改訂 2015-3-1

RaspberryPi model B 用 DAC 基板

IrBerryDAC

　■概要

RaspberryPi という小型の Linux 基板と組み合わせて使う DAC 基板です．　RaspberryPi から I2S デジタ

ルオーディオ信号を出力し，DAC 基板でアナログ音声へ変換します．　DAC-IC には，音に定評のある米

Texas Instruments 社の Burr-Brown ブランドの DAC デバイスの中から，新しい世代の PCM5102A という

チップを選択しました．

PIC マイコンを搭載し，赤外線リモコン信号を受信して RaspberryPi 上で動作するソフトウェアをコントロ

ールします．　ソフトウェアソースコードは PIC 用ソフトも RaspberryPi の内部で動作する操作用ソフトもイ

ンターネット上で公開し，自由に改変することができます．　

応用例として，I2C 接続の有機 EL ディスプレイや LCD を接続して再生中の楽曲名など表示させることも

できます．　回路図からソフトウェアまで全てオープンな環境で，自作・ハイレゾ・ネットワーク・オーディオ

を楽しんでもらえれば幸いです．　

■ 注意事項 ■

本キットを使って生じた火災・感電・火傷など，利用者にいかなる損害・被害が生じても，当方は一切の

責任を負いません．ユーザーご自身の責任においてご利用いただきますようお願いいたします．また，

回路図，基板，ソフトウェア，本マニュアル，ブログ内情報等は著作権を放棄していませんので，一部・

全部を問わず無断で流用・転載することはできません．

■RaspberryPi 対応表

　※ Model B / A の P5 ヘッダ（空きの 8Pin）があるかどうかチェックしてください．　Model A を使うには

USB-LAN 変換が別途必要になります．

■接続のイメージ図

Model B rev1

Model B rev2

Model A

RPi 2 Model B

Model A+

Model B+

■基板の接続方法

RaspberryPi の P5 へ 8pin の

ピンヘッダをハンダ付けします．

このように P1 ヘッダの 1pin 側へ合わ

せて IrBerryDAC 基板を載せます．

AUDIO-OUT 端子 ： RCA ジャック

DC-IN 端子 ： +5V 電源　（RaspberryPi の microUSB 端子への 5V給電でも動作します）

RaspberryPi の Ethernetポートへ LAN　を接続する

■システム全体の構成図

■スタンドアローン時の構成図

Ethernet HubRouter

NAS

LAN

LAN

LAN

IrBerryDACvolumioRaspberryPi

アンプ

リモコン

SD

Analog

赤外線

操作デバイスMPD クライアントPC ， mac ，スマホ

Internetwebradio

IrBerryDACvolumioRaspberryPi

アンプ

リモコン

SD

Analog

赤外線

操作デバイス

音楽データ

音楽データ

USB

■DAC-IC [ PCM5201A ] のスペック

サンプリング周波数 　8k-384kHz

ビット深度 　16，24，32bit

S/N比　 　112dB

ダイナミックレンジ 　112dB

THD+N 　-93dB

出力電圧 　2.1Vrms

オートミュート回路が入っているため，RaspberryPi の I2S 出力が止まると同時に出力がミュート

され，不快なポップノイズを抑制しています．　電源 ON/OFF時もポップノイズは皆無です．

■デジタルフィルタ選択

DAC に内蔵されているデジタルフィルタの特性は 2種類あります．　

リモコンから切替可能です． LOW-LTC LED 点灯＝低レイテンシ

　FILT NORMAL 従来型 FIR直線位相フィルタ

　FILT LOW-LTC プリリンギングレスフィルタ

■IR リモコン

DAC 基板に搭載した PIC マイコンで IR リモコンの受信処理を行い，RaspberryPi には殆ど負荷を

かけない仕組みにしています．　Apple Remote というリモコン から　PLAY，PAUSE，STOP，NEXT，

PREV，VOL-UP，VOL-DOWN が可能です．　

ボリュームは，volumio の設定でミキサータイプを「Software」にして、一度 RaspberryPi をリブート

することで機能するようになります．

　　　　　　※ペアリングにも対応しています．　旧タイプの白いプラスチックモデルにも対応．

ペアリング 　MENU + 右　６秒長押し

ペアリング解除 　MENU + 左　６秒長押し

　FILT NORMAL 　MENU + 下　６秒長押し（プラスチックモデル用）

　FILT LOW-LTC 　MENU + 上　６秒長押し（プラスチックモデル用）

FILTER

Vol-UP

Play/Pause

PREV

Vol-DOWN

NEXT

STOP

■ハードウェア構成

P1 header

RPi P1 header PIC PORT ASSIGN

1 - 3.3V

2 - 5V

3 RB1/SDA1 NO USE

4 - 5V

5 RB4/SCL1 NO USE

6 - GND

7 RA4 STOP

8 RA3/RX PREV

9 - GND

10 RA1/TX PLAY

11 RA0 VOL-UP

12 RA7 NEXT

13 RA6 VOL-DOWN

14 - GND

PCM5102A32bit

384kHzDAC

PCM5102A32bit

384kHzDAC

Micro ControllerMicro Controller

Pre Amp/ Power Amp

IR SensorIR Sensor

5V IN

P1 header GPIOP1 header GPIO

P5 header I2SP5 header I2S LPFLPF

Low NoiseLDO

Low NoiseLDO

Low NoiseLDO

Low NoiseLDO

RaspberryPi

CPU

RaspberryPi

CPU

Digital Analog

RaspberryPirev2

IrberryDAC

Apple Remote

こちらから電源を供給すると，太い配線が使え電源が安定します．

P5 header

RPi P5 header I2S

1 5V

2 3.3V

3 BCK

4 LRCK

5 NC

6 DATA

7 GND

8 GND

ext. I2S port

J5 EXT I2S コメント

1, 3, 5, 7, 9 GND

2 MCK 128fs, 192fs, 256fs, etc.

4 BCK Bit Clock

6 LRCK L/R Clock

8 DIN DATA

0 3.3V-OUT 50mA max.

　　※外部 I2S入力端子は，WAVE IO の I2S 出力に合わせたピン配列にしています．

PIC Writer port

J6 PICkit3

1 MCLR/Vpp

2 VDD

3 VSS

4 ICSPDAT

5 ICSPCLK

■ソフトウェア構成

　

現在はGPIO のみで制御しています．　H/Wとして I2C および

UART を接続していますので，応用して使うのも良いでしょう．

mpd_ctrl.py は，mpc というコンソールタイプの MPD クライアントソフ

トウェア経由で MPD をコントロールしています．

PIC マイコンの Firmware は PICkit3 もしくは ICD3 を下のように接

続して書き換えます． 　PICkit2 は使えません．

PIC16F1827Micro Controller

C programmingfirmware

IR ReceiveTimerI/O

PIC16F1827Micro Controller

C programmingfirmware

IR ReceiveTimerI/O

　　　 MPD　　　 MPD

GPIO　　 mpd_ctrl.py

　　 python script daemon　

　 GPIO in/out　 mpc control

　 system control

　　 mpd_ctrl.py　　 python script daemon

　　 GPIO in/out　 mpc control

　 system control

RaspberryPirev2

IrberryDAC

mpc (MPDclient ）mpc (MPDclient ）

IR SensorIR Sensor

I2C

UART

OS OS

■部品表

No. シンボル 数量 値 コメント 部品例

1 C1,C2 2 2200pF フィルムコンデンサ

お好きなもの

WIMA FKP2 2200pF

2A-UPZ-222JE

2 C3,C4,C6 3 2.2uF_X7R X7R特性指定 CGJ4J2X7R0J225K125AA

3 C5,C7,C8,13,

C15,C16,C17,C18

8 0.1uF_X7R X7R特性指定 CGJ3E2X7R1H104K080AA

4 C9,C10,C11,

C12,C20,C22,

C21,C23,C24

9 330u/6.3v 47-330uF/6.3v　φ6.3

オーディ用 低 ESR

お好きなもの

RS80J331MDN1JT

1CUTSJ101M

5 D1,D2 2 LED 2012サイズ OSG80805C1C

6 R1,R2 2 470_1/4W 金属皮膜抵抗 REY25FY470Ω

7 R3,R4,R5,R6 4 33 2012サイズ　[ 330 ]

8 R7,R9 2 1k 2012サイズ　[ 102 ]

9 R8,R10 2 220 2012サイズ　[ 221 ]

10 R11 1 10k 2012サイズ　[ 103 ]

11 U1 1 PCM5102A DAC

12 U2 1 PIC16F1827 書込済みマイコン

13 U3,U4 2 NJM2863F ローノイズ LDO

14 U5 1 PL-IRM2161-XD1 IRセンサー

BPF:38kHz 940nm

PL-IRM2161-XD1

15 J1 1 14PIN 2列ソケット C-00169

16 J2 1 8PIN 2列ソケット C-00168

17 　5V-IN

　AUDIO-OUT

3 配線ターミナル 2pin TB（お好みで） TB111-2-2-U-1-1

18 　PIC マイコン用 1 18PIN IC ソケット 2227MC-18-03

19 　六角支柱 1 支柱 11mm 　絶縁タイプ FB3-10

20 M3ビスセット 2 M3ビス L5mm M3

　RaspberryPi　P5　 　I2S 出力ヘッダ

21 P5 1 8PIN 2列ピンヘッダ C-00081

　PIC マイコン書換え（開発用／必須ではありません）

22 --- 1 PICkit3 ソフト開発用です PICkit3 M-03608

23 J6 1 5PIN L 型ピンヘッダ C-01627

　※黄色い網掛けは実装済み部品．　緑は付属する部品．　紫は高級 CR オプション部品．

■基板外形図

■キット付属部品一覧

　　PIC マイコンと赤外線センサーは静電気対策でアルミホイルに巻いております．

1

2

3

4

A B C D E F

1

2

3

4

A B C D E F

IR IN

ISP PIC

IrBerryDAC

Designed by Takazine2014-1-25

IR Remote Control DAC For Raspberry Pi

DC+5V IN

WAVE IO I2S IN

P5

P1

ExtentionI2C-BUS

Lch

Rch

+5V

RA21

RA32

RA43

VSS5

RB06

VDD14

RA615

RA716

RA017

RA118

RA5/MCLR4

RB1/SDA7

RB2/RX8

RB39

RB4/SCL10

RB5/TX11

RB7/ICDDAT13

RB6/ICDCLK12

PIC16F1827U21 23 45 67 89 10

11 1213 14

CN-14P

J1

123

IR-Receive

U5

10kR11

0.1u_X7RC18

GND

+3.3V_A

+3.3V_D

330u_6.3vC9

330u_6.3vC10

330u_6.3v

C12

330u_6.3v

C11

330u_6.3v

C20

330u_6.3v

C21

330u_6.3v

C22

GND

470_1/4WR1

+5V+3.3V_A

+3.3V_A

+3.3V_D

CPVDD1

CAPP2

CPGND3

CAPM4

VNEG5

OUTL6

OUTR7

AVDD8

AGND9

DEMP10

FLT11

SCK12

BCK13

DIN14

LRCK15

FMT16

XSMT17

LDOO18

DGND19

DVDD20

PCM5102AU112345678

CN-8PJ2

470_1/4WR2

1kR7

2200pC1

2200pC2

0.1u_X7RC5

0.1u_X7RC7

0.1u_X7R

C8

330u_6.3v

C24

330u_6.3v

C23

0.1u_X7RC16

0.1u_X7RC17

CTL

1

GN

D2

Nois

3Vout

4

Vin

5

NJM2863F

U4

CTL

1

GN

D2

Nois

3Vout

4

Vin

5

NJM2863F

U3

+3.3V_D

0.1u_X7R

C13

0.1u_X7R

C15

12345

CN-5P

J6

LED

D1

220

R8

1kR9

2.2u_X7RC6

2.2u_X7R

C4

2.2u_X7R

C3

1234

CN-4P

1 23 45 67 89 10

CN-10PI2S

GND

12

CN-2P

J0

12

CN-2P

J3

12

CN-2P

J4

220

R10

LED

D2

10R3

10R4

10R5

10R6

IRout

+3.3vGND

VOL+VOL-

PREVPLAYNEXT

+3.3vSDASCLSTOP

GND

GND+3.3v

MCLR+3.3vGNDISPDISPC

+3.3v

DOUT

FSCLK

SDASCL