舊光碟機DIY大改造,變身CD音響!

舊光碟機DIY大改造,變身CD音響!

分類:3C硬體改裝
2009/06/19 08:28

<專題>舊光碟機DIY大改造,變身CD音響!<2006年/12月號>
發表者 teresa 開 2006-12-25 16:57:38 (3280 人氣)
文 / 圖 廖偉翔
■ 舊物再利用  在玩了幾年的電腦之後,你是否手邊有一堆因汰舊換新而屯積已久的電腦硬體,舊歸舊但還是可以用,想丟嘛又覺得浪費,要拍賣又賣不到好價錢,堆積久了也是易沾染灰塵,再不然更慘的就是直接放到壞,倒不如拿來好好利用一番,賦予它新生命,您說~是吧?

這次的主題主要是利用舊式的光碟機再加以改造後,即可變身擁有CD音響的功能,我們目前一般市面上的光碟機,在面板上皆採用單一按鍵的設計來控制托盤進出,若是想要在電腦上聽音樂,除了MP3之外,就得直接將音樂光碟放入光碟機內,並使用media player或其它多媒體軟體來讀取碟片上的音軌,不過在較舊型的光碟機中,通常設計有兩組按鈕,一個為控制托盤進出用,另一組則可直接撥放CD,也就是說我們只要將CD放入光碟機中直接按『撥放鍵』,接上耳機或喇叭即可將光碟機直接當作是CD音響用,並不用透過軟體來執行讀取音軌的動作,雖然沒有特殊的功能,像是記憶撥放順序、模擬音場、重覆等選項,但對於單純的聽CD而言,倒是一項舊物再利用,方便又省錢的選擇。


圖 / 一樣是普通的光碟機,就有單鍵雙鍵之分,不過目前雙鍵的機種,光碟機廠已不生產。

■ DIY大改造  想要直接把舊式的光碟機從電腦中取出並讓它獨立工作,只有一個要克服的難題,即是『電源』的供應,每台光碟機對於電源的基本需求都是直流電壓(DC) 5和12伏特(V),但是在電流的要求上即不太相同,小編觀察了幾款舊式且俱備雙鍵的光碟機,有的需要1安培(A),有的則是1.5A~0.8A不等。簡單的說,就是要DIY打造一款簡單的電源供應器,將一般室內用電所提供的110V交流電(AC)轉換成直流電(DC),來供給光碟機所需要的直流電壓和電流,但是這款電源供應器又必須可以同時輸出兩組不同的電壓值(5和12V),因此無法以一般的變壓器直接改裝接頭使用,另外設計這組穩壓電路的好處是除了可用來接在光碟機之外,只要對於使用的電壓和電流皆在設計範圍內的電子產品,皆可透過這組電路來發揮其功能。

■ 認識必要的電路元件和觀念  在製作光碟機變身CD音響前,我們必須要先來認識一下,必須要使用到的電子元件在電路中所扮演的角色與工作,在一般的電路中所見到的電子元件千百種,在這款穩壓電路中所使用的材料皆為常見的電子元件,較少特殊電子零件,因此針對這些元件的功用及如何辨識加以說明,方便DIY玩家輕鬆採購零件,回家拼裝,而且認識了電路中必須用到的電子元件後,對於製作電路上的過程和困難也會來得簡單一點。在電子世界的學問裡,有個很基本且重要的觀念,同時也是一個公式,即是『歐姆定律』。歐姆定律簡單的定義三種電量(電壓、電流、電阻)中,量總是和電壓成正比,但卻和電阻成反比,這項簡單的定律更用在高複雜的理論、電路和系統分析中做為基礎。



● 電阻(Resister):
  我們一般皆縮寫為R,單位是『Ω』,讀音為『歐姆』- Ohm,電阻的功能在於限制電路中的電流大小,如果把電路譬喻成流動中的河流,那河水的流量可以想像成是電流的大小,當我們增加河裡頭的障礙物或是限制河道的寬度時,水流量自然會變小,在大自然界中,每種物質各有不同的電阻值,包含我們人體在內,即便是皮膚、骨骼到血液都有不同的阻抗值。利用不同的材料的電阻來改變電路中某些點的阻抗值,便可以達到限制電路中的電流大小,基本上電組這項零件是不分極性的,也就是說你倒著插,正著插,它都可以正常工作。電阻依構造及材料可大致分為:
1.固定式電阻: 固定式電阻也就是阻抗值無法更動,製造時即已固定。類型有碳膜電阻、精密電阻、金屬膜電阻、水泥電阻、線繞電阻以及排阻等。在這些分類當中以金屬膜電阻的溫度穩定性較佳,精密電阻的誤差值較低,碳膜電阻誤差較大,同時也容易隨溫度變化,因此只被用在不要求精密和穩定的電路中。水泥電阻因為灌了水泥,所以可以較耐熱,但因為具有電感性,所以不適合用在高頻電路上,排阻則用在數位電路中較多,各種電阻皆有其優缺點,玩家依需求自行選擇。一般在電腦的主機板上大量使用的電組皆為貼片電阻,採用機器直接壓上去,幾乎不佔空間。一般DIY玩家常自行購買使用的電阻大都以碳膜和精密電阻較為普遍,這兩種電阻在外觀上分別以四色和五色的色碼做為區分。

 以四色色碼標示的電組,誤差值在±5%以內,如圖中的電阻色碼為『紅紫橙金』,根據對照表,所以代表的阻抗值即為2 - 7 - 103 - 10-1 =27KΩ ±5%。




表 / 色碼電阻阻抗及誤差數值對照表。


圖 / 實際以數位式電錶量測色碼為『紅紫橙金』的27KΩ電阻,測試值僅26.8KΩ,雖然有些許誤差,但還在容許範圍內,若是測試值無法顯示或誤差太大,即有可能代表該電阻損壞或故障。

 以五色色碼標示的為精密電組,誤差值比四色色碼的電組小,誤差值在±1%以內,實際阻抗值即更為精確,在色碼的對照上同四條色碼的電阻,僅在數值的部份再多一條色碼,其餘誤差值和倍數均相同。


圖 / 外觀上俱有五種色碼的為精密電阻,前三個色碼為數值,後兩個色碼分別代表倍數和誤差值。


2.可變電阻: 與固定電阻相比,除了外型不太相同外,同樣不分極性,最大的差異即是在阻抗值是可隨使用者需求自行調整,在可變電阻的底部有三支接腳,在使用時僅用到兩組,在外觀上亦會標示該電阻的阻抗值,例如圖中的B10K,即代表該電阻的阻抗值可透過旋鈕調整,由0至10KΩ間變化。
圖 / 利用電錶量測10KΩ的可變電阻,測試最大值可調整至10.87KΩ,最小至0。





圖 / 在可變電阻的底部有三支接腳,假如以1、2、3標示,共可搭配出三種組合(1&2、2&3、1&3),其中有一組的接腳在量測時,無法透過旋鈕調整阻抗值的,另外兩組可任意調整阻抗值的高低,兩組中擇一用來串接或並接電路,另一支沒用到的接腳,空接即可。


● 電容(Capacitor):
  我們一般皆縮寫為C,單位是『F』,讀音為『法拉』- Farad,電容的主要功用在於暫時儲存電路中的電能,在內部是由兩片非常接近的導體構成,當電路中的電壓升高時,電容的兩極上即會充滿電荷,因此導體的面積越大,可以儲存的電荷量也就越多,電荷量越多,相對的電容值就越高表 / 電容常用單位與讀音 所以電容值越高的電容,在外觀的體積上也就越大。電容大致上可分為固定、半可變、可變電容三種。常見的有陶瓷電容、電解電容、鉭電容(讀音:ㄊㄢv,也就是常聽到的固態鋁質電容),分別依照特性和發揮的作用不同,所以在電腦中的主機板和顯示卡上分佈的位置和使用時機也就不同。在這次欲使用的穩壓電路中,我們使用到陶瓷和電解電容。電容除了『無極性金屬膜電容、陶瓷電容、雲母電容』三種不分極性外,其它種類的電容皆有極性之分,在使用過程中需特別注意極性之差別。


 電解電容:電解電容的內部是以液體電解質做為主要的材質,這也是為什麼偶有所聞『電容爆漿』意外發生時,會流出黃黃液體的原因。在外觀上各家廠商通常皆會標示該電容的容量、耐壓、誤差、耐溫值,不過並沒有一定的標準,所以在選購上需多加留意。電解電容在底部會有長短兩支接腳,通常是以長的代表正極,短的為負極,負極在包裝膜上也會有箭頭標示,正因為電容有正負極性之分,所以在使用時,需特別注意極性,否則一旦極性接反,接上電源後,即有可能會聽到比鞭炮還大聲的爆炸聲,會有傷害的危險。
圖 / 這個電容在外觀上標示容量為1uF、耐壓50V、耐溫105度,底部用長短兩支接腳和包裝上的箭頭來輔助區分正負極性差別,長為正-短為負。


 陶瓷電容:就是以陶瓷做為主要材質,優點是絕緣佳和耐溫高,可製作成小體積,但電容質也礙於體積小的關係,所以電容值無法太高,陶瓷電容是不分極性的,在外觀上通常以圓餅狀為主,外表並不會標示耐壓值,基本上耐壓為50V,除非耐壓值特殊才會特別註明。
圖 / 陶瓷電容在外觀上通常僅以三位數字標示,1為十位數、0 為個位數、4為十的幾次方,基本單位為pF,所以圖中標示104的實際電容值為1-0-104 pF =0.1uF。



● 二極體(Diode):  二極體應該算是半導體中構造最簡單的一項元件,簡單的說二極體就像是電路中的單行道,電流必須大到某一個程度時,才有辦法通過二極體,而電流的方向則依二極體指的方向而定。
圖 / 二極體在外觀上有點像是黑色的小鞭炮,在一端會有一小節為灰色,該灰色端即代表二極體的方向和極性,灰色端代表負極,也代表電流的方向。




圖 / 二極體可利用電錶上的2K歐姆檔(有標示二極體符號),以探棒正接正、負接負的方式來檢測二極體是否良好或損壞。


● 發光二極體(Light Emitting Diode):  它也就是我們常聽到的LED,當電流通過時,二極體即會發光,也因為它低耗電、壽命長、低功率,沒有什麼污染的特性,在日常生活上被我們使用的非常廣泛,小至電腦的電源指示燈、大至車輛照明、住家、戶外照明等。在這次製作的穩壓電路中,同樣加入LED搭配電阻使用,該電阻用來保護LED避免電流過大燒燬,藉由LED發光與否,得知電路能否正常過電。
圖 / 發光二極體同樣以長端腳之分來區別正負極,長為正-短為負。


圖 / 當發光二極體買回家欲使用前,可先使用三用電錶調整至歐姆檔的2K或200Ω,再以紅探棒接長腳端,黑探棒接短腳端,使發光二極體發亮,若有亮則表示該LED正常。


● 橋式整流(Bridge Diode):  是由四枚二極體所組成的一個元件,一般我們家用電源為交流110V,透過變壓器降壓後,仍然還是交流電,因此必須通過『整流』和『濾波』的動作,才能以直流的電壓輸出,若利用『示波器』儀器可以觀察一般交流電壓的輸出波形為正弦波,有正負半週之分,而橋式整流的工作即是將交流電的正負半週,皆轉換為正半週輸出,以利一般的直流電路使用。橋式整流除了在外觀上有區分之外,所能承受的電流安培數也不同,在挑選時更需多加注意,避免燒燬。
圖 / 橋式整流在外觀上因應電路的需求,所以外型皆不太相同,此款為扁型,其他樣式還有圓型、方型等。


圖 / 橋式整流的功能在於提供完整的正半週輸出。


● 穩壓IC:  在所有的穩壓電路中,通常皆會搭配一顆穩壓IC使用,至於要使用哪一顆IC,則依電路輸出的需求和特性來決定,在此我們選用這顆編號為LM317的IC,LM317本身可提供超過1.5A的電流輸出(可調整),電壓則為1.2~37V(可調整),內部並有溫度負載保護,藉由這些電壓和電流的輸出特性,相當適用於這次舊光碟機DIY大改造的需求。
圖 / LM317各接腳功能。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
■ 需準備的電子零件和組合工具 ●工具類:  
  雙鍵光碟機x1台、麵包板x1塊、三用電錶x1台、單心線x1盒、尖嘴鉗x1支、焊槍x1支、焊錫x1卷、吸錫器x1支、助焊工具x1支、大四pin接頭x1個。


圖 / 準備一台雙鍵光碟機,但必須可正常讀取、撥放CD。


圖 /一塊實驗電路用的麵包版,初接觸者對於麵包板肯定很陌生,我們將這塊電路板分為八個區塊,八個區塊基本上是互相不通的,其中2、3、6、7區塊是上下直的通,1、4、5、8則是左右橫的通,至於直的通和橫的通,對於電路上有何影響?則在下段文章裡會詳盡解說。


圖 / 單心線為平常在製作電路中,必備的輔助工具,長短不一的單心線,讓元件與元件間更容易連接。


圖 / 下方的焊槍和焊錫為焊接的必備器具,上方的吸錫器則是用來誤焊時,清除錫箔用。

 
圖左 / 尖嘴鉗用來彎折元件的金屬接腳,讓我們將元件插至麵包板上,更加方便容易。右邊的焊接輔助工具則用來拆卸大四pin接頭。
圖右 / 準備一條大四pin的電源線,用來做為光碟機與電路間的電源傳輸介面。


 ●電子元件類:
  變壓器x1、橋式整流x1、電源插頭x1、電容x6(包含2200uF x2、1uF x2、0.1uF x2)、電阻x6(包含1K x2、220 x2、27K x2)、可變電阻x2(5K 和10K)、二極體x2、發光二極體x2、LM317 ICx2。
圖 / 橋式整流在零件上即有標示該接腳的作用,方便使用者輕易辨認。




圖 / 110V轉15V的變壓器,一邊提供可輸入交流110V或220V,另一面則為兩組15V輸出。


圖 / 一般常見的電源線,在電子零件商店有現成的可買,或者是可直接剪裁家中壞掉或欲丟棄的電器用品上的電線。


圖 / 製作電路中會使用到的三種電容,在採購時建議每種電容至少買三個,以備不時之需。


圖 / 製作電路用的所有電阻,選購時同樣與電容相同,多買一兩個做為備用。


圖 / 最重要的元件之一LM317 IC、二極體、發光二極體。

■ 製作電路前的基本觀念  在製作電路前,對於首次體驗自行組合電路的玩家必須先擁有一些基本觀念,這些小觀念對於組合電路的過程是有絕對的重要性和幫助。首先要進入電子世界的門檻,串聯和並聯的概念是非常重要的,我們以最簡單的電阻串並連來作為簡單的解釋,根據前面所提的歐姆定律:E = I x R,三者的關係是互相關聯且緊密的。

 
●電阻串並聯:

圖 / 左邊的電路為電阻串聯,右邊為並聯。在計算方式上串聯為R1+R2 = 10K+10K = 20KΩ,並聯為(R1 x R2) / (R1+R2) = (10K x 10K) / (10K + 10K) = 5KΩ,串並聯的不同也會影響到電流和電壓的不同。

 ●電壓的串並聯:

圖 / 根據歐姆定律I=E / R,所以在左側的串聯電路中的電流即為I= 20V / (10K+10K) = 1 mA,在R1和R2上的電壓則因為串聯的關係,在電流相同的情形下,V1和V2的電壓值皆為E= 1m x 10K = 10V。在並聯電路中,由前一段的電阻並聯得知為5KΩ,所以I= 20V / 5K =4mA,輸出電壓Vo = 5K x 4m = 20V。

 ●電流的串並聯:

圖 / 串聯電路中的電流I = 20V / (10K+10K)=1mA,並聯電路中總電流I = 20V / 5K = 4mA,I1和I2的電壓值均相同,所以各別分得的電流即為I1=I2=20V / 10K = 2mA。


圖 /由以上三種電阻、電壓、電流在串並聯間的關係,可以結論出『串聯=>電流相同』,『並聯=>電壓相同』,所以在我們欲組裝的電路中,當組合完成後,利用電表量測輸出電壓時,電錶必須與電路的輸出端是採用並聯,量測電流時則採用串聯的方式,這樣才能讓電錶量測到正確的輸出值,以利我們藉由可變電阻來調整輸出的電壓和電流值,以防輸出過低無法讓光碟機正常工作或是輸出值過高導致光碟機燒毀。
■ 麵包板使用注意事項  在這段裡我們介紹麵包板如何搭配元件使用,麵包板基本上可劃分為好幾個區塊,有所謂橫的通,直的通,對於初接觸者而言,肯定『霧煞煞』,實際以電子零件安插在上面會較容易了解。
圖 / 為何前一張圖的1號電阻安裝方式無作用,原因在於安裝的位置底下的五個空格,內部是採用金屬材質並且是互通的,就等於該電阻與一條線並聯,呈現短路的狀態,而這條線的阻值為0,所以即使再怎麼大的電阻和0並聯的結果,仍然是0,所以該電阻並沒有任何作用。


圖 / 圖中2跟3號電阻的安裝方式是允許的,中間都有區隔開來,1號電阻的安裝方式,則會使得該電阻呈現出短路,1號電阻並沒有作用。


圖 / 圖中1和3號電阻的安插方式也是允許的,因為它們所安插的腳座位置都不會造成上面的情形發生,但2號電阻的情形則相同於前一張圖,因為安插的位置是橫的互通,所以也會造成2號電阻無作用。


圖 / 下圖麵包板的電路就是按照左側的電路圖所安插,可以注意利用麵包板的孔位來達成串並聯的電路,而下圖最右邊的0.1uF陶瓷電容,因為元件接腳長度太短的關係,可以透過麵包板的孔位和單心線的搭配來與其它元件成為並聯的狀態。其實由這裡的安插示範就可以了解麵包板中橫的互通孔位,讓我們用來當作是電路中的並聯連接線是相當方便的。




■ 可調式變壓器製作電路圖  這張電路圖就是我們這次欲DIY製作的電路,對於初接觸的DIY玩家而言,可能覺得非常複雜且困難,首先我們可以將這電路劃分為兩個區塊,分區組合會較為容易,利用一塊麵包板就可以將電路組合完成並且輸出電壓。觀察這組電路的兩個圈選處,可以發現是兩組一模一樣的電路,採用並聯的方式組合而成,原因就在於我們光碟機的吃電需求為12V和5V,因此我們利用兩組可調電路將變壓器降壓後的15V,經過調整,可分別提供輸出為12V和5V,再經由調整電流,即可讓光碟機正常工作,這也是這次DIY電路中最重要的工作重點。



圖 / 可調式變壓器製作電路圖。

■ 組合電路步驟Step1:  首先將事先準備好的變壓器和電源線取出,使用焊槍和焊錫,將電源線焊在110V和0V端,另一頭使用線盒中,最長的兩條單心線(12.5cm),同樣焊住15V(兩組擇一即可)和0V,隨即完成變壓器的焊接工作。


Step2:  接著再將大四pin電源線取出,利用焊接輔助工具的尖頭端,將母接頭內的電源線卡榫向內擠壓,即可將電源線抽出,公接頭端則用來和光碟機相接,無需拆卸,母接頭的『黃黑黑紅』四條線,則用單心線焊接,準備和製作完的電路輸出端相接。


Step3:  因為這次購買的橋式整流,買到接腳太粗的…> <",麵包板插不下去,不得已只好在接腳上焊單心線,才能和其它元件透過麵包板相連。


Step4:  依電路設計圖,開始拼接第一個區塊的電路,在電路的尾部,特別加了一條延長的紅色單心線,主要用來方便量測電壓和較清楚識別第一組的輸出位置,因為在眾多孔位的麵包板,長時間注視下,容易眼花。


Step5:  在這步驟裡,主要就是組合第二區塊的電路,並且與第一區塊並聯,直的紅線為電源部份的並聯,灰棕白三條串接起來的單心線為接地並聯。在組合完成後,建議再依電路圖檢查一遍各連接線的位置、電容的極性、IC的腳位接線等,通常每個人在麵包板上組合完電路後,實際與電路相比,在各元件的位置上會有些許落差,為了避免電路誤動作,最後再check一次較安全。


Step6:  確認電路組合無誤後,接著再將變壓器連接橋式整流,並且插上電源送電,雙LED皆有動作,表示兩區塊的電路元件有過電。


Step7:  通電後,我們以三用電錶調整至直流檔位-20V,量測第一組電路的電壓輸出(採用並聯方式),再透過第一個可變電阻,將電壓調整至12V,若無法調整電壓值,先將插頭拔除,再檢查電路。


Step8:  調整完第一組輸出後,接著重覆步驟7,同樣調整第二組電路的輸出電壓至5V。若兩組輸出皆可調整至5V和12V,則該電路已接近完成的80%。


Step9:  為了確保電路可以正常工作和避免光碟機燒燬的疑慮,我們可以先利用一般裝在機殼上的風扇,同樣吃5和12V,先行接在電路上試驗,試機跑個10~20分鐘,沒問題的話,就大功告成,可以接在光碟機上聽音樂了!!!。


■ DIY Part2  在費盡千心萬苦組合完電路後,可以將電路焊在PCB板上,不過接線的困難度比起麵包板更是難上一層,雖然沒有麵包板有區分直的通、橫的通的限制,但元件的連接完全要靠自己接線,除非您是這方面的老手,不然倒是不太建議焊在PCB板上,直接用麵包板當底座,雖然體積上大了一點,但在檢修、組合上是來得比較方便的,隨時皆可快速的更換零組件。


■ 舊光碟機DIY速改法
  若是看完製作電路的過程,覺得太麻煩又花時間的話,這裡小編再提供另一個DIY的快速改法,在目前PC產品淘汰這麼快的速度下,隨便挑個家裡有多的電源供應器或者是買機殼附贈的白牌POWER都可以,不用管瓦數大小,只要可以用就行,將電源供應器的主接頭(就是接在主機板上最大最粗的那條),不論是24pin或是可以拆卸的20+4pin,還是舊式的20pin接頭都一樣,尋找綠色線和其中任一條黑色線,只要插條單心線或是迴紋針讓兩條線短路,就可以啟動power,這條綠色線在主接頭中只會有一條,主要就是用來控制電源供應器的開和關。
圖 / 將綠線和黑線相接就可以啟動電源供應器,注意看POWER的風扇有在轉喔!。
因此短路之後的電源供應器就可以不用透過主機板啟動,單純使用後方的開關,控制power啟動即可,最後再將大四pin插頭接上光碟機,輕鬆讓光碟機變身CD音響就完成啦。不過讀者看到這可能會OX小編,這個這麼簡單,前面卻寫了一拖拉庫,話又說回來嘛…DIY的精髓在於享受那過程咩。

■ 設計包裝您的音響  在完成光碟機DIY改造後,光碟機已經可以完全脫離電腦的掌控,並且獨立運作,若是DIY玩家想要赤裸裸的就直接將變壓器、電路和光碟機相接,攤在桌上,也是OK的,畢竟DIY的樂趣在於享受那製作的過程和完成後的成就感嘛~但是若您總覺得讓光碟音響赤裸裸的擺著不好看的話,那也是可以發揮自我創意和設計巧思為光碟機打造一個專屬的外殼也不賴。我們在此就以『鞋盒』和一件『破衣服』來發揮DIY的精神吧!!


圖 /Step1:準備一個普通的鞋盒,若要放一般機殼的電源供應器則要改用裝球鞋的鞋盒才夠大。


圖 / Step2:鞋盒加工的必備工具:破衣服、打火機、白膠、美工刀、剪刀、筆、尺、焊接輔助工具。


圖 /Step3:鞋盒內部擺設,因為顧慮到鞋盒的大小,所以採用的是準系統內的迷你電源供應器。


圖 /Step4:完成加工的鞋盒,連光碟機面板、托盤、按鈕、音源輸出孔都要獨立出來一併貼布,雖然不是盡善盡美,但至少有像是台音響了!托盤上的布,黏貼時要特別注意,否則卡到布的話,托盤關上時就無法密合了。


圖 / Step5:啟動電源供應器,退出托盤,準備好CD聽音

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三重幫 - 2013-09-11