今回は、オシロスコープの使い方というテーマで話をしたいと思います。 買おうかどうか迷っている、または買ったけどどう使っていいか分からない、という人はこの動画を参考にしてみてください。 ■目次 0:00 オープニング 0:15 オシロスコープとは 1:43 オシロスコープを使う前に 5:08 オシロスコープを使ってみる 7:12 まとめ ■関連リンク OWON デジタルオシロスコープSDS1022 https://amzn.to/3xN5ZyQ ※当チャンネルでは、一部にアフィリエイトリンクを貼らせて頂いております。 発生した収益は、動画内で使用する部品・ツール・キット購入などの費用に使用し、より良い動画作りに役立たせて頂きます。 ■自己紹介 ・ハードウェアエンジニア ・電子工作歴：9年 ・電子工作をゼロから体系的に並べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます ■SNS Web : https://lab-b.jp Twitter : https://twitter.com/buonoatsushi #電子工作 #オシロスコープ ■動画文字起こし まず、オシロスコープの基本について説明しておきます。 オシロスコープは、あるポイントの時間的な電圧の変化を見るための測定器です。測定したいポイントを掴むためのプローブと、取り込んだ電圧を処理してモニタで表示するための本体で構成されています。電圧を見たい時は、良くこちらのテスターも使われますが、テスターとの最大の違いは、時間的な変化を捉えられるかどうか、という点にあります。テスターは、実は時間的に電圧を平均化した値が表示されているだけなので、高速な電圧変化を捉えることができません。一方で、オシロスコープは速いものでは数nsオーダーの高速な信号も捉えることができます。 そのため、オシロスコープは、例えばセンサの出力値の時間的な変化を確認したり、モータを回すための信号が正常な順番で出ているかを調べたり、信号の立ち上がり時間が規定の範囲内かを調べたりなど、時間が関係するあらゆるシーンで使われます。 原理的なことを説明すると、オシロスコープとプローブの中には一般的にこのような回路が入っており、測定対象の電圧を1/10に小さくした後で、アナログ-デジタル変換によってCPUに取り込み、波形を表示しています。なおここで電圧を1/10にしているのは、測定対象への影響をできるだけ小さくするための工夫です。測定系の方に大きな抵抗を入れることで、プローブを繋げたとしても測定対象に流れる電流はほとんど変わらないため、正確な電圧値を測定することができます。 それでは次に、オシロスコープを使う前の基礎知識を説明しておきます。 ここでは、OWONというメーカからオシロスコープをご提供頂いたので、これを使いたいと思います。他のオシロスコープでも、基本的な機能や使い方はほとんど変わりません。 まず、オシロの画面の見方としては、横軸が時間、縦軸が電圧の大きさを表しています。横軸は一番右側が最新の情報で、右から左に向かって時間が流れていきます。黄色い線がチャンネル1、青い線はチャンネル2の電圧で、ここにあるラインがそれぞれの0Vの基準になるところです。ここに書いてある数値は1マスあたりの時間と、1マスあたりの電圧値を表しています。 オシロの操作部分は、大きく分けるとこのように分かれています。メインで使うのはこの2つで、こちらで時間軸の長さや位置調整、こちらで電圧軸の大きさや位置調整をします。 もう一つ重要なのは、このトリガーの位置を調整するところです。トリガーというのは、電圧が何V以上もしくは何V以下になった時に波形を表示させるか、という基準点のことです。オシロスコープは、連続した時間のある一部を切り取って表示させているのですが、その切り取り幅が短い場合、全ての時間を表示させてしまうと次から次へと高速に表示が切り替わってしまうことになり、人の目ではとても追い切れません。例えて言うと、テレビのチャンネルを高速に切り替えているようなものです。見たい番組をじっくり見るために、一般的にはこのトリガーを設定して、電圧がある基準を満たした場合にのみ画面に取り込み、それ以外は無視するようにしています。トリガーは少し理解し辛いですが、オシロを使いこなす上で超重要なところなので、必ず押さえておきましょう。 次にプローブの説明ですが、各プローブの先はこのようにワニ口クリップが付いていて、ワニ口クリップはGNDに、プローブの方は回路の測定したいポイントを先端でつまんで使います。測定前に必ずやっておいてほしいのは、電圧をできるだけ正確に捉えるためのプローブ調整です。先ほど説明したように、オシロスコープは実際の電圧を1/10にした上で読んでいます。このとき、1/10にするのは直流電圧や周波数が遅い信号であれば簡単ですが、周波数が高くなると、プローブにどうしても付いてまわる寄生コンデンサ成分によって電圧のバランスが崩れ、正確な値が測れなくなってしまいます。そこで、ここの可変コンデンサの値を調整することで、どんな周波数でもだいたい1/10にすることができます。 プローブ調整をするときは、まずオシロの前についているこの出っ張りの下側にGND線、上側にプローブを繋ぎます。そして一旦、この状態でこのAutosetボタンを押します。そうすると、うまい具合に波形が1画面に収まるように電圧軸、時間軸を自動調整してくれます。この出っ張りからは、振幅が5Vで周波数� ... https://www.youtube.com/watch?v=YSJCf63_qNo

今回は、電子工作には興味はあるけど何から始めたら良いか分からない、という方のために、電子工作の始め方を紹介したいと思います。 できるだけ短くコンパクトにまとめたので、まだ電子工作を行った事がない方も、今まで挫折してきた方も、ぜひ最後までご視聴下さい。 ↓テキスト派の方はこちらから https://lab-b.jp/intro/how-to-start/ 【目次】 0:00 オープニング 0:14 電子工作とは 1:34 電子工作に必要なもの 2:54 電子工作で必要な知識 4:08 まず最初にやるべき事 4:54 まとめ 【訂正】 動画内で表示しているプログラムのコードに誤りがありました（3:14あたり）。 誤）int led=13 正）int led=13; 【関連動画】 アップデート予定 【自己紹介】 ・ハードウェアエンジニア ・電子工作歴：9年 ・電子工作をゼロから体系的に並べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます 【関連リンク】 ・ELEGOO入門キット https://amzn.to/3ubRXDT ※当チャンネルでは、アフィリエイトリンクを貼らせて頂いております。 発生した収益は、動画内で使用する部品・ツール・キット購入などの費用に使用し、より良い動画作りに役立たせて頂きます。 【SNS】 Web : https://lab-b.jp Twitter : https://twitter.com/buonoatsushi #電子工作 【動画文字起こし】 まず、そもそも電子工作とは何か、を理解するために、まずは身の回りの電子機器を見渡してみましょう。例えばうちにはスマホやAIスピーカー、お掃除ロボット等があります。 これらは一見して全く別の物に見えますが、実は広い視点で見るとやってる事は全く一緒です。例えばこのAIスピーカーであれば、マイクによって声が入力されると、声の内容を解析して次のアクションを計算し、スピーカーによって返事や音楽が出力される事で、人とのコミュニケーションが実現しています。 これを概念レベルで説明すると、情報を入力し、計算した結果を出力に伝え、何らかの目的を達成しているという事になります。この入力→計算→出力という流れは、ここで挙げた3つの電子機器も含めてどんな機器においても共通している特徴であり、電子工作においてもこのフローを作るのが基本の形になります。 自分が考える電子工作の面白さとは、世の中に無数にある入力・計算・出力の手段をいかに組み合わせ、自分がやりたい事をどうやって実現するか、を考える所にあります。まさに自分のアイデア次第で色んな可能性が生まれ、また調べれば調べるほど世の中にある面白い部品やデバイスとの出会いもあり、興味や楽しさが尽きる事はありません。私がそうであるように、この楽しさは、皆さんも一度味わったら抜けられなくなると思います。以上が、私の考える電子工作です。 電子工作のイメージが湧いたところで、次に具体的に電子工作で必要な物を紹介していきます。 電子工作は先程話したように入力、計算、出力という3つのステップから成っていますので、このステップに合わせて考えると何が必要かも理解しやすくなると思います。 まず、入力に当たるものは、世の中の情報を何らかの手段で取得する事になるので、超音波センサや湿度センサなど、一般的にセンサと呼ばれる部品を揃えましょう。 世の中には膨大な種類のセンサがあるので、それを眺めているだけでもインスピレーションが沸いてきます。 計算する部分は、マイコンやマイコンボード、CPU等とも呼ばれ、電子工作の世界ではArduinoやラズベリーパイ等が有名です。また、実はスマホもマイコンボードとして使う事ができます。 出力に当たるものは場合に依りますが、何かを表示させたい時は液晶や有機EL等のディスプレイ、何かを動かしたい時はモータ、音を鳴らしたい時はスピーカー等が使われます。 あとは、これらの部品同士で信号を伝達する必要があるため、ケーブルや配線のためのブレッドボード等が必要となります。 ここまでは必須となるもので、後はこのような測定器や工具を揃えておくと電子工作の作業がもっと快適にできるようになります。これらについてはまた別の動画で紹介していきたいと思っています。 次に、電子工作で必要な知識について2つ紹介します。 1つ目はプログラミングの知識です。入力、計算、出力のフローを見た時に、最も重要な役割を担うのが計算にあたる部分です。そしてその計算の中身を作るのがプログラミングと呼ばれる作業です。 電子工作の世界を存分に楽しみたいなら、やはり最低限のレベルのプログラムの知識は持っておいた方が良いと思います。まずは、このLチカと呼ばれるLEDを点滅させるところから始め、少しずつ色んなプログラムを覚えていきましょう。 次に、電気に関する基礎知識です。これは、物を正しく動作させるためと、安全に使用するため、の2つの目的があります。 例えば、LEDを点灯する回路一つ取って見てみても、電気の基礎知識を持っていないと正しいLEDの向きが分かりませんし、抵抗を介さず直接電源につないでLEDや電源を壊してしまう可能性もあります。電気の知識と言っても幅が広いですが、まずはオームの法則と基本的な回路記号の読み方から入ってみる事をお勧めします。 ここで挙げたプログラミングや電気の基礎については、別の動画で詳しく説明をしていきたいと思います。という事で、今回は電子工作の始め方について説明をしてきました。 なお最後に、ワンポイントアドバイスとして、この動画を ... https://www.youtube.com/watch?v=29l_n_T_jQA

... https://www.youtube.com/watch?v=7Rzybx2Yox8

今回は、スイッチをオンオフする時はチャタリングに注意しましょう、というテーマで話をしていきます。 この動画の内容はCQ出版のメルマガでも解説していますので、ぜひそちらも合わせて見てみて下さい。 ↓テキスト派の方はこちらから https://lab-b.jp/elec/switch-chattering/ ■目次 0:00 オープニング 0:17 チャタリングとは 1:23 問題 2:11 実測した電圧波形をLTspiceで再現する方法 4:24 チャタリングを除去する方法 6:13 RSフリップフロップを用いたチャタリング除去 7:02 まとめ ■関連リンク ・オシロスコープ：RIGOL DS1054Z https://amzn.to/3oDSddz ※当チャンネルでは、一部にアフィリエイトリンクを貼らせて頂いております。 発生した収益は、動画内で使用する部品・ツール・キット購入などの費用に使用し、より良い動画作りに役立たせて頂きます。 ■関連動画 DCブラシモータを安全に使いこなす方法｜LTspiceで始める実用電子回路入門 https://youtu.be/rXWKGLc9q3M ノイズを除去する4つのフィルタ｜LTspiceで始める実用電子回路入門 https://youtu.be/fxQeRebpXC8 マイコンボードの電源ピン｜LTspiceで始める実用電子回路入門 https://youtu.be/M-L2sK6Yykw LEDに抵抗を挟まないとどうなるのか｜LTspiceで始める実用電子回路入門 https://youtu.be/sZcGYZMU0o4 ■自己紹介 ・ハードウェアエンジニア ・電子工作歴：9年 ・電子工作をゼロから体系的に並べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます ■SNS Web : https://lab-b.jp Twitter : https://twitter.com/buonoatsushi #電子工作 ■動画文字起こし まずは、チャタリングとはなんなのかについて説明します。 スイッチはどんな製品でも使われている一般的な部品で、理想的にはスイッチのOFF/ONに応じて電圧値もHigh/Lowがキレイに切り替わることが期待されています。 しかし、実際にはスイッチが切り替わる瞬間には、チャタリングと呼ばれる、ON/OFFが高速で繰り返される不安定な期間が存在します。実際にオシロで見てみると、スイッチの種類にも依りますが、多くのスイッチで数100us〜数ms程度のチャタリング期間が観測されました。 このチャタリングの原因は、スイッチの中身を分解してみると理解することができます。これはマイクロスイッチと呼ばれる、マウスにも良く使われるスイッチの中身を拡大したもので、スイッチと可動部と3つの端子から成っています。スイッチが押されていない時は端子1と2が導通しており、スイッチが押されると可動部が下に勢いよく移動し、端子3の壁にぶつかります。この時、端子3にぶつかった衝撃で、目に見えないほどの高速で可動部がバウンドします。これがチャタリングの原因で、スイッチを離した時にも同じような現象が発生します。 それでは突然ですが、ここで問題です。 図の回路は、このようなチャタリングを除去するための回路です。このチャタリングを除去するために適した回路定数の組み合わせは、次のうちどれでしょうか？なお、ここで記載する仕様は満足することとします。 ちなみにチャタリング除去のためのRC回路は、目安として時定数(R×C)をチャタリングの数分の一から1/10程度のオーダーで設計すると比較的良くチャタリングを除去できます。 今回の例題の場合、正解は(b)になります。各条件の時定数はこのようになり、(b)の条件が一番目安の範囲に近いです。また、実際に(a)〜(d)の条件でシミュレーションしてみると、仕様を満足するのは(b)だけであることが確認できます。 シミュレーションをした結果は後でお見せしますが、まずは準備として、実際のチャタリング波形をLTspiceに取り込む方法を説明します。 LTspiceには正弦波や方形波等の電圧源は用意されていますが、スイッチのチャタリングのような複雑な波形は作るのが難しいので、実測した波形を取り込んだ方が正確かつ効率的にシミュレーションを行えます。 電圧波形を取り込む方法としては全部で3ステップあり、まずはオシロスコープで観測した波形をCSV形式で出力します。例えば自分が使っているRIGOLのDS1054というオシロの場合は、出力したい波形を表示させた状態でRUN/STOPボタンを押した後、Storageボタンを押して出力タイプをCSVにします。次に保存ボタンを押すと保存先を聞かれるので、USBメモリの場合はDisk Dを選び、新ファイルを押してファイル名を入力したら、確定を押せばファイルが保存できます。 次に、パソコンでCSVファイルを読み込んで、LTspiceで認識できるフォーマットに加工します。まずA列が連番になってしまっているので、記載されているサンプリング周期間隔の時間となるように変換します。次に、1,2行目と不要な列を削除して、時間と電圧のデータだけが並ぶようにしたら保存してデータは完成です。 最後に、加工したCSVファイルをLTspice上で読み込みます。CSVファイルを読み込むときは、まずは回路入力画面の電源の上で右クリックをし、「Advanced」をクリックします。次に「PWL FILE」をクリックし、「Browse」をクリックして加工したCSVファイルを選択します。最後にOKをクリックすると、CSVデータを読み込んだ電圧源を作る事ができます。 オシロスコープ上で観測した波形とLTspice上で再現した波形を見比べてみると、かなり細かいレベルで再現できている事が分かると思います。 それでは、チャタリングを除去するための回路を説明していきます。 チャタリングの除去方法は大きく分けるとハードウェアによる方法とソフトウェアに� ... https://www.youtube.com/watch?v=4Y6eMXlDAd8