LaQでミニオシロスコープ

本稿では、XMEGA Xprotolabというオシロスコープ・AWG・ロジックアナライザモジュールを組み込んだミニオシロスコープの基板を作成し、その筐体をLaQで組み立てた様子を報告する。

# "XMEGA Xprotolab"について

この製品の詳細は、下記サイトを参照していただきたい。

http://www.gabotronics.com/development-boards/xmega-xprotolab.htm

Xprotolabは、普通のクレジットカードやキャッシュカードの半分以下のサイズの基板に、0.96インチの有機ELディスプレイ（解像度は128x64 pixels)を装備した、オシロスコープ・任意波形発振器（AWG）・ロジックアナライザ・モジュールである。

このモジュールは、ブレッドボードに挿し、電源端子とGND端子間に５Vの電圧を供給するだけで動作する。CH1, CH2,といった端子に信号を入力してやれば波形を見ることができる。操作はモジュール上のタクトスイッチで行う。

非常に安価で簡単なモジュールであり、プローブからの電線の取り回しがまずいとノイズも大きくなるので、精密な測定には向いていない。しかし、自分で設計・試作した回路が期待通りに動作しないとき、「ホントに信号が出ているのか？」と確かめるような用途なら、この小さな画面でも十分役に立つ。

画面の小ささが気になる場合は、マイクロUSB端子を使ってパソコン（PC, Mac）に接続し、コンピュータの画面で波形を観測したり、マウスを使ってAWGを制御するとよい。

モジュール上のマイクロUSB端子からパソコンのUSB端子に接続すると、電源はUSBから供給されるため、別の電源は不要となる。

OS X, Linux, Windows環境では、Xscopeというソフトを使って、波形観測や任意波形発生装置のコントロールができる。Xscopeを使う前に、Windows環境では、デバイスドライバをインストールする必要がある。上記ソフトウェア類のダウンロードは下記のサイトを利用した。

http://www.gabotronics.com/product-info/xprotolab-pc-interface.htm

# 試作基板の回路

下図のような回路図に基づき製作した。

オシロスコープ/任意波形発振器 (AWG) のプローブを接続する端子を備えている他、AWGで発生している信号を音声として聴くことができるように、低周波増幅器とスピーカも接続した。

ロジックアナライザは、今回はプローブを作っていない。ブレッドボードで試作した回路を測定するときは、ジャンパケーブルでロジックアナライザの端子（ボックスヘッダを取り付けてある）と測定点を接続するとよいだろう。

Xprotolabの他に、次の部品を用意した。

※オシロスコープ用追加部品

オシロスコープ用プローブ ２本。（60MHz用で十分）

ピンソケット（１列×16以上で切り離しができるもの）

ユニバーサル基板 （ブレッドボード配線パターンタイプ（秋月電子通商AZ0526）が便利。）

電源用バッテリ（スマートフォン充電用のモバイルバッテリを使用）

トグルスイッチ（基板取付型。バッテリー電源入/切。）

充電専用マイクロUSBケーブル（マイクロUSBとUSBコネクタのついたもの。100円均一ショップなどで売っているものでよろしい）

※任意波形発振器（AWG）用追加部品

RCAジャック（RJ−２２９０N/Y）

※AWGのプローブ用部品

オーディオやビデオ用の同軸ケーブル （途中で切断して、ICクリップをつける。外側の導体がGND側、内側の導体が信号線となる。）

ICクリップ （黄、黒の２個。色はお好みで）

熱収縮チューブ（φ1.5, φ3.0の２種類。外側導体が露出する部分はφ1.5でカバーし、根元をφ3.0でカバーする。）

※AWG信号モニタ用低周波増幅器用部品

オーディオパワーアンプIC HOLTEK HT82V739

ICソケット８ピン用

積層セラミックコンデンサ １μF×２個、47μF

小型スピーカ ８Ω 0.5W

炭素皮膜抵抗器 47kΩ

可変抵抗器 10kΩ Bカーブ

可変抵抗器用つまみ

#LaQで筐体を製作

RCAジャックと可変抵抗器は、LaQの中心に穴を開けて（LaQを小型のバイスで挟み、ドリルで5.5mmの穴をあけ、シャーシリーマでネジの大きさに広げた）固定した。

なお、RCAジャックは、LaQに固定してからハンダ付けをすること。

基板の厚さは、LaQ No.6（直角継手）のLaQをはめ込む溝にちょうどあっているので、固定に利用した。

電池の充電時には、背面のLaQを外してから、電池を取り外すことになる。

＃ケースについて

オシロスコープは、本体の他にプローブ類があり、まとめて収納するにはそれなりの大きさのケースが必要だ。

今回は、近所のホームセンターで購入した割り箸入れを使用した。棚のちょっとした隙間に収納できるので便利だ。

#（参考）Xprotolab plainでUSB接続専用オシロスコープ

Xprotolabの画面を省略したモジュールがXprotolab plainである。

電源が不要なので、薄く小さなケースに収めることも可能だ。この作品では、100円均一ショップで入手した薬ケースを使ってみた。

小型化を追求するため、プローブは、シールドケーブルに3.5φステレオミニプラグとICクリップを使ったものを自作した。AWG用のプローブは前述のものと同じである。