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zoom RSS 秋月キット、LCDオシロスコープキットの製作

<<   作成日時 : 2009/12/31 20:28   >>

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信号をAD変換器で変換したものを、PICやAVRで読み込んでメモリに保存し、グラフィック液晶に表示すればデジタルストレージオシロスコープができるわけですが、このキットは、SMT部品を使って極力小型化し、128x64ドットのグラフィック液晶も5cmx6cmの小型のものを使用しています。プリント基板に組み立てるだけでなく、その上に穴あけしたパネルを重ねることで、簡素でありながら実用性も高いキットとなっています。AD変換器を外付けとしたことによりサンプリング周波数も5MHzとなっています。

画像このキットを見かけたのはすこし前になりますが、しばらく品切れとなっていました。キットには、SMT部品実装済みとなっているものと、SMT部品も自分ではんだ付けするものがありますが、ATmega64はどちらも実装済みのようです。しかし、チップ抵抗などをはんだ付けするのは大変なのと、店頭には、SMT部品実装済みのものしかなかったので、実装済みのものを組み立てました。
デジタルストレージオシロスコープの機能を考えると、価格は安く感じられますが、回路図を見ると、非常に少ない部品で構成されています。
マイコンに、ATmega64を使用していますが、AD変換器は外部に8ビットのもの(TLC5510)を使用しています。グラフィック液晶には、秋月で単品で販売されているSG12864Aに較べてずいぶん小型薄型のTG12864D−04が使われています。128x64の液晶を使用しているということからSG12864Aの大きさを想像し、デジタルストレージオシロは、大きなサイズを想像していたのですが、実際のものはずいぶん小さなものでした。キットで使われている液晶は、コントラストも高く、ピッチの密度も高いので見栄えのよいものとなっています。

デジタルストレージオシロスコープの仕様は、下記のようになっています。
サンプリング周波数:5MHz
分解能:8ビット
メモリ:256バイト
アナログ周波数帯域:1MHz
垂直感度:100mV/div〜5V/div
入力抵抗:1MΩ
最大入力:50Vp−p
電源:9V280mA以上

画像基板にはすでにSMT部品が実装されていますので、はんだ付けしなければならないのは、電解コンデンサと、7805などの電源周りです。電源部を組み立てたところで、9V電源を供給し、テストポイントに5Vが出ることを確認したうえで電源部とマイコン部の間のジャンパをはんだ付けするようになっています。組み立てミスでマイコンなどを破壊しないような配慮なのでしょう。プリント基板には部品面にコンデンサなどを半田付けしますが、液晶やスイッチなどをはんだ付けするのは半田面です。デジタルストレージオシロスコープとして前面になるのは、液晶などを取り付ける半田面のほうです。
ほとんどの組立作業は、チップ部品のはんだ付けになるようで、SMT実装済みのキットでははんだ付けするところは余りありません。
組み立ては、組み立て説明書に沿って行いましたが、英文であり、また、回路図にはあるが部品表にはない部品は取り付けないとかかれていて、回路図を頼りにして作業している人にとっては難解なものとなってしまいます。仕方ないので、部品表にあるものを順番にはんだ付けしていきました。後で秋月電子のサイトを確認したところ、組み立て手順の、日本語の説明書がダウンロードできるようになっていました。

組みあがったところで、9Vの電源をつないで見ましたが、初め、006P乾電池をつないだところ、動いているようなのですが表示が出ませんでした。しかし、動作しているようなので、電池が古いのかと思ってACアダプタに変えたところ表示が出ました。回路を見たところでは、ATmega64にグラフィック液晶がついているだけなので、そんなに電気を食う理由が判りませんが、高速のAD変換器を使っていることと、入力信号を増幅するためのオペアンプにマイナス電源を供給するための電源回路が電気を食っているのかもしれません。

信号の周波数やレベルを測定するには良さそうですが、500Hz/5Vppのテスト端子を測定すると、少しノイズが混じるようです。

画像キットに使われているグラフィック液晶は、小型薄型のもので、デジタルストレージオシロスコープが小型に出来ていることに大きく貢献しています。この液晶モジュールが部品として入手できれば利用したい場面は多いと思います。タクトスイッチのキャップも用意されていて、穴あきのパネルを重ねて取り付けたときにぴったりと合うようになります。
製造元のメーカーは、JYETECHという台湾メーカーのようですが、キットの仕上がり具合から見て、手作り感を残しつつも、組み立てた製品の加工精度は良さそうです。回路のほうは、逆に、回路図が最終製品に一致していないとか、組み立て説明書にあるように、電解コンデンサーの極性を示す四角いランド(四角いランドがプラスを示すのだそうです)が、1つだけパターンミスのままであることからも、仕上がりが十分であるといえないようです。
回路やファームウェアは、バージョンアップを重ねていくのでしょうが、試作品を出していると思われても仕方ありません。実用上は問題ないと思いますが、タクトキーを押すと取りこぼすことがあり、すこし長めに押さなければならないようです。
このメーカーでは、日々改良が行なわれ、その最中の製品であると感じました。

注目する機能として、波形を取り込み中に「OK」ボタンを押すと、ホールドになりますが、そのときに「LEVEL」ボタンを押すと、画面をBMPファイルとしてパソコンに転送することが出来ます。転送プロトコルはX−MODEMを使用しているようです。そのために、ケーブルで、パソコンと接続しなければなりませんが、メーカーサイトによると、RS232Cレベル変換するケーブルを使用するとのことです。デジタルストレージオシロスコープのどこに接続するかが書かれていないのですが、J5のPE0,PE1,GND,VCCのところにつなげればよいようです。RS232Cレベル変換ケーブルがないのと、J5のコネクタが実装されていないので確認はしていないのですが、これができれば、測定したデータの整理がずいぶん楽になります。

色々問題点などを挙げてしまいましたが、総合的にこのデジタルストレージオシロスコープは良く出来ていて実用性も高いようです。これを十分に使いこなすには、先のケーブルのように、拡張性を考慮していかなければならないと思いました。



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高木 誠利

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