オシロの2号機
先日一号機が完成し、無事動作確認できました。内容的には、十分実用性のあるものですが、今までの測定器シリーズは、タカチのYM−100という10cm幅のケースに組み込んでいます。
ならば、オシロの2号機もタカチのYM−100に組み込めないかとチャレンジした次第です。
回路図等は1号機を参照してください。本機の基板のパターンが知りたい方は掲示板まで連絡ください。
YM−100オシロスコープの作成
SG12864ASLB-GB-R01 タカチYM−100

これが秋月のグラフィックLCDです。
本当は、YM−100には入りませんでした。
ショックです。
でも、どうにかならないものかと、ながめつつ...えいや!って感じで、パターンを削らない程度にやすりで削ってみました。
横方向は楽勝で入ります(2mmくらい余裕が!)縦方向は、2mmほどオーバーしているんですが。この写真で、奥側をパターンぎりぎりまで削り、手前をばしばし削って、ピンコネクタのパターンが半分くらいになるまで削ったところ、うまく入ることが、確認できました。

そうときまれば、YM−100の加工です。ちょうど天井部分にLCDを配置します。いつものように、ドリルで中心に穴をあけ、ニブラーでばしばし切り取ります。
この2種類のニブラーがあると便利です。
さらに加工は進む やすりの出番

おおよそ、1.5mm位まで穴あけが進みました。これ以上は、ニブラーでは危険ですね。

左が、とにかく削りまくったLCDをケースの下の部分にはさみこんだ状態です。右は、ニブラー加工のあと、やすりでやや平らにした感じです。
やすりでさらに加工 リチウムイオン電池
ほとんどLCDの外枠が見えてきました。もう一息です。削りすぎないように、ちょっとづつ作業を進めます。ここは、じっくり時間をかけたいところです。
最後は、600番の紙やすりと1000番で仕上げます。指で触ってなめらかな状態にします。
ケースへの実装を考えると、どうしても、このような薄いリチウム電池が必要です。リチウム電池の表面はなにやら、薄いアルミのようなもので、基板の下に入れると基板と触れるといやなので、ガムテープでカバーしました。いいんでしょうか?
充電 充電試験

これが、リチウムワンセル用の充電用ICです。こんなに小さいとは、知りませんでした。若松(末広町)で見つけました。リニヤテクノロジのLTC4054Lです。変換基板は、千石で入手できます。
品番の最後のLが曲者でした。(T_T)
【追記】
直接リニアテクノロジーのサイトでアカウント登録してサンプルをもらえる様です。LTC4054の4種類くらいを2個づつお願いしてみました。
到着したら、もっと充電時間が短くなるような設計に変更します。

充電のテストです。データシートどおりで、電池に電流が流れましたが、データシートでは、600mAとなっているのに20mAしか流れません。??データシートとこの米粒をよく見ると、品番の最後のLは、どうもLow Current Versionのようです。仕方がないので、電流の制限抵抗をボリュームにして、最大の50mAを探り当て、その抵抗値に近いものを取り付けました。充電インジケータのLEDも付けて試験しました。
あくる日、充電が完了したのか、LEDは消灯していました。
オペアンプ 基板の作成
こちらは、入力部のオペアンプです。ナショナルセミコンダクターのLM358Nです。秋月で変換基板も入手できます。出力がフルスイングするものが必要です。1号機で確認済みです。
【追記】
ここは、元々の制作例ではMCP6022となっています。マイクロチップの製品なので、こちらもサンプル出荷をお願いしました。ちゃんとDIPタイプのものも頼んでおきました。PIC24Hもサンプルで貰ったので、その時気づいていれば、一緒にもらえたのに―。
いつもの通り、感光基板で作成しました。サンハヤトのフィルムを始めて使ったので、露光時間が少なかったようです。左下部分がうまくできてません。今回の基板は右側部分なので、これでよしとします。
基板の穴あけとジャンパー 部品の実装開始

自作だと、片面になるので、結構ジャンパーがあります。両面基板でスルーホールなんかできません。左下の切れ込みは、信号入力用のコネクタ部のためです。これもオンボードにしようと思いましたが、基板取付用のコネクタは高さが想定外で、あきらめました。
電源部(3.7V電池より、3.3Vにする)と、テストオッシレータ部を実装したところです。これでテストしてみましたが、発信してくれません。よーく見ると抵抗の値が間違ってました。交換してOK。本当は発信周波数を1KHzに詰めていきたいのですが、適当でほぼ1KHzということで良しです。
さらに部品を追加 PICとLCD部の制作

ここで思わぬアクシデントです。ICピッチが変です。
いろいろ調べた結果、フィルム作成時に、なんとふち無印刷をしてしまったようです。微妙に拡大されたわけです。以後気をつけましょう。LCDと28PINのコネクタを無理やり差し込みました。8PIN程度のパーツは誤差の範囲です。
とにかくLCDを接続して、表示の試験をしたいので、必要なPIC周りの実装をしてみました。基板上部の配線が心配で、早くテストして動作確認を取りたいところです。
左のスイッチに囲まれたところに青くなっているのは、充電インジケータのLEDです。たぶんS/Wの隙間から、光がもれてわかるはず。
だめなら、後ろのDCコネクタの横にでも移動させますか。
基板と電池の実装試験 LCD表示テスト
ケースに組み込むために、基板下に電池を配置します。5mmのスペーサーでは不足でした。ガムテープで厚さが増えたみたいです。絶縁ワッシャを3〜4枚入れて調整しました。基板が反っているようで、ワッシャの枚数で調整です。 単体テストの写真が見当たりませんでした。たぶん、うまくいったので、舞い上がって、写真を撮り忘れたのだと思います。本当は、左の写真にLCDを載せた状態で表示テストしました。オペアンプ部が未配線なので、波形は表示されず、周りの枠とサンプリング時間が表示されればOKです。
ケースの加工も進めます 表面の穴あけ

LCDがうまく入った状態で、一旦下部をねじ止めします。穴あけ位置にポンチでしるしをつけるのと、ドリルを使うので、強度が必要です。
うーん。冷静な判断。

このあたりは、かなり山勘です。案の定、時分割のロータリースイッチと信号入力系の穴を忘れています。まあ、大幅にずれていなければOKです。また、やすりで仕上げていきます。
トグルスイッチは、四角い穴が必要です。
なんとなくうまくできたかな フル実装状態
前面の保護シールをはがして、作業を進めました。シールがあると、細かなところが分からないです。
表面に傷がついても、塗装をするつもりなので、問題ありません。

信号入力系以外はフル実装です。電池も実装でき、スイッチを入れるとうまく表示されます。
ここで、注意です。LCDのコネクタ部は、ケースとショートする可能性があるので、テスト時には紙などをはさんでおくと良いでしょう。本番は、薄い、ポリイミドテープを使用しました。0.069mmの厚さです。
パソコンパーツショップで発見しました。
塗装 背面
もっとも苦手な塗装です。これは、穴あけの微妙なずれなどをうまくごまかしてくれるので、ぜひ塗装しましょう。アイボリーで塗ると、透明シールに黒で印刷したものが使えるようにもなります。
レタリングは完全にあきらめています。
アイボリーって結構落ち着いた感じに仕上がります。傷や、穴のずれも隠してくれるようです。(笑)

充電用のコネクタの穴が開いています。
完全に乾いたら、600番の耐水ペーパーで水磨ぎします。塗装が透けてしまうくらい磨き、また塗装します。3回ほど繰り返し、最後は、ピカールでつや出しします。このアイボリーは、ホームセンターで298円なのですが、つやなしです。つやありは600円なので、ピカール君のお出ましです。
塗装後の実装 信号系も配線

入力信号のコネクタも取り付け、実際にケースに組み込みます。スペーサーは、ワッシャで量を稼いで調整してあります。左のケーブルは、バッテリーケーブルです。電池は、基板の下に入れてあります。
ここで思わぬ障害が。
信号入力のRCAコネクタのため、LCD基板が想定位置まで、下がりません。ちょっと出っ張った格好になっちゃいます。こりゃ3号機作るかー

緑と黄・黒のビニール線は信号系です。ピンコネクタでつなぎました。あと、コントラスト用の半固定抵抗は、パターン面に実装したので、裏面に調整穴も空けておきます。ここでの位置合わせが唯一の失敗で、本当は丸穴ですが、楕円になっています。
うむー。やっぱり3号機...
文字入れ つまみの取り付け

レタリングができないので、透明シールを使っています。今回はちょっと渋く、荒川 東日暮里工房と入れてみました。この時点では、ボリュームつまみはまだつけていません。
想定では、LCDの出っ張り具合はこの半分くらいです。
左下の赤い端子は、内部オッシレーターの出力端子です。うん?グランドはRCA端子から適当にお取りください。
このつまみは、たぶんいちばん小さなものですが、根本が膨らんでいるタイプです。当然ぶつかりますので、根本のふくらみは削り取りました。
この状態は、電源オン、内部発信回路オンで波形表示状態です。バックライトも付いていますが、30mAなので、本当に暗い時でないとわかりません。
10オームの抵抗経由で、バッテリーの3.7Vをつないでいます。3.3Vだと点灯しませんでした。
【追記】
なんだか、電池の持ちがよさそうなので、バックライト電流を少し増やしてみるかもしれません。
今で、10オームなので、パラにしてみましょうか。
完成 測定器シリーズ

こんな感じでタカチのYM−100に組み込めました。
これ以上のコンパクト化は無理です。(キッパリ)
どうも、AC/DC切り替えがうまくありません。なんかの勘違いがあるようです。ちゃんと回路考えてみます。ますます3号機か。それと、前回同様オペアンプの3ピンの間違いを繰り返していました。パターン面で空中配線の抵抗が一個あります。

今回のオシロスコープ、真中は、テストオッシレーター、下は、周波数カウンタで、1KHz以下はレシプロカル方式で再測定して表示します。

このグラフィックLCDでまた何か見つけたらトライします。誰かロジアナ作らないかなー。HM6264LP-12(やや不明)64Kbit?が手元にあります。A0からA12,D0からD7ピンがあるので、8Kbyte(1byte=8Bit)
これに書き込む+SDカードにも書ける。
端子はDサブ9Pinで8ビット+グランドかなー。
どこにDサブつけるんだろー?