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AQM1602Y-RN-GBW

パーツを整理していたら使い忘れていた「AQM1602Y-RN-GBW」が出てきた

IMG_20211204_174715.jpg

コンパクトサイズの16x2文字LCD,しかも端子が1/10インチピッチという扱い易さで購入していたのだが,もっとコンパクトで直ぐI2Cで接続できるOLEDが手に入ったため忘れ去られていた

OLEDはビットマップなので,テキスト表示だけならばLCDの方がプログラムおよびサイズを軽くすることができるメリットがある

問題は本体の状態のままでは使えないことで,この際なので使えるようにしておこうと思う

まず,これまで使用した「AQM1602XA-RN-GBW」「AQM0802A-RN-GBW」「AQM0802A-FLW-GBW」と異なる点で3.3Vのみということ

添付資料ではMAX.3.5Vなので気を付けないと5Vで使うと飛ぶことになる

CCI_20211207_001.png

I2Cとして接続するために添付資料の回路図を参考に変換基板を作る

CCI_20211207_002.png

1/10インチピッチのユニバーサル基板(8x6穴)を使い,以下のように配置を考案

CCI_20211207_003.png

早速,作った(コンデンサは表面実装品)

IMG_20211207_201526.jpgIMG_20211207_201536.jpg

LCD本体は熱に弱いので最後に付けた

IMG_20211207_202656.jpg

IMG_20211207_202707.jpg

表示確認して完了

IMG_20211207_214243.jpg

表示ライブラリはコマンドが「AQM1602XA-RN-GBW」と少し異なるようなので今回は専用を追加作製(後に共通化する予定)

Lメーターを作る

nHオーダーのインダクタンスを計測しようとして手持ちのLCテスターでは範囲外なのに気付き,クラップ発振回路で計測や購入したLCメーターLC100-Aで試したが上手くいかない

本来の目的とは異なる横道のため簡単に済ませるつもりが,正確な装置があっても良いということと面白くなってきたので自作を試してみることにした

作製するものはキャパシタンス計測はLCテスターで問題ないのでインダクタンスのみ計測できるLメーターにする

原理は,https://www.zea.jp/audio/lcm/lcm_01.htm を参考にした

問題となるのが発振回路で正弦波を作っていたのを(要はデジタルの方が簡単ということで)矩形波にする

いろんなサイトを参考に調べたところ,コンパレータIC「LM311」を使ったものか,アンバッファインバーター「74HCU04」を使ったものがある

どちらも手持ちにないので困ったが「LM393」でも大丈夫だろうと試行してみたところ問題なく発振できた

WS_202111202_01.png

低周波数だと綺麗な矩形波が出る

IMG_20211202_140805.jpg

1MHz位になると波形は崩れるが問題はない

IMG_20211202_141305.jpg

ここでL1とC3を変更して最高周波数を調整する

計測するコイルのインダクタンスの値により計測周波数が下がることになるので,周波数カウンタの最大と精度により計測できる範囲が決まるためである

実際,調整したのはL1で,47μH(616kHz~1MHz),100μH(436~767kHz),330μH(416~237kHz),10μH(高周波数すぎる)1mH(低周波数すぎる)と試行してみて100μHを選択

IMG_20211202_162726.jpg

周波数カウンタがあるので,この状態でもCalcと組み合わせて正確なインダクタンスを算出することができる

WS_202111202_02.png

基板化し更にAVRで周波数カウンタを追加できればとスペースを考えて配置

IMG_20211203_200008.jpg

周波数カウンタは,http://arms22.blog91.fc2.com/blog-entry-244.html を参考に「Arduino Frequency Counter Library」を利用

サンプルを動作させてみて問題ないことを確認

IMG_20211204_200024.jpg

矩形波でないと動作しないとのことなのでオシロで確認してみると矩形波のように見えるので大丈夫そうだ

IMG_20211203_195940.jpg

実際に確認してみると精度も問題ない

IMG_20211203_200325.jpg

後は考えているUIをプログラミングして完成となる

LCメーターLC100-A

0.001μHまで測定可能な安価(¥1,960と5%割引)なLCメーターをAmazonで見つけたので購入していたLCメーター(LC100-A)が届いた

Amazonでレビューが少ないので大丈夫かなと思っているが,どんなもんか確認してみる

IMG_20211119_195850.jpg

その前にマニュアルが無いため使い方が判らないので検索してみた

「LC100-A」で検索すると,https://www.jh4vaj.com/archives/4896 で紹介されていてマニュアル(英語)も見つかった

操作方法

(ボタン)

IMG_20211120_194145-2.jpg

赤:0リセット押ボタン

白:静電容量のH/Lトグルボタン

青:インダクタンスのH/Lトグルボタン

黄:静電容量とインダクタンスの測定切替トグルボタン

(ボタンに対する表示)

インダクタンス:Lx,静電容量:Cx,高インダクタンス:Hi.L,高静電容量:Hi.C

(静電容量測定)

テスト端子を開放した状態で赤いボタンを1秒間押し続けると「CALCULATING…」から「CALCULATING…OK」となる(0リセット)

②赤いボタンを離すと「0.00pF」が表示され静電容量を測定できるようになる

③測定対象を放電してテスト端子に接続して測定する

(インダクタンス測定)

テスト端子を短絡した状態で赤いボタンを1秒間押し続けると「CALCULATING…」から「CALCULATING…OK」となる(0リセット)

②赤いボタンを離すと「0.000uH」または「0.000mH」と表示されインダクタンスを測定できるようなる

③測定対象をテスト端子に接続して測定する

(注)測定対象が単位に0リセットする事

ケース

お馴染みThingiverseから調達してケースを印刷

(底側)

IMG_20211121_124913.jpg

(蓋側:以下の状態で印刷した場合)

IMG_20211121_124929.jpg

(蓋側:上下を変えて印刷した場合)

IMG_20211121_124940.jpg

上下を変えて印刷しないと底側との結合部の凹凸が綺麗に収まるように印刷できないのだが,下側にサポートが入るため表面となる印刷面が粗くなるのが問題

今後も事もあり調べてみると「サポートインタフェースを有効にする」とサポートとの間を僅かに精密印刷できるそうだ(Cura 4.10.0の設定項目)

WS_20211121_001.png

収まりが悪いが見栄えのする蓋でとりあえず完成させた

IMG_20211121_133504.jpg

検証

インダクタンスの測定検証する

公称値(μH) 測定値(μH) 測定画面
100

68.37

66%(1.5)

IMG_20211121_133958.jpg
47

27.76

58%(1.7)

IMG_20211121_134050.jpg

5(手巻き計算値)

5(クラップ回路測定計算値)

2.018

40%(2.5)

IMG_20211121_134147.jpg

1.1(手巻き計算値)

1.5(クラップ回路測定計算値)

0.437

36%(2.8)

IMG_20211121_134227.jpg

0.4(手巻き計算値)

0.78(クラップ回路測定計算値)

0.095

3倍位(補正)

IMG_20211121_134318.jpg

0.4(手巻き計算値)

0.81(クラップ回路測定計算値)

0.143

3倍位(補正)

IMG_20211121_134354.jpg

0.3(手巻き計算値)

0.69(クラップ回路測定計算値)

0.093

3倍位(補正)

IMG_20211121_134502.jpg

50μH以下では実際の値と50%以上の差があり,インダクタンスが小さくなるにしたがって差が開く傾向にある

結果,クラップ回路測定計算値と並行して正確な値を確認しないとならないようだ

仕様
  • 測定精度:1%
  • 静電容量測定範囲:0.01pF-10uF
  • 最小解像度:0.01pF
  • インダクタンス範囲:0.001uH-100mH
  • 最小解像度:0.001uH
  • 広いインダクタンス測定範囲:0.001mH-100H
  • 最小解像度:0.001mH
  • 大きな静電容量測定範囲:1uF-100mF
  • 最小解像度:0.01uF
  • 試験周波数:コンデンサ、約500kHzのインダクタ、約500Hzの大きなインダクタンス
  • 有効表示桁数:4
  • ディスプレイ:1602 LCD
  • 電源:miniUSBまたは5V電源

STM8S003(8ビットマイクロコントローラ)を使用している

IMG_20211121_152432.jpg

左上のLM311は発振用かな

改造(案)

バックライトが明るすぎるので調整したい

LCDモニター(1602A)の15,16Pinがバックライト電源で(以下の場合)基板のR9をバターンカットして330Ωの抵抗を入れれば良い感じになるそうだ

IMG_20211121_152325.jpg

追加ケース

検証している時間にサポートインタフェースを有効にして蓋側を再印刷した

少しだけ綺麗になった

IMG_20211121_155640.jpg

蓋と底の隙間もなくなった

IMG_20211121_160439.jpg

黒にしたせいもあるが見た目も悪くないようだ(遠目で観ると艶消しの感じとなる)

IMG_20211121_160503.jpg

クラップ発振回路を調整してインダクタンスを測定

LPC用のコイルをクラップ発振回路で調整しようとしたが発振しないせいで上手くいかなかったのでコンデンサーの容量を変更して確認することにした

確認するために用意したインダクタは7種で,市販品の,1mH,680μH,470μH,220μH,100μH,47μH,10μH

IMG_20211121_133730.jpg

目的とするインダクタは手巻きの,0.4μH,0.3μHで,間がないので手巻きで,5μH,1.1μHを作製

IMG_20211119_192552.jpg

回路図のC2,C3,C4の容量を変更して確認する

SC_20211112_01.png

発振して計算して判定できたインダクタをチェック

C2,C3,C4の容量(pF) 判定できた最大インダクタ(μH) 判定できた最小インダクタ(μH) 備考
80,000 1,000 47 コンデンサの表記は0.1μFだが測定すると0.08μF
3,300 680 47  
1,000 47 1.1  
680 10 1.1  
470 5 0.3 目的のインダクタが確認可能レベル
330 - - ミスがあり測定不能で終了

(注)最大インダクタは必要ないので確認していない物もある

新しいシンクロスコープ(H052)も並行使用して確認(10Mhz位までは正確のようだ)

IMG_20211119_183222.jpg

なんとか目的のインダクタで発振して計算できたのだが,300~400nHで手巻きしたコイルのが600~800nHだったので正確なのかどうか判断できない

・・・

と,思っていたところへ安価(約2k)だが0.001μHまで計測可能なLCメーターが届いた

IMG_20211119_195758.jpg

が,マニュアルもなく使い方が全く不明なので本日は止め

(追加)

しばらく良く使いそうなので基板に載せた

IMG_20211128_141342.jpg

回路図は以下だがC2,C3,C4はもう少し減らした方がよかったようだ

Trは(2SC1815でも問題ないが)トランジション周波数の高い2SC1923が手持ちにあったので使用

発振回路_回路図.png

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