル」を図28に示します。

図28 - 大口径化した選局ダイヤル

選局ダイヤルの大口径化を実施しましたので、黄矢印で示す部分を削って、選局ダイヤル窓も広げました（図29）。

図29 - 同調ダイヤル窓を拡張

大口径化した選局ダイヤルを納めた様子を図30に示します。選局ダイヤルの直径は、大きければ大きいほど減速比が高くなり、同調の微調整がよりやり易くなります。しかし、大き過ぎると筐体内部の構造と干渉してしまいます。

図30で黄矢印で示す支柱が最初に干渉します。だから図27のとおり1.8mmということです。もし仮に図30の支柱の干渉が無いとしたら、その次に干渉するのは、筐体の上部です。その場合は2.5mmにできそうです。

図30 - 大口径化した選局ダイヤルの納まり具合

大口径化したので選局ダイヤルの突き出し量が以前よりも増えました（図31）。これなら革ケースに納めたときにも楽に選局ダイヤルを操作できます。ちなみに図30までは白かったのに図31から黒くなっているのはマジックインキ（黒）で塗ったからです。

図31 - 大口径化した選局ダイヤル

図32 - 大口径化した選局ダイヤル

選局ダイヤルの大口径化により、以前よりも、選局操作及び同調微調整がやり易くなりました。云ってみれば、神経を指先に集中させて爪先で選局ダイヤルを微妙に操作していた以前とは違って、ある程度指先に集中して指の腹で選局ダイヤルを操作しても今度は大丈夫になったという感じです。

蛇足ながら触れておきますと「ダイソー備えラジオ」と似た容姿をしたICF-51 という型名のSONY製のラジオがありました（図33）。

図33 - SONY ICF-51

「ダイソー備えラジオ」の選局ダイヤルに比べると、ICF-51のそれはかなり大口径であることがわかります（図34）。選局操作をしてみますと、選局ダイヤル口径が大きいICF-51の方が「ダイソー備えラジオ」に比べてかなり選局しやすいようです。

図34 - ダイソー備えラジオ(上)とSONY ICF-51(下)

紹介1

FM放送の受信感度を上げる簡単な方法

一般にポケットラジオがそうであるように「ダイソー備えラジオ」のロッドアンテナも例外ではなくFM放送受信専用です。AM専用のアンテナはプリント基板上にあるバーアンテナです。

ロッドアンテナは、縮めると9.5cmで伸ばすと26cmです。受信状態の良好なFM放送局の番組を聞くのならば、このロッドアンテナでも十分実用的です。小生だけの体験ではないと思いますが、屋外だと聞こえるのに、室内に入ってしまうと聞こえなくなってしまうFM放送局というのもあります。それが室内でも必ず聞こえるようになるとは断言しませんが、かなり高確率で、しかも簡単に聞こえるようにする方法があります。

電子工作を趣味としている人ならほぼ確実に持っていると思いますが、実験用に、両端にミノムシクリップの付いた56cmの被覆線（導線）です。これをロッドアンテナ（26cmに伸ばした状態）の先端につけるだけで、いままで屋外でないと聞こえず室内へ入ると聞こえなくなっていたFM放送局が聞こえるようになる可能性があります。換言すれば、ロッドアンテナだけでのときよりも聞こえるFM放送局の数が増えます。

住んでいる地域や地形や建屋の構造によりますので、一概にこうだと言えるものではありませんが、例えば小生の場合には、表1に示す結果が得られています。背景となる理屈は、アンテナの長さを波長に合わせること、即ち共振です。

表1 - ロッドアンテナに導線を追加

放送局	周波数(MHz)	ロッドアンテナで聞こえた	アンテナ延長で聞こえた	1/4λ (cm)	追加長 (cm)
ニッポン放送	93.0	△	〇	81	55
ラジオ日本	92.4	△	〇	81	55
文化放送	91.6	×	〇	82	56
TBS	90.5	△	〇	83	57
インターFM	89.7	×	〇	84	58
FMヨコハマ	84.7	〇	〇	89	63
レディオ湘南	83.1	〇	〇	90	64
NHK-FM横浜	81.9	〇	〇	92	66

FM放送の受信に使うロッドアンテナやワイヤーアンテナは、長ければ長いほどよいとは限りません。むしろ4分の1波長（1/4λ）くらいの長さにしておくのが適切です。ロッドアンテナ長が26cmで、ミノムシクリップ付導線1本の長さは56cmなので合わせて82cmとなります。ここで、文化放送の周波数は91.6MHzなので1/4λは82cmなので一致するわけです。感度が上がる理由がこれです。

紹介2

FM放送受信専用アンテナ

昔はステレオを買うとFM放送受信専用アンテナが同梱されてました。図35はその寸法です。ブログ「FM放送受信用室内アンテナ」にしてあります。図35に示すアンテナは3.5mmΦの外部アンテナ端子付きのラジオで利用することを想定して75Ωへ変換するアダプタを付けてありますが「ダイソー備えラジオ」などで使う場合には、75Ωへ変換するアダプタは勿論不要です。

図35に示すアンテナをそのまま「ダイソー備えラジオ」で使うときには、整合器の芯線電極のネジとラジオのロッドアンテナとを「両端ミノムシクリップ付き実験用被覆線」で接続してやればよいでしょう。

図35 - FM放送受信専用アンテナ

このアンテナは、どこに置いてもよいというものではありません。日本のFM放送で使われている周波数は 76.1 MHz から 98.9MHz なので波長は3～4メートルです。すなわち位置が1メートル違うと違ってきますので、室内で水平エレメントの場所及び方向をあちこち試して、受信したい放送局ができるだけ強く受信できるように設置します。