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2025年5月25日日曜日

家庭用カラオケ KORG Hi・Kara KCP-10 の分解と改造[MIDI音源モジュール化]

  
家庭用カラオケ KORG HI・KARA CARD PLAYER KCP-10 の分解

注意：この記事の内容を鵜呑みにし、事故や損失を招いた場合でも当方は一切の責任は負いかねます。自己責任でお願いします。


電子機器分解シリーズです。

本機はポータブルタイプの家庭用カラオケマシンです。
マイク付きのヘッドホンでカラオケができます。

専用のカードタイプの曲ROM()を取り付けることで、曲の再生ができます。
音源LSIはMB87425が入っていました。
後述する改造を施すと、MIDIの受信が可能となります。


・メインボード




ICの生産年は1988~1989年代が多いです。

メインコントローラは曲ROMカートリッジのコネクタの下に配置されているため、確認を省きました。




「KORG 87425」 富士通 MB87425APF MB87425A SID2
PCM再生LSIです。富士通のゲートアレイだと思われます。
KORGではsi音源と呼んでいます。16bit処理?をしているようです。ただし、KCP-10の音声DACは12bitのR-2Rラダー抵抗となっています。
MB87425を使っている機器としてKORGのリズムワークステーションKORG S3があります。

音源機材メーカだけあって音色の質は良いです。個人的にはかなり好みです。





「NEC D23C4000GF 345」 NEC μPD23C4000GF-345 UPD23C4000GF-345  256k*16bit / 512k*8bit 4Mbit MaskROM ROM番号345
PCM音声サンプルが格納されたROMです。




「TOSHIBA TC5565APL-12」 東芝  TC5565APL-12 8k*8bit 64kbit SRAM
メインコントローラ用のRAMです。




曲ROMカートリッジの下にメインコントローラがあります。
左の方にある黄土色の細長い集合抵抗RA1がR-2RラダーDACです。L472X


・キー入力、アナログ部



「YM3411」 YAMAHA  YM3411 Surround Processor (SP) 
30msデジタルディレイラインが4つ入ったサラウンドプロセッサです。
モノラルから疑似的なステレオが作れます。





「3414 JRC」 NJM3414 2回路入り高出力オペアンプ




電解コンデンサC17が液漏れして周囲のはんだを腐食させています。
この年代の機器の低ESRの電解コンデンサは100%液漏れします。いわゆる四級塩問題のコンデンサというものです。






・LCD


SHARP LM161553  HCN-24V F1010CP-1 
LM16155

「HD44780A00」 日立 HD44780 LCDコントローラ
1608コンパチLCDなどでおなじみの有名なLCDコントローラです。












・MIDI音源モジュールへの改造

KCP-10はデバッグ用としてMIDI入力とMIDI出力端子?(曲ROM未所持のため未検証)があります。
ただし、通常のMIDIのボーレートである31250bpsではなく、38400bpsとなっています。
なので、次に示す2つの方法の改造を施すことでMIDIの受信が可能となります。

ただし、MIDIデータをある程度受信すると一気に演奏の安定度が下がり、再度電源を入れなおすまで不安定な状態が続きます。
おそらくKCP-10のプログラムに問題があるのでしょう。
また、一定時間キーの操作が無いとオートパワーオフしてしまうため、キー連打をする改造もした方が良いです。


音色に関してはGM対応ではないため、プログラムチェンジがGMであるMIDIを受信した場合、期待した音が出ません。
リズム音はプログラムチェンジ128にセットします。ただし、トラック1つ当たりのリズム音の同時発音数が1つなので、工夫する必要があります。


1. MIDIデータを38400bpsでKCP-10に送信する

部品の変更をすることなく簡単に改造できます。
マイコン等で31250bps→38400bpsに変換するモジュールを使えば容易にMIDI音源モジュールへ改造できます。
PCから送信する場合は、USB-UART変換モジュールを使うと良いです。シリアルポートMIDI送信ソフトを使って演奏できます。


2.メインコントローラのセラミック振動子を交換する

38400bpsでMIDIデータを送信する環境がない場合、メインコントローラのセラミック振動子を交換して31250bpsのMIDIデータを受信できるようにします。
メインコントローラのクロック元として15.00MHzのセラミック振動子が使われています。

メインコントローラのセラミック振動子15.00MHz



これを12.21MHzのものに交換すると、31250bpsの受信ができるはずです。
12.21MHzのセラミック振動子は一般的には入手できないので、12.00MHzまたは12.288MHzのセラミック振動子・水晶振動子を使うと良いでしょう。
12.00MHzのものを使った場合のボーレートの誤差は-1.7%、12.288MHzのものを使った場合のボーレートの誤差は+0.6%となります。

ただし、KCP-10のメインプログラムの処理速度も落ちるため、セラミック振動子の交換はあまりおすすめしません。
特に、ただでさえ受信処理が貧弱なので余計に処理落ちするでしょう。


・MIDI受信周りの回路

セラミック振動子を交換した場合は、上記MIDI_IN端子をKCP-10のMIDI入力テストポイントへ接続する
セラミック振動子の交換をしない場合は、MIDI_IN端子とKCP-10のMIDI入力テストポイントの間にボーレート変換回路を入れる

特に難しいところはありません。
フォトカプラのPC900Vは入手困難なので、TLP2361あたりが良いでしょう。(ピン配置がPC900Vと異なるので注意)


・結線箇所



茶色がGND、橙色がMIDI_IN、黄色がMIDI_OUT(予想、未検証)です。
茶色のGND端子(電解コンデンサC19の足)の左隣がVCCです。フォトカプラの電源に使えます。







・演奏テスト



おおまかに調べたプログラムチェンジ一覧(似た音色をGM相当で示しています。)
全体的にTX81Zを録音した音色に近いです。
1. Ocarina 正弦波? GM:80
2. Tremolo Strings 1 GM:45
3. Tremolo Strings 2 GM:45
4. Tremolo Strings 3 GM:45
5.  Acoustic Guitar(nylon) 1 GM:25
6.  Acoustic Guitar(nylon) 2 GM:25
7.  Honkey-tonk Piano? 1 GM:4
8.  Honkey-tonk Piano? 1 GM:4
9.  Electric Bass(Pick) GM:35
10.  String Emsemble 1 GM:49
11.  String Emsemble 2 GM:49
12.  Acoustic Bass 1 GM:33
13.  Acoustic Bass 3 GM:33
14. Pizzicato Strings 1 GM:46
15. Pizzicato Strings 2 GM:46
16. Pizzicato Strings 3 GM:46
17. Shamisen 1 GM:107
18. Shamisen 2 GM:107
19. Shamisen 3 GM:107
20. Shamisen 4 GM:107
21. Shamisen 5 GM:107
22. 減衰型のトロンボーンみたいな音
23. Bright Acoustic Piano 1 GM:2
24. GM:101 FX5?に似た音
25. Recorder 1 GM:75
26. Recorder 2 GM:75
27. Alto Sax GM:66
28. Baritone Sax 1 GM:68
29. Baritone Sax 2 GM:68
30. Baritone Sax 3 GM:68
31. Baritone Sax 4 GM:68
32. Pan Flute 2 GM:76
33.  ビブラートがかかったシンセストリングスのような音、FX系 1
34. ビブラートがかかったシンセストリングスのような音、FX系  2
35. Oboe GM:36
36. Tuba 1 GM:59
37. Tuba 2 GM:59
38. French Horn 1 GM:61
39. French Horn 2 GM:61
40. シンセブラス? 1
41. シンセブラス? 2
42. Brass Sevtion GM:62
43. Church Organ GM.20
44. Rock Organ GM.19
45. Pad4(choir) 1 GM:92
46. Pad4(choir) 2 GM:92
47. Celesta 1 GM:9
48. Celesta 2 GM:9
49. Vibraphone 1 GM:12
50.  Vibraphone 2 GM:12
51. Music Box GM:11
52. Timpani 1 GM:48
53. Timpani 2 GM:48
54~64. Ocarina 正弦波? GM:80

65. Bass Drum GM:B1
66. Acoustic Bass Drum GM:C2
67. Side Stick GM:C#2
68. Acoustic Snare GM:D2
69. Hand clap GM:D#2
70. Low Floor Tom GM:F2
71. Closed Hi-Hat GM:F#2
72. High Floor Tom GM:G2
73. Pedal Hi-Hat GM:G#2
74. Low Tom GM:A2
75. Crash Cymbal GM:A#2
76. Ride Cymbal GM:D#3
77. Open Conga GM:D#4
78. Mute Conga GM:D4
79. Guitar Fret Noise GM:121
80. Agogo GM:114,  G4,G#4
81. Vibraslap GM:A#3
82. Cabassa GM:A#4
83. なし
84~119, 120. Synth Brass 1 GM:63
120. コントロール用?詳細不明
122. 矩形波? Lead1(square) GM:81
123. Marinmba GM:13
124. 「84」の減衰版
125. 「122」矩形波の減衰版
126. なし
127. なし
128. リズムトラック GMのトラック10の代わり





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