2011/5/5 木曜日

GWだし久々に電子工作してみた

連休ですねぇ。

ゴロゴロしてても勿体無いのでこんなものを作ってみました。

ケースから何やらケーブルが生えている。

前面にはRJ-45端子(LAN)が。

側面にはステレオミニ端子が。片方にはmini-USB端子も。

生えていたケーブルはDIN5端子。

カバーをはずして中身を見るとこんな感じ。この写真で正体がわかる人はかなりのマニアですね( = ω =)b

謎の黒い箱の目的

とりあえず写真を載せましたが、何がしたいかを説明していきます。

DIN5端子で気づいた方もいるかもしれませんが…

PCからMIDI信号をMIDIハードウェア音源に送り、生成された音声データをPCのスピーカーから鳴らす。これが今回の目的である。

LANケーブルを活用

MIDIと音声の送受信なら、単純にケーブルでつなげば良いだけだが、今回の障害はPCとMIDI音源が50メートル近く離れていること。音声のケーブルなら50メートルも物もあるでしょうけど、MIDIケーブルは規格上15メートルまでなので存在しない。おまけにMIDIケーブルは結構太いので音声と合わせると太くなってしまい、あまりスマートではない。

そこで思いついたのが、LANケーブル1本でステレオ音声とMIDIデータを送受信する方法である。試しにやってみると、MIDIデータは50メートル先まで問題なく送信でき、音声も戻ってきた。

ところが、そんな簡単に終わるわけもなく、問題が発生。

1本のケーブルで音声とMIDIの送受信を行っているためLANケーブル内でクロストークが発生して音声にノイズが載ってしまった。

音声信号増幅

配線を工夫したり色々と試したが、それほど改善せず、結局行き着いた方法が…

音声信号がLANケーブルに入る前にアンプで振幅を7倍に増幅。PCの音声入力時に信号を元のレベルまで減衰させる方法。

最初は音声信号が強くなったことで、今度は逆のクロストークが発生し、MIDI信号の方にエラーがでるようになるのではと思ってましたが、試してみたところ意外にうまくいきました。

この方法だとクロストークノイズをPCで増幅してしまうことがないので、ノイズはほとんど聞こえなくなりました

配線&回路図

LANケーブルの自作を行ったことがある方ならご存知かと思いますが、CAT5e以上のLANケーブルは内部に8本の細い線が入っていて、下の図のように2本ずつ撚り合わせてある。

異なる信号同士を撚り合わせると、一層クロストークが発生しやすくなるので、音声にはGND端子を組み合わせて、MIDI信号には+5V端子を組み合わせました。

『USB +5V』って何かと言うと、音声信号を増幅するアンプが使用する電源はPCのUSB端子からLANケーブルを通すことで供給することにしました。小さいケースに収まる電源回路作るのメンドイし

『MIDI signal 4/5』ってMIDIケーブルは5端子あるはずなのに2本しかないじゃん?!と思った方はよく見てますねぇ。実はMIDIケーブルって5端子あるけど、実際に使用されているのは3端子のみで、そのうち1端子はGND端子。よって必要な信号線は2端子のみなのである。

そんなこんなで作った回路がこんな感じ。

USBからの+5Vの単電源で駆動させるための回路はこちらのページを参考にさせていただきました。

NJM4580を単一5Vで駆動させる。(2) – 気ままハンドメイド雑記
http://handmadezakki.blog.eonet.jp/miscellaneous/2010/03/njm4-69d0.html

オーディオマニアな方が見たら怒られそうですが、コンデンサの値はかなり適当。部屋に転がってたコンデンサを適当に挿してみて自分の感覚として一番音が良かった気がする組み合わせにしました。

実は、計測回路のアンプ作成は何度かやったことがあるんですが、オーディオアンプは今回初。オペアンプとしてNJM4580Aを用いましたが、オペアンプ変えると本当に音が変わるんですね!ちょっと感動しました。

ちなみに、今回作成した回路、音質については「鳴れば良いや」と思いながら作ったので全然期待できません。音にこだわるなら、いったんデジタルに変換してLANケーブルを通した方がいいかもしれないですね。

おまけ

今回いろいろ試してみた副産物として得られた知識。LANケーブルのCAT6は確かにクロストークが抑制されている!CAT5eでうまくいってない時に試しにCAT6で実験してみるとクロストークが多少抑制された。さすがに、ゼロにはならないし、CAT5eのケーブルが大量に余っていたのでCAT5eで進めましたが、CAT6は確かにクロストークが抑制されることが実感できました。

2010/3/9 火曜日

仮想化環境における10Gbit Ethernetベンチマーク

10Gbit Ethernet: Killing Another Bottleneck? – AnandTech
http://it.anandtech.com/IT/showdoc.aspx?i=3759

対応するハブやNICが低価格化して、現在普及してきている『1000Base-T』。最大1Gbpsの通信が可能なGigabit Ethernet(GbE)の規格のひとつですが、さらに10倍の帯域を持つ10Gbit Ethernet(10GbE)というものが存在する。

すでに、銅線(Cat6e等)を用いるNICが去年市販されていますが、高価であるためまだ目にすることはほとんど無い。また、消費電力が非常に大きく、GbEで1ポートが消費する電力0.5Wに対し、10GbEでは15Wも消費する。Broadcomが4Wというものを開発したようですが、それでもまだまだ高い。

確かの高速な通信が可能なのは良いことなのですが、こんなの何に活用できるのかと思ってましたが、どうやら多コアCPUによる仮想化が進むと非常に重要になってくるようです。

たとえばサーバー上で40個のOSを仮想化により実行していたとする。GbEを4ポート共有していたとすると、各OSでは実質100Base-TX程度の帯域しか得ることができないことになってしまう。これでは世代遅れのサーバーで実行しているのと変わらないことになってしまうため、より広い帯域の10GbEが必要になるようです。

AnandTechでは10GbEとGbEの比較を行っていますが、その際に仮想化マシン数(VM)を1、4、8と変化させて検証。1 VMではGbEの性能もフルに使えていませんが、4 VMではGbEを大きく上回る性能を発揮。仮想化環境において10GbEの効果があることがわかる。

GbEも出た当時は消費電力は大きいし、高かったので普及に時間がかかりましたが、いずれは10GbEが当たり前になるんでしょうかねぇ~。

2010/3/5 金曜日

さまざまなパーツの消費電力あたりのパフォーマンス比較

Energy Efficient Hardware Investigated – bit-tech.net
http://www.bit-tech.net/hardware/pcs/2010/02/24/energy-efficient-hardware-investigated/

多くのベンチマーク記事では最後に消費電力について検証していることが多いですが、bit-tech.netにちょっぴり珍しいベンチマークが。さまざまなパーツの消費電力あたりのパフォーマンスを検証している。

CPUやGPU、HDDなどではこういった比較は見かけますが、この記事ではメモリやサウンドカード、LANボードの消費電力を検証。1Wでも削減したい場合には役立つかもしれません。

2009/11/18 水曜日

10GBASE-Tに対応するLANカードが発売

RJ-45対応の10GbpsLANカードが店頭発売、動作デモも実施 – AKIBA PC Hotline!
http://akiba-pc.watch.impress.co.jp/hotline/20091121/etc_intellan.html

現在PC間の接続で多く使用されているのは100BASE-TXや1000BASE-Tですが、これらの次世代規格となる10GBASE-Tに対応するIntelのPCI Express x8接続LANカード「10 Gigabit AT2 Server Adapter」が発売になったようです。

10GBASE-T対応を謳うEnhanced Category 6、Augmented Category 6、Category 7などのケーブルは数年前から発売されていますが、実際にデバイスが市販されたのはおそらく初。

驚いたのが、実効転送レート。CrystalDiskMarkにてネットワーク越しのRAID SSDにアクセスし、計測していますが、シーケンシャルリードが210MB/sでシーケンシャルライトは367.3MB/s!なんと、SATA 3Gbpsを上回っている!

市販のPCで利用できるのはHUBの価格がこなれてからでしょうから、まだまだ先でしょうけど、このスピードが利用できるようになるのは楽しみですねぇ。

2009/2/15 日曜日

カテゴリ7買う人いるのか?あっ、居た(笑)

Filed under: コンピュータ関連,ハードウェア関連,日記,電気電子・情報関連 — ハイジんブルー @ 23:53:50

次世代10ギガビット対応カテゴリー7のLANケーブルで一番取り回ししやすいケーブルはどれ? – GIGAZINE
http://gigazine.net/index.php?/news/comments/20090215_cat7/

次世代10Gbit Ethernet対応としてものすごく高級そうな箱で販売されているカテゴリーのLANケーブル。ぶっちゃけ、高い上に対応する装置が市販されてないから誰が買うんだ?と思ってましたが、GIGAZINEで買っちゃってました(笑)GIGAZINEに書いてある通り、ヨドバシとかで売ってるんですが、誰も触らないから、高級なパッケージがむっちゃホコリかぶってますよね(^^;)

いったいどれくらい売れているんでしょうね?あと、買った人はどんな使用目的で買っているのだろうか?1000BASE-T程度じゃカテゴリー5eで十分だと思うんですけどねぇ。

HTML convert time: 0.727 sec. Powered by WordPress