Seeeduino Xiaoで作る可変電圧器【小信号用・Arduino互換機】

Seeeduino Xiaoで作る可変電圧器【小信号用・Arduino互換機】
Seeeduino Xiaoで作る可変電圧器【小信号用・Arduino互換機】

Arduino互換機の超小型マイコンSeeeduino Xiaoで、可変可能な小信号用電圧器を作ってみた。具体的には、0〜1000mVの範囲で約1mV間隔で可変できるもの。

通常、Arduinoで電力を作り出すにはPWM信号のデューティ比を変化させるため、あくまでも擬似電圧にしかならない。しかし、Seeeduino XiaoではDACが標準で備わっているため、簡単にアナログ電圧が作れる。

Seeeduino XIAOのGPIO
Seeeduino XIAOのGPIO

図の1番ピンがDACに割り当てられている。DACの分解能は10bit。

3.3V電源を可変抵抗で電圧を分圧し、アナログ入力で値を読み取って0〜1000mVの範囲でDACへ出力した。そして、アナログ入力で読み取った値はOLEDディスプレイを使って電圧表示させた。

OLEDディスプレイの詳しい使い方はこちらの記事を参考に。

配線

Seeeduino Xiaoで作る可変電圧器の配線
Seeeduino Xiaoで作る可変電圧器の配線

配線は図の通り。

可変抵抗は100kΩを使用した。可変抵抗の両端に3.3V電圧をかけ、真ん中のピンをA10に繋いだ。OLEDディスプレイには3.3V電源を供給し、SDA、SCLをSeeeduino Xiaoの割り当てピンに繋ぐ。

DSD TECH 2 PCS OLED 0.91インチディスプレイ IIC I2C シリアルポート Arduino ARM用
DSD TECH 2 PCS OLED 0.91インチディスプレイ IIC I2C シリアルポート Arduino ARM用

0.91インチのOLEDディスプレイ:解像度128 * 32、非常にクリア、黒の背景、青色のテキスト表示。 IIC(I2C)インタフェース:SPIインタフェース画面よりも4つのPIN(VCC、GND、SCL、SDA)だけが簡単です。 他のセンサーを接続するために、さらに多くのポートを残すことができます。

AmazonRakuten

A0ピンとGNDを使って、電圧をかけたい対象に接続する。ただし、電流はたくさん供給できないので注意しよう。LEDやモータなどの高負荷には向いていない。

プログラム

今回作った可変電圧のプログラムがこちら。

#include <U8g2lib.h>

#define DAC_PIN A0
#define POT_PIN A10

U8G2_SSD1306_128X32_UNIVISION_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);

const float Vdd = 3.262;


void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(POT_PIN, INPUT);
  analogWriteResolution(10); // Set analog out resolution to max, 10-bits
  u8g2.begin();
}

void loop() {
  float v = analogRead(POT_PIN); // 10-bits
  float dacVoltage =  v / Vdd; // Output limit 0V~1V
  analogWrite(DAC_PIN, dacVoltage);
  
  int voltage = v / 1023.0 * 1000;
  displayOLCD(voltage);
//  Serial.println(voltage);
  delay(100);

}


void displayOLCD(int voltage) {
    char buf[10];
    snprintf(buf, 10, "%d [mV]", voltage);

    u8g2.clearBuffer();
    u8g2.setFont(u8g2_font_crox3hb_tf);
    u8g2.drawStr(0, 16, buf);
    u8g2.sendBuffer();
}

電圧の精度は0.01%の範囲に収まり、十分実用的である。この可変電圧器は、FETのgm(相互コンダクタンス)を測定するのに大いに役立った。詳しくはこちらの記事を参考に。

この記事で扱った製品はこちら

Seeed Studio Seeeduino XIAO-Arduino IDE 互換ボード SAMD21 Cortex M0+搭載 ブレッドボード互換 USB Type-C
Seeed Studio Seeeduino XIAO-Arduino IDE 互換ボード SAMD21 Cortex M0+搭載 ブレッドボード互換 USB Type-C

Seeeduino XIAO開発ボードは、ARMCortex-M0+ 32ビット48MHzマイクロコントローラー(SAMD21G18)を搭載し、低消費電力です。クロック周波数は48MHzと、Arduino Uno、Arduino Nanoの3倍です。 又、このArduino IDE互換ボードには256KBのフラッシュメモリ、32KBのSRAMも搭載されています。

AmazonRakuten
DSD TECH 2 PCS OLED 0.91インチディスプレイ IIC I2C シリアルポート Arduino ARM用
DSD TECH 2 PCS OLED 0.91インチディスプレイ IIC I2C シリアルポート Arduino ARM用

0.91インチのOLEDディスプレイ:解像度128 * 32、非常にクリア、黒の背景、青色のテキスト表示。 IIC(I2C)インタフェース:SPIインタフェース画面よりも4つのPIN(VCC、GND、SCL、SDA)だけが簡単です。 他のセンサーを接続するために、さらに多くのポートを残すことができます。

AmazonRakuten

こんな商品も人気です!

1.54インチ 電子ペーパーモジュール 200x200ラズベリーパイ エンベデッドコントローラ付き E-Inkディスプレイ画面
1.54インチ 電子ペーパーモジュール 200x200ラズベリーパイ エンベデッドコントローラ付き E-Inkディスプレイ画面

バックライトがなく、電源を切っても最後のコンテンツが長時間表示される。 超低消費電力、基本的に電力はリフレッシュにのみ必要です。 SPIインターフェイス、Raspberry Pi / Arduino / Nucleoなどのコントローラーボードとの接続用。

AmazonRakuten
M5Stack 開発ボード M5Stack Core2 開発キットデュアルコア32ビット240Mhz LX6プロセッサーUIFlow, MicroPython, A r d u i n o用
M5Stack 開発ボード M5Stack Core2 開発キットデュアルコア32ビット240Mhz LX6プロセッサーUIFlow, MicroPython, A r d u i n o用

Amazon
ELEGOO Arduino用 Nanoボード V3.0 CH340/ATmega328P、Nano V3.0互換
ELEGOO Arduino用 Nanoボード V3.0 CH340/ATmega328P、Nano V3.0互換

NanoはArduinoと互換性があり、ATmega328PやCH340と同じの公式バージョンで使用しています。 これは、最小で、完全で、ブレッドボードに優しいボードです。より多くのアナログ入力ピンとオンボード+ 5V AREFジャンパを備えた(電気的に)すべてが備わっています。

Amazon
ELEGOO Arduino用の 2.8 Inches TFT ターチスクリーン カードソケット付
ELEGOO Arduino用の 2.8 Inches TFT ターチスクリーン カードソケット付

無料チュートリアル(CDに収録)、より良い価格、より良いサービス。 (技術データ付き) 2.8インチ多彩なディスプレイ液晶画面 タッチペンも付き

AmazonRakuten

Arduinoの参考書

ESP32&Arduino 電子工作 プログラミング入門
ESP32&Arduino 電子工作 プログラミング入門

電子工作ファンに人気のマイコンArduino、そしてWiFiとBluetooth内蔵でネットワーク接続しやすいESP32。それらのマイコンでプログラムを組む際に使うのが「Arduino言語」です。「電子工作は好きだけどプログラミングはよくわからない」あるいは「プログラミングの経験がある。それを活かして電子工作を楽しみたい」--そんなみなさまのための電子工作プログラミング入門が本書です。

KindleAmazonRakuten
電子部品ごとの制御を学べる! Arduino 電子工作実践講座 改訂第2版
電子部品ごとの制御を学べる! Arduino 電子工作実践講座 改訂第2版

電子パーツを自由自在に組み合わせて電子工作ができるように、Arduinoによる電子部品ごとの制御方法を詳しく解説。初心者や電子工作に躓いた人でも安心して取り組めるよう、豊富な図・写真で徹底解説。2018年発刊の「Arduino 電子工作 実践講座」の改訂版です。

KindleAmazonRakuten
Arduinoをはじめよう 第3版 (Make:PROJECTS)
Arduinoをはじめよう 第3版 (Make:PROJECTS)

本書では、開発者自らが、Arduinoの哲学、ハードウェア、ソフトウェアの基礎を解説、誰にでもできる簡単なチュートリアルを行います。

AmazonRakuten

Amazonでお得に購入するなら、Amazonギフト券がオススメ!

\Amazonギフトがお得/

コンビニ・ATM・ネットバンキングで¥5,000以上チャージすると、プライム会員は最大2.5%ポイント、通常会員は最大2%ポイントがもらえます!
Amazonギフト券

\この記事をシェアする/