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DSO Shell のファームをバージョンアップ (v113) たぶんこれで最後

 特にやりたい工作も無いので、JYEtech製のミニオシロ、DSO-Shell (DSO-150) のファームのバージョンアップを行いました。これまでにバージョンアップは2回やっています(V054→V055V055→V111)が、最近のJYEtechのDSO Shellのフォーラムを見ていると、ほとんど書き込みが無くなってきて、バグ潰しも終わった、つまり枯れて来た感じです。ということで、ここらで最新版のファームを入れることにしました。

 ちなみにv111のファームは、波形のパラメーター情報の左側が、波形の振幅が小さいと表示されないという問題があります。写真で説明すると以下のような現象です。テスト信号として三角波を入力しています。

▼波形の振幅が4Div. 以下だと一部の情報が表示されない
振幅が4Div以下では左側の項目が表示されない
 緑の四角で囲った範囲の情報が表示されません。

 もう少し信号の振幅を増やしたのが次の写真です。

▼波形の振幅が4Div. 以上あれば表示される
4Div以上あればOK
 振幅が4Div. 以上あれば情報が表示されます。表示されるのは時間軸に関係する情報です。なお、私の個体がたまたま4Div.を境に表示の有無が別れましたが、他の個体でどうなっているのかまでは判りません。

 私はこの画面はほとんど使わないので、あまり問題は無いのですが、ファームを v113にすれば直るようです。なお、この問題はV110 頃から発生しているようで、このバグフィックスに、nekosan が協力されています。詳しくはこのあたりから始まる一連の記事の中に状況が書かれています。

 そんなことで、遅まきながらファームの書き換えを行います。

▼ファーム書き込みの様子
ファーム書き換え中
 これで3回目なのであっという間に完了しました。電子工作好きが持つべき物は、信頼できるUSBシリアルアダプタです。

▼v113へアップデート完了
ファームV113
 なお、JYEtech のサイトにはもっと新しいバージョンの v120が公開されていますが、これはLCDコントローラーのST7789Vに対応したものらしいものらしく、あまり関係無さそうなのでパスしました。

▼動作確認
ファームアップデート後
 ファンクションジェネレーターから、振幅の小さな信号を入れて確認している様子です。表示の振幅が 0.2Div. 以上あれば、情報が表示されるようになりました。あと、v113ではEEPROMのリードエラー対策などの改良が行われているようです。

◆まとめ
 たぶんこれで、ファームのバージョンアップは最後になると思いますが、良いオシロになりました。このまま故障せずに、動いてくれることを期待します。

 なお、DSO Shell には模造品が出回っており、そのような物ではバージョンアップ出来ない、というかバージョンを上げると使えなくなるようなので要注意です。

2.4GHz対応のRFチェッカーをケースに入れた

 ラジコンのおもちゃの修理に使う2.4GHzに対応した電波チェッカー作りの続きです。前回の記事では受信部だけを作りましたが、そのままでは使い難いので、アンプとスピーカーを付けてケースに入れました。

 先に完成品の写真です。

▼RFチェッカー
2.4GHzRFチェッカー
 RFセンサーの出力信号を手前の端子に出して、オシロなどの測定器を接続出来るようにしました。ケースは秋月で売っているポリカーボネート製のケースです。(ポリカーボネートケース 117-中 P-00358)

 100円ショップのボリュームアンプが手に入れば、それを土台にして改造するのが手っ取り早そうなのですが、どこにも売っていなくて手に入りませんでした。そんなことで、秋月のケースを使いました。

 また、小さなアンプ基板があれば、少し手抜きが出来るのですが、これも手持ちはありません。仕方が無いので、トランジスタで適当なアンプを作ることにしました。回路は「名張市つつじが丘おもちゃ病院」さんが公開されている、2石アンプをベースに、大きな音が出るようにアレンジしました。

▼回路図
AD8314を使ったRFチェッカー
 トランジスタを能動領域で使っているので、消費電流は無音時で21mAと少し大きくなっています。

▼ブレッドボードで検討中
ブレッドボードでテスト
 いきなり上の回路図になった訳では無く、ブレッドボードであれこれカットアンドトライしました。スピーカーは100円ショップのミニスピーカーから、スピーカーをベゼルごと引っこ抜いた物です。

▼基板
基板
 センサーのAD8314の部分は以前の記事で作った基板をそのまま使いました。ベースの基板が大きいので内部はスカスカです。

▼ケース内部
RFチェッカーの内部
 電源は単4電池を2本使っています。スピーカーはホットボンドで固定しています。

▼裏側
裏側
 こういう小さな物の電源スイッチにトグルスイッチを使うと、持ち運ぶ時に、誤ってONにしてしまう恐れがあるので、スライドスイッチを使いたいところです。でも、手持ちが無かったので、トグルスイッチを使いました。お詫びの印に、この写真の状態を電源OFFにしています。これなら、スイッチに何かぶつかった時はOFFになる可能性の方が高いので、少し安全側です。

▼ミニオシロと組み合わせ
RFチェッカーとミニオシロ
 スピーカーだけでも電波が出ているかどうかは判断できますが、オシロを接続すると得られる情報が増えます。

 この写真のように、ミニオシロの DSO-Shell と組み合わせて使うと良い感じです。オシロの後ろの黒いケースはダイソーの300円モバイルバッテリーで、この組み合わせなら、AC電源が無い場所でも使えて便利です。

 これをあちこちに持って行って、自宅のWiFiの電波の到達具合などを調べると面白いです。一番興味深かったのは、

▼電子レンジの漏洩電波
電子レンジの漏洩電波
 かなり強力な電波が漏れていることが判ります。数百ワットのパワーなので、完全に閉じ込めることなど出来ないでしょう。電波はこの写真のようにAC電源を全波整流した波形で出ていました。ちなみに、このレンジはPanasonic の割と高級機なので、インバーターを使った直流出力になっていると思っていたのですが、意外な結果でした。なお、この波形の周波数は100Hzとかなり低いので、小さなスピーカーではほとんど音は出ないので見逃しそうです。でも、オシロなら確実に検出出来ます。

 あと、電子レンジのスタートスイッチを押してもすぐにはパワーは出ず、2秒くらい遅れて電波が出ます。この理由がすぐに判らなかったのですが、よく考えると当然でした。マグネトロンは一種の真空管なので内部にはヒーターがあり、ここが温まらないと電子が出ないのですぐに動かなかった訳です。

 真空管なんてとっくの昔に絶滅したと思っていたのですが、こんなところにしぶとく残っていました。たぶん1軒に1個は(マグネトロンの)真空管があるということになりそうです。

◆まとめ
 これで2.4GHzのラジコンおもちゃの修理が来ても大丈夫です。 

 先輩ドクターさんのWebを見ると、RFチェッカー以外に赤外線リモコンのチェックなど、いろいろな機能を付けていらっしゃるようです(それにはるかに小さく作られています)。まだ基板には余裕があるので、もう少し機能を追加してもいいかなと思います。

 本文中に書き忘れたのですが、このRFチェッカーをスイッチング電源に近付けると、信号のバックグラウンドが上がることがありました。スイッチングに伴う輻射ノイズを検出しているのだと思いますが、電源のDCDCコンバーターやD級アンプをセンサーのRF検出チップの近くに実装しない方が良さそうです。

2.4GHz対応の電波チェッカーの製作

 おもちゃの修理に使う、2.4GHzに対応した電波チェッカを作ってみました。なお使用する部品や回路などの情報は、下記のページで公開されているものを使わせていただきました。ありがとうございます。

【参考にさせて頂いたサイト】
 ・名張市つつじが丘おもちゃ病院
 27MHz~2.4GHz対応のRFチェッカー(ラジコン電波検知器)の製作(AD8314) 
 ・ おもちゃ病院 新津(新潟)  山谷保存会(神楽・天狗舞)
 2.4GHz対応 高感度RFチェッカー設計・製作 (おもちゃラジコン送信電波)
  (どちらのサイトも関連記事がたくさんあるので、代表的と思われるものへのリンクを貼っています)

 ちなみに名張市つつじが丘おもちゃ病院さんでは、おもちゃ病院向けにチェッカー基板を頒布されています。でもなんだか申し訳ないし、おもちゃ修理以外の用途にも使ってしまいそうなので、AliExpress からAD8314のチップを買うことにしました。

▼AD8314
AD8314
 単価は0.49$で、10個買って送料込みで$7.53、発注から受け取りまで3.5週間かかりました。

▼回路図
2.4Ghz電波検出器
 参考にさせて頂いたサイトに回路図が掲載されていますが、自分用に書いてみました。アンテナは、GND側からも1/4λの線を垂らして、1/2λのダイポール風にしてみました。

▼基板完成
ダイポールアンテナ風に使う
 左右に出ている線がアンテナです。アンテナの先端は収縮チューブを被せて絶縁処理しておきました。パターン剥がれが怖いので、両面スルホールのユニバーサル基板を使っています。

▼基板拡大
基板拡大
 0.65mmピッチのSSOPパッケージなので、変換基板を使うと配線が楽になります。でも持ってないので、この写真のようチップを45度傾けてはんだ付けしました。8ピンまでならこういうテクニックが使えます。なお、引出し線にはφ0.26の単線を使い、実体顕微鏡を使って作業しています。

▼2.54mmグリッドへの引き出し
SSOP 8ピンを2.54グリッドに載せる
 一つ上の写真を見ればおよそ判りますが、この図のような引出しになっています。1, 4, 5, 8 ピンは直近のスルホールに接続しています。7ピンは使っていないので引き出さないでもよかったです。

▼裏面
配線面
 外に出る配線は、断線防止のためにスルホールを一回くぐらせています。

▼電池ボックスとイヤフォンジャックを取り付け
電池とイヤフォンジャック
 これで持ち運べるようになりました。

▼フル装備
出動セット
 イヤフォンジャックにアンプ付きスピーカーを接続し、波形をミニオシロで見れるようにすれば、とりあえずフル装備になります。アンプやオシロの電源はUSBのモバイルバッテリーから供給しているので、電源が無いところでも使えます。とは言っても、流石にこれでは使い難いので、もう少し整理する予定です。

 イヤフォンジャックにイヤフォン(たぶん32Ω)を挿せば、そのまま音を聞くことが出来ました。但し、音が大きすぎるし、チップに対して過負荷になっているかも知れないので、そういう使い方をするなら出力に直列に470Ωくらいの抵抗を直列に入れておいた方が良さそうです。(ピン V_UP の駆動能力は、source : 2mA, shink : 1mA)

 以下は波形の例です。こちらの写真はアナログオシロで観察したものです。

▼波形例-1
WiFi
 WiFiを使っている状態です。短時間のバーストが大量に出ています。

▼波形例-2
430Mhzリモコン
 430MHzのRFリモコンの波形です。こちらは比較的低速なパルスが出ていました。

◆まとめ
 これで調べると、家の中にはひっきりなしに電波が飛び交っていることがよく判りました。慣れてくれば音の違いで、WiFiかBluetoothなどが判るようになるかも知れません。

 もう少し使い易くしたいので、電池とスピーカー(+アンプ)を小さなケースに入れたいと思います。先人の方たちの作例を見ると、窓に取り付ける防犯ブザーを改造するのが良さそうなので、今度やってみたいと思います。

 2.4GHzならアンテナはすごく小さく出来ます。そこで、多素子の八木アンテナを作って、電波発生源探しをやると面白いかも知れません。
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