Arduino勉強会/08-オシロスコープを使ってみる
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[[Arduino勉強会]]
#contents
2014/12/20からのアクセス回数 &counter;
Arduinoのもう一つの用途は、測定機器としての活用です。
これまでできなかったことがArduinoによって簡単にできること...
実感してみてください。
** 九州工業大学の簡易オシロスコープを使ってみる [#t3587a36]
オシロスコープは、信号を波形として表示する測定器です。
安い物でも10万円以上もすることから、電子工作に使うことが...
九州工業大学の簡易オシロスコープの
[[公開ページ>http://www.iizuka.kyutech.ac.jp/faculty/phys...
にある以下のダウンロードサイトからkit_scope_20151007.zip...
- [[kit_scopeダウンロードサイト>https://webdisk-i.isc.kyu...
- オリジナルのリンクが切れているので &ref(kit_scope_20151...
*** Arduinoスケッチの書き込み [#pdea0c35]
zipファイルを展開するとArduinoとProcessingの2つのフォルダ...
ありますから、Arduinoの中のkit_scopeを~/Documents/Arduino...
Arduinoを起動して、ファイル→スケッチブック→kit_scopeを選...
書き込みます。
*** Arduinoとの接続 [#xcda0d8e]
公開ページの接続図を以下に引用します。
&ref(http://www.iizuka.kyutech.ac.jp/kit/wp-content/uploa...
** CR_積分回路を試す [#r022bf62]
[[AnalogDiscoveryを試す/01-CR積分回路]]の回路にkit_scope...
どの程度の解像度が得られるのか試してみます。
&ref(Fst_setting.png);
*** Processingのkit_scopeの起動 [#s1137e9e]
zipファイルを展開したProcessingの中のkit_scopeを~/Documen...
Processingを起動して、File→ScketchBook→kit_scopeを選択し...
- MODE signalをクリックして、DUALにセット
以下の様な波形が表示されます。これはまさに
[[AnalogDiscoveryを試す/01-CR積分回路]]
でAnalogDiscoveryを使って測定した波形と同じで、ArduinoとP...
でもこんなにきれいな波形が表示できることに驚きました。
&ref(th_CR_Int_1KHz.jpg);
*** CR積分回路の測定 [#f8777dea]
50Hz, 500Hz, 5kHzの波形は、特別なツールを用いるのではなく...
以下の様な回路を組みました。CR積分回路は、セラミックコン...
理論やLTSpiceのシミュレーションと同じような波形が観測され...
&ref(CR_Test_cir.png);
信号を生成するArduino Mini Proのスケッチは、以下の様にし...
delayMicrosecondsの値を10000, 1000, 100に変えることで、50...
((スケッチを直接変更して周波数を変える方が、手早く実験で...
#pre{{
int out = 13;
void setup() {
pinMode(out, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(out, HIGH);
delayMicroseconds(10000);
digitalWrite(out, LOW);
delayMicroseconds(10000);
}
}}
50Hz, 500Hzの波形は、以下の様になります。
非常に安価に、CR積分回路の挙動を視覚的に確認できることに...
&ref(CR_Int_50Hz.png); &ref(CR_Int_500Hz.png);
5KHzでは、ほとんど変化がありません。
&ref(CR_Int_5KHz.png);
ブレッドボードを使った実験の様子を以下に示します。
&ref(Osilo_GenPulse.png);
** トランジスタで作るNAND回路 [#jfdd565e]
トラ技2004/09は、
[[NANDゲートの手作りから始めるロジック設計の超入門!トラン...
の特集でした。
トランジスタを使ってNAND回路を組み立て、それを複数使った...
*** 信号生成ツールの波形 [#rcb96bdd]
最初にNANDの実験に使用する2種類の方形波を生成するGENSIGを...
GENSIGの回路をトラ技2004/09の図２−１３から引用します。こ...
と74HC04のインバータを使った発振回路で周期が1:2の2つの方...
RとCを調整することで、様々な周波数の波形を作れるのでとて...
&ref(Fig.2-13.png);
この回路を以下の様なプリント基板に実装しました。
((初めてEagleで作ったプリント基板です))
&ref(GENSIG.png);
測定された波形は、以下の通りです。
&ref(SIG_GEN.png);
*** NAND回路 [#w0b22055]
NANDとは、AND回路の出力を反転（INV）した回路です。
NANDの真理表は、以下の様になります。
| 入力1 | 入力2 | 出力 |h
| L | L | H |
| L | H | H |
| H | L | H |
| H | H | L |
LTSpiceを使ってNAND回路に周期2msの方形波（V1）と周期4msの...
シミュレーションをしてみます。
&ref(NAND_cir.png);
ちょっと見づらいですが、シミュレーションの結果は、真理表...
Lとなり、2msのところ((V1がL→H, V2がH→Lに変わる時))
に、瞬間的にLになる「ひげ」が現れます。
&ref(NAND_tran.png);
*** トランジスタでNAND回路を作る [#zfa736af]
トラ技2004/09で紹介されている1ゲート分のNANDをTTL(Transis...
&ref(Fig.2-14.png);
これを以下の様にブレッドボードに実装しました。
&ref(TTL-NAND_brd.png);
*** ArduinoオシロスコープでNAND波形を測定 [#p64871f4]
以下の様に接続して、Arduinoオシロスコープを使って信号生成...
NAND信号を表示してみました。
&ref(Arduino-SIGGEN-TTL-NAND.png);
Arduinoオシロスコープの波形です。2チャンネルしか表示でき...
ひげもはっきり測定できます。
&ref(TTL-NAND-Oscilo.png);
** コメント [#ifd4b2ae]
#vote(おもしろかった[39],そうでもない[1],わかりずらい[1])
皆様のご意見、ご希望をお待ちしております。勉強会で分から...
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Arduinoのもう一つの用途は、測定機器としての活用です。
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実感してみてください。
** 九州工業大学の簡易オシロスコープを使ってみる [#t3587a36]
オシロスコープは、信号を波形として表示する測定器です。
安い物でも10万円以上もすることから、電子工作に使うことが...
九州工業大学の簡易オシロスコープの
[[公開ページ>http://www.iizuka.kyutech.ac.jp/faculty/phys...
にある以下のダウンロードサイトからkit_scope_20151007.zip...
- [[kit_scopeダウンロードサイト>https://webdisk-i.isc.kyu...
- オリジナルのリンクが切れているので &ref(kit_scope_20151...
*** Arduinoスケッチの書き込み [#pdea0c35]
zipファイルを展開するとArduinoとProcessingの2つのフォルダ...
ありますから、Arduinoの中のkit_scopeを~/Documents/Arduino...
Arduinoを起動して、ファイル→スケッチブック→kit_scopeを選...
書き込みます。
*** Arduinoとの接続 [#xcda0d8e]
公開ページの接続図を以下に引用します。
&ref(http://www.iizuka.kyutech.ac.jp/kit/wp-content/uploa...
** CR_積分回路を試す [#r022bf62]
[[AnalogDiscoveryを試す/01-CR積分回路]]の回路にkit_scope...
どの程度の解像度が得られるのか試してみます。
&ref(Fst_setting.png);
*** Processingのkit_scopeの起動 [#s1137e9e]
zipファイルを展開したProcessingの中のkit_scopeを~/Documen...
Processingを起動して、File→ScketchBook→kit_scopeを選択し...
- MODE signalをクリックして、DUALにセット
以下の様な波形が表示されます。これはまさに
[[AnalogDiscoveryを試す/01-CR積分回路]]
でAnalogDiscoveryを使って測定した波形と同じで、ArduinoとP...
でもこんなにきれいな波形が表示できることに驚きました。
&ref(th_CR_Int_1KHz.jpg);
*** CR積分回路の測定 [#f8777dea]
50Hz, 500Hz, 5kHzの波形は、特別なツールを用いるのではなく...
以下の様な回路を組みました。CR積分回路は、セラミックコン...
理論やLTSpiceのシミュレーションと同じような波形が観測され...
&ref(CR_Test_cir.png);
信号を生成するArduino Mini Proのスケッチは、以下の様にし...
delayMicrosecondsの値を10000, 1000, 100に変えることで、50...
((スケッチを直接変更して周波数を変える方が、手早く実験で...
#pre{{
int out = 13;
void setup() {
pinMode(out, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(out, HIGH);
delayMicroseconds(10000);
digitalWrite(out, LOW);
delayMicroseconds(10000);
}
}}
50Hz, 500Hzの波形は、以下の様になります。
非常に安価に、CR積分回路の挙動を視覚的に確認できることに...
&ref(CR_Int_50Hz.png); &ref(CR_Int_500Hz.png);
5KHzでは、ほとんど変化がありません。
&ref(CR_Int_5KHz.png);
ブレッドボードを使った実験の様子を以下に示します。
&ref(Osilo_GenPulse.png);
** トランジスタで作るNAND回路 [#jfdd565e]
トラ技2004/09は、
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の特集でした。
トランジスタを使ってNAND回路を組み立て、それを複数使った...
*** 信号生成ツールの波形 [#rcb96bdd]
最初にNANDの実験に使用する2種類の方形波を生成するGENSIGを...
GENSIGの回路をトラ技2004/09の図２−１３から引用します。こ...
と74HC04のインバータを使った発振回路で周期が1:2の2つの方...
RとCを調整することで、様々な周波数の波形を作れるのでとて...
&ref(Fig.2-13.png);
この回路を以下の様なプリント基板に実装しました。
((初めてEagleで作ったプリント基板です))
&ref(GENSIG.png);
測定された波形は、以下の通りです。
&ref(SIG_GEN.png);
*** NAND回路 [#w0b22055]
NANDとは、AND回路の出力を反転（INV）した回路です。
NANDの真理表は、以下の様になります。
| 入力1 | 入力2 | 出力 |h
| L | L | H |
| L | H | H |
| H | L | H |
| H | H | L |
LTSpiceを使ってNAND回路に周期2msの方形波（V1）と周期4msの...
シミュレーションをしてみます。
&ref(NAND_cir.png);
ちょっと見づらいですが、シミュレーションの結果は、真理表...
Lとなり、2msのところ((V1がL→H, V2がH→Lに変わる時))
に、瞬間的にLになる「ひげ」が現れます。
&ref(NAND_tran.png);
*** トランジスタでNAND回路を作る [#zfa736af]
トラ技2004/09で紹介されている1ゲート分のNANDをTTL(Transis...
&ref(Fig.2-14.png);
これを以下の様にブレッドボードに実装しました。
&ref(TTL-NAND_brd.png);
*** ArduinoオシロスコープでNAND波形を測定 [#p64871f4]
以下の様に接続して、Arduinoオシロスコープを使って信号生成...
NAND信号を表示してみました。
&ref(Arduino-SIGGEN-TTL-NAND.png);
Arduinoオシロスコープの波形です。2チャンネルしか表示でき...
ひげもはっきり測定できます。
&ref(TTL-NAND-Oscilo.png);
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