小さなオシロスコープ PL2401DSO

製品の概要

PL2401DSOについて

 PL2401DSOは Androidアプリ『Scoppy』に対応した小型のオシロスコープ基板です。PL2401DSOとOTG機能を持つAndroid端末をUSBケーブルで接続することで、簡易的なオシロスコープになります。

  • 最大2ch入力(『Scoppy』のアンロックが必要です)
  • 最大入力電圧範囲:±24V
  • 入力インピーダンス:1MΩ//25pF
  • 最大サンプリングレート500ksps(1ch使用時)/ 250ksps(2ch同時使用時)
  • 8chロジックアナライザ・簡易シグナルジェネレータ機能あり
  • Raspberry Pi Picoと同じMCU(RP2040)を搭載
  • USB-C端子
  • 外形57mm x 32mm(基板単体寸法)

↓↓PL2401DSOは BOOTH スイッチサイエンスで販売中

BOOTHはこちら(ケースつき)

※日本国外への発送(転送)をご希望の場合は Buyee をお使いいただけます。 BOOTH商品ページ右上の言語設定を[English]に変更すると [Add to Buyee Cart]ボタンが出てくるので、こちらから決済してください。(対応国・地域のみ)

スイッチサイエンスはこちら(ケースなし)
PL2401DSO 使用例 ※ケース・MCXコネクタは製品に含まれていません

『Scoppy』について

『Scoppy』は Raspberry Pi Pico をオシロスコープ化するための Androidアプリとファームウェアであり、『fhdm-tech』様より公開されています。最大2chのアナログ入力が可能で、トリガ、各種測定、FFT、XY表示などオシロスコープの基本機能のほかに、8chロジックアナライザやシグナルジェネレータ機能などもあります。無料で使用する場合は 広告有り/入力1ch などの制限がありますが、アンロック(数百円ほど)すると 広告無し/入力2ch対応 となります。『Scoppy』アプリはGoogle Playで、ファームウェアは公式サイトなどから入手できます。『Scoppy』の詳細や使用方法などは以下のリンク先にてご確認ください。

Google Play で手に入れよう

購入前の注意点

 PL2401DSOはDIY用途向けの製品であり、以下のような注意点があります。ご購入・ご使用される場合は、これらの点をご了解くださいますようお願いいたします

  • PL2401DSOによって生ずるいかなるトラブル・損害・損失に対して picoLABO は一切の責任を負いません
  • PL2401DSOに関する問合せや連絡を『Scoppy』開発元の 『fhdm-tech』様にしないようお願いします。(逆に『Scoppy』に関するお問い合わせは picoLABOではお受けできません)
  • 発送・配送・初期不良に関するご連絡は、ご購入されたお店までお願いします
  • DIY向けのため修理対応や手厚いサポートなどはございません。(初期不良は迅速に対応いたします)
  • 測定器としての品質を保証していないため、正確な測定が必要な用途には使用できません
  • 使用の際に必要となるAndroid端末・USBケーブル等は別途ご用意いただく必要があります

製品の詳細

PL2401DSOの主な仕様

スクロールできます
項目内容
オシロスコープ
 チャネル数2ch
 サンプリングレート1ch単独使用時:最大500ksps/ch
2ch同時使用時:最大250ksps/ch
 入力インピーダンス1MΩ // 25pF
 最大入力電圧±24V
 入力カップリングDC/AC 切り替え
※切替え時は入力端子に何も接続しないこと
 測定分解能電圧軸の最大/最小範囲により変わります
±1.5V以内 : 約15mV
±6V以内 : 約60mV
±24V以内 : 約250mV
 端子形状2.54mmピッチ 1×6 ピンソケット
またはMCXコネクタ(別途ご用意ください)
ロジックアナライザ
 チャネル数8ch
 サンプリングレート最大25Msps/ch
 入力電圧0~+3.3V ※CMOSロジック
 端子形状ピンソケット 1×10ピン 2.54mmピッチ
(別途ご用意ください)
シグナルジェネレータ
 出力波形矩形波:100Hz~1.25MHz(0~約3.3V)
正弦波:PWM 1kHz(外付けコンデンサが必要)
 端子形状2.54mmピッチ 1×6 ピンソケット
※オシロスコープ用端子の一部
その他
 基板外形57mm x 32mm
 USB端子形状USB-C (2.0)
 電源電圧/電流DC+5V/70mA (typ.) 
PL2401DSO 主な仕様

PL2401DSOの外形・回路図

PL2401DSO 外形図

構成品・必要物品

構成品・添付品

  • PL2401DSO 基板 1式
  • 1×10 ピンソケット 1個
  • 無印良品の小物ケースSS 1個(BOOTH版のみ)

別途必要なもの

  • Android端末 ※OTG機能がありScoppyアプリが動作するもの
  • USBケーブル ※PL2401DSO側はUSB-C
  • OTGアダプタ ※ OTGアダプタ無しで動作するAndroid端末もあります
  • プローブ用のジャンパーワイヤー
  • その他 MCXコネクタ・ケースなど必要に応じて

PL2401DSOの組み立て

ピンソケットの取付け

ロジックアナライザ入力用に添付の1×10ピンソケットをはんだ付けしてください。異なるコネクタを使用される場合は、形状やサイズをご確認の上で別途ご用意ください。ロジックアナライザ機能を使わない場合は、ピンソケットを取り付けなくても問題ありません。

Scoppyのインストール

『Scoppy』公式サイトの Installation & Getting Started の手順に従って、『Scoppy』のアプリをAndroid端末にインストールしてください。ファームウェアはPL2401DSOにインストール済みですが、製造時期により最新版では無い場合もありますので、この場合はファームウェアも合わせてインストールしてください。

初期設定

正しい電圧を表示させるために、入力電圧範囲の初期設定が必要となります。設定には二種類の方法があり、手順は簡単ですが測定精度が劣る「定値法」と、測定精度に優れますが手順が面倒な「実測法」の、いずれかを行ってください。

なお、どちらの設定法を用いた場合でも、部品の誤差・非直線性・周波数特性・使用環境等の影響により、必ずしも正確な測定値にはならない可能性がある ことをご承知おきください。

設定時は、PL2401DSOとOTG接続機能を持ったAndroid端末をUSBケーブルで接続し、『Scoppy』アプリを起動して以下の手順で行ってください。また、説明はCH1用になっていますが、CH2を使用する場合も同様の手順で設定してください。

  • Android端末の機種によっては、OTG機能の有効化や、別途OTGアダプタが必要になる場合があります。
接続例

入力電圧範囲の設定(定値法)

複数の評価機の測定データから算出した平均値で設定します。個体差を補正できないため、実測法に比べて測定精度が劣る場合があります。可変電圧電源やマルチメータをお持ちでない場合には、この方法で設定してください。

  1. 『Scoppy』画面左下にある 黒の[USB]バッジをタップし、[Connected Device]⇒[Firmware settings]⇒[Channels]⇒[Channel1]と選択します。
  2. [Firmware channel settings]画面にて、各行の[Min. voltage]と[Max. voltage]を下図のように設定します。
  3. 画面下部の[Auto voltage range pins]を【2】に設定して、最後に[OK]をタップします。
  4. [Restart Your Pico]と表示されたら、USBコネクタを抜き差しすれば設定完了です。

入力電圧範囲の設定(実測法)

可変電圧電源から直流電圧を入力して設定値を算出します。実測値を使うので、PL2401DSOの個体差を補正した正確な設定が可能となります。この方法では、1V~24V程度の直流電圧を出力できる低ノイズの可変電圧電源とマルチメータが必要になります。

実測法 Step1 仮設定

  1. 『Scoppy』の画面下部にある 黄色の[CH1]バッジをタップし、[Measurements]⇒[On-screen]を選択し、[Show]をイネーブル、[Vmin]と[Vmax]にチェックを入れて[OK]します。
  2. 『Scoppy』の画面下部にある 黒の[USB]バッジをタップし、[Connected Device]⇒[Firmware settings]⇒[Channels]⇒[Channel1]と選択します。
  3. [Firmware Channel Settings – CH1]画面にて、Range 0~2の各行の[Min. Voltage]を「0」、[Max. Voltage]を「255」に設定します。(下図)
  4. 画面下部の[Auto Voltage Range Pins]を【2】に設定して、最後に[OK]をタップします。(下図)
  5. [Restart Your Pico]と表示されたら、USBコネクタを抜き差ししてPL2401DSOをリセットします。
③ Firmware channel settings画面

実測法 Step2 電圧測定

  1. 『Scoppy』の画面下部にある 黄色の[CH1]バッジをタップし、[Select input voltage range]⇒[0(0V-255V)を選択します。
  2. CH1の入力端子に +12V~+24Vの任意のDC電圧を印加し、その正確な電圧をマルチメータで測定して下記計算フォーム[Voltage Range Calculator]の Vin_H の欄に入力します。
  3. 『Scoppy』の画面左下にCH1の測定電圧としてVminとVmaxが表示されているので、これらの中間の値を計算フォームの Vm_H の欄に入力します。(例: Vmin=214, Vmax=216ならば Vm_H=215を入力)
  4. CH1の入力端子に-12V~-24Vの任意のDC電圧を印加し、その正確な電圧をマルチメータで測定して下記計算フォームの Vin_L の欄に入力します。
  5. 『Scoppy』画面左下にCH1の測定電圧としてVminとVmaxが表示されているので、これらの中間の値を下記計算フォームの Vm_L の欄に入力します。
  6. 計算フォームのResult欄に表示された min.Voltage および max.Voltageの値をメモしておきます。(これらがRange0の設定値となります)
  7. 上記の1~6の工程を下表の組合せで合計3回(Range 0~2)行い、各Rangeの設定電圧を取得してください。
スクロールできます
RangeVin_Lの範囲Vin_Hの範囲
0-12V~-24V+12V~+24V
1-3V~-6V+3V~+6V
2-1V~-1.5V+1V~+1.5V
各RangeにおけるDC入力電圧範囲

実測法 Step3 本設定

  1. 『Scoppy』の画面下にある 黒の[USB]バッジをタップし、[Connected Device]⇒[Firmware settings]⇒[Channels]⇒[Channel1]と選択します。
  2. [Firmware Channel Settings]画面にて、Step2 で得られた min.Voltage および max.Voltage の値をRange 0~2の各行に入力します。
  3. 画面下部の[Auto Voltage Range Pins]を【2】に設定して、最後に[OK]をタップします。(下図)
  4. [Restart Your Pico]と表示されたら、USBコネクタを抜き差しします。
  5. 『Scoppy』画面下にある 黄色の[CH1]バッジをタップし、[Select input voltage range]⇒[Auto] を選択したら、実測法による設定が完了となります。

 

操作方法

Scoppyの操作

 後述する入力カップリングの切替えを除き、すべての操作は『Scoppy』アプリから行うことができます。様々な機能がありますので、下記の公式webサイトをご覧ください。

Scoppyアプリの使い方: Using the app

入力カップリングの切替え

DC/ACカップリングの切り替えは、チャネルごとにスイッチで行うことができます。なお、切り替えは測定端子を測定対象から外した状態で行ってください。

入力電圧範囲の切替え

『Scoppy』画面下部の [CH1] または [CH2] バッジ⇒[Select input voltage range] の設定を [Auto] にすることで、電圧スケール (Vertical scale) の設定に応じて自動的に入力電圧範囲が切り替わります。また、[Select input voltage range]のRangeを手動で切り替えることで、測定分解能を向上できる場合もあります。以下に、Range番号・入力電圧範囲・測定分解能の比較表を示しますのでご利用ください。

スクロールできます
Range入力可能電圧範囲測定分解能
0±24V以内約240mV
1±6V以内約60mV
2±1.5V以内約15mV
Range設定と分解能

その他

シグナルジェネレータ機能

 前述の入力端子の容量補正や動作確認用のテスト信号として、[SG]ピンから矩形波(標準は1kHz)が出力されています。また、『Scoppy』の Signal Genarator 機能により、周波数を100Hz~1.25MHzの範囲で変更することもできます。

 なお、『Scoppy』ではPWMによる1kHzの正弦波も選択できますが、その際は[SG]ピンと[GND]ピンの間に0.1uFのコンデンサを接続することでLPFが形成されて正弦波が出力されます。

正弦波出力時の様子

パッシブプローブを使用する場合

パッシブプローブを接続する場合は、PL2401DSOにMCXコネクタをはんだ付けする必要があります。また、パッシブプローブのコネクタがBNCの場合は、BNC-MCX変換ケーブルなどもご用意ください。

減衰量(「x1」や「x10」など)の切り替えは、プローブ側のスイッチとともに、『Scoppy』アプリ側の設定( 画面下部の[CH1]または[CH2]の黄色いバッジ⇒[Probe])も変更する必要があるのでご注意ください。

対応

※ 秋月電子通商のwebサイトは商品ページへの直接リンクが禁止されているため、トップページから商品コードで検索してください。

ケース(必要に応じて)

PL2401DSOは無印良品の『ポリプロピレンケース小物SS』にピッタリ収まるサイズになっています。ピンソケットやUSBコネクタの部分をカッター等で切り抜くと使いやすくなります。

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