RIGOLのオシロがめちゃくちゃ安くなっている

お久しぶりです。
Amazonを見ていたら正規代理店出品でRIGOLのオシロが買えるようになっていたのでそれの紹介

よく見てみるとエントリーモデルDS1102Z-Eが33000円からとなっており初心者でも十分に手を出せる価格になっています。
スタンドアロンオシロスコープで33000円と破格であるが・・・・ちゃんと使えるのか？スペックを軽くさらってみると

• 帯域100MHz
• 2CH
• UART,I2Cなどのシリアルデコード機能を標準装備

といったように最近の電子工作に必要な機能はそろっているように感じる。
オシロスコープが欲しいけどはじめての一台でなにを選んでいいかわからないという方にはDS1102をぜひお勧めしたい。
ちなみに私の一台目はRIGOLの1054Zというモデルを選んだが、今はもっと多数のラインナップがあるので必要なスペックを吟味しながら選んでもらえたらよいと思います。

個人で買えそうなものをざっとまとめてみたので興味のある方は参考にしてみてください

• DS1202Z(200MHz,2CH)
• DS1054Z(50MHz,4CH)
• DS1104Z Plus(100MHz,4CH)
• MSO5074(70MHz,4CH,LogicAnalyzer,FunctionGenerator)

私は、最近MSO5074を購入しましたが、オプション無料キャンペーンを行っているのでファンクションジェネレータ、プロトコル(UART,SPI,I2C,I2S,LIN,CAN,FlexRay)88000円分相当がついてくる。
気になる方は、調べてみてください。

余談

他の中華系計測器メーカーだとSiglentやHantekというメーカーもある。

• Siglent : https://int.siglent.com/products/digital_oscilloscopes/
• Hantek : http://www.hantek.com/

Hantekに関してはAliexpressに公式ストア？が存在するのでそこから購入可能です。
本ブログでも紹介していますがハンドヘルドタイプのHantek2D72（ブログ記事はこちら）なんかは2万以下で購入できるのでちょっとした電子工作のデバッグに非常に有効だと思います。

ベンチトップタイプだと26000円ぐらいでHantek DSO2000 Seriesというものがリリースされているみたいです。

Siglentに関しては、SDS1104X-U(100Mhz,4CH)というモデルが399$からということで比較的良心的価格ですね。
シリアルデコード機能（ IIC, SPI, UART, CAN, LIN）もあるみたいです。

あと初心者価格から外れてしまいますが、SDS2000X Plusというモデルが比較的新しいモデルとしてラインナップされています。
機能としてはRIGOLの最新オシロMSO5000シリーズを意識した形になっており画面タッチに対応したりファンクションジェネレータ、ロジックアナライザ機能がオプションとして用意されています。

半田付け用フラックスと洗浄剤について

近年IC、SoC小型化により狭ピッチ多ピンのパッケージを有する部品が増えてきました。
その中ではんだ付けの作業性を高めたり実装時の歩留まりをよくするためにフラックスが用いられます。
フラックスは金属表面の酸化物を取り除きはんだの濡れ性を向上させる効果があります。

今回ははんだ付け用のフラックスについてです。

液体フラックス

刷毛で塗るタイプで少量使いには便利です。
通常は半田にもフラックスが含まれているのでなくても問題ないですが、長時間小手を当てたりする作業時にはあると便利です。
ロジンと少量の活性剤をアルコール系の溶媒に分散したものが多いみたいです。

いかにAmazonで買えるものを列挙してみたので興味のある方は見てください。

タックフラックス

タックフラックスは、BGA,QFN,QFPといったように狭ピッチICのはんだ付けに用いられるフラックスです。
組成としては、グリコール系溶媒に有機酸などの活性剤を分散させたものです。蒸発しにくい溶媒に分散させていることから長時間のはんだ付けにも対応できます。
日本だと千住金属や弘輝などの企業が製造販売を行っていますが、個人には売ってくれない場合が多いです。

理由は様々あるのですが、以下の二つがあげられると思います。

• ものによっては有機酸や活性剤の含有量が多い、強力な薬品を使ってる場合がある
• 日本メーカーの出荷管理がしっかりしているため*1

その影響もあってAliexpressかなんかで探すわけです・・・・
solder fluxと検索をかけると多くの商品が出てきますが、AMTECHブランドの偽物が多く流通してるようです。

AMTECHは米国INVENTEC performance chemicalsの製品ラインナップ名称です。
AMTECH Directという販売サイトで購入可能です。
AMTECH DIRECT - Genuine Product - Factory Price

その他CHIPQUICKという会社もタックフラックスを販売しています。
https://www.chipquik.com/store/
CHIPQUICKはDigikeyでも取り扱いがあるので個人でも購入がしやすい印象です。

種類が多くあるのでどれを選べばいいかわからないという声もあると思いますので個人的な選定ポイントを書いておきます。
まず使用する合金によって対応フラックスが違います。

Pb含有or Bi/Snはんだを使用する場合はNC-559-ASM-TFを使用し、Pbフリーを使う場合はVS-213-A-TFといった具合です。
詳しくはメーカーページで対応しているか調べてください。

フラックス活性の種類

フラックスを探しているとRMAという型番をよく見ると思いますが、古くから用いられている分類のようで以下のようになっています。

• R：活性剤を含まないもの。腐食の原因となる化学物質を含まないため、電子素子など高い信頼性を必要とされる場合に利用される。
• RMA：フラックスのはんだ付け能力を高めるために、少量の活性剤を加えたもの。3種類の中で、信頼性・はんだ付け性ともに中間に位置する。
• RA：RMAよりさらに多くの活性剤を加えたもの。より良好なはんだ付け性が必要とされる場合に利用される。

フラックスに添加される活性剤には、ハロゲン化物、有機酸、アミンなどが使用されるようです。
AMTECHの製品でROL0、REL０とか書いてあるのはJ-STD-004A Classificationに記載がある成分、活性度などの分類を示す記号のことです。
詳しくは下部に参考文献を示したので参照してください。

使用上の注意点

使用方法は、液体フラックスと同様ではんだする箇所に塗布し使います。
YoutubeなどでSMD soldering flux 等で検索すると作業動画が出てきますので参考にしてください。

尚、使用する際はメーカー配布のSDSを確認しどういった危険があるか？付着した場合どう洗い流すか？という情報を頭に入れた上で換気装置や吸引機を使用し暴露を防ぐことが重要です。

くれぐれも自己責任でお願いします。

洗浄剤について

次にフラックスを洗浄するための洗浄剤の話です。
フラックスには環境面に配慮した無洗浄タイプのだったり、水洗浄が可能な水溶性フラックスなどもありますが、個人で利用することを考えたときにコスト及び入手性に難があるので溶媒洗浄が必要なタイプが大半であろうと思います。
そんな理由で洗浄剤を探すわけです。

洗浄剤は、アルコール系、フルオロカーボン系、炭化水素系、水系とかいろいろありますが
引火性やコスト、環境影響性が問題視されるようになったこともあり最近だと準水系の洗浄剤が主流になってきてるようです。

しかしながら・・・・・・
危険性は低いとはいえ個人ではそもそも入手できない、超純水をドバドバ使える環境もないということで
結局のところアルコール系がお手軽ということになります。

Amazonで手に入る洗浄剤をざっと列挙してみたので興味があればリンク先を見てください

個人的な感想としてはHOZANのZ-275がこの中では一番きれいに落ちる印象です。
漬け込みで洗浄したかったらIPA*2とか無水エタ使うといいと思います。
その際は有機溶媒耐性のある洗浄バットを用意するといいと思います。

本記事で説明する洗浄方法はあくまで個人の責任の範囲で行ってください。
それにより発生した問題ついては責任を負いかねますのでご留意ください。
また作業中は十分に換気を行い安全に留意してください。
洗浄剤は火気厳禁ですので十分に注意し大量に保管しないことをお勧めします。

参考文献

• フラックス洗浄 | 洗浄学習塾 | ARATTE 洗う科学を学ぶ | 荒川化学工業株式会社
• フラックスの役目と種類 | はんだ付けテクニックを学ぼう！ | [HAKKO]
• はんだクラックに及ぼす ボイドの影響検証と対策技術
• 表面実装でのボイド発生メカニズム 研究と各種ボイド発生原因
• Bi-Ag系高温鉛フリーはんだの基礎実装特性
• Flux Classification

*1:日本メーカーがむやみやたらに個人販売しないのはトラブルを避けるためだったり、環境的に規制がある化学物質を使用しており、使用目的が明らかでない個人に販売するのは会社としてリスクが高いという理由があると思います。

*2:IPAは毒性があるので使用には注意が必要です。

HDMIマイクロスコープを購入した話

今回はEakinsのHDMIマイクロスコープを購入したのでそれのレビュー
買ったもののリンクはこちら

はじめに

近年部品の小型化により電子工作界隈のはんだ付けツールも進化しています。
マイクロスコープ、ホットエアー、プリヒートマシン、簡易BGAリワークステーション、卓上リフロー炉、ステンシルプリンタといったようなものが数万で買える時代になってきました。

そのなかでも今回紹介するHDMIマイクロスコープは、その名の通りHDMI映像出力を備えたカメラです。
モニターに拡大表示しながら作業ができるので狭ピッチICのはんだ付け、はんだブリッジの検証などがスムーズに行えます。
モノによってはストレージ機能がついていて映像の録画、写真の記録ができるもの、PC接続機能があるもの、液晶一体型などがあります。

さてマイクロスコープはAliexpressを探せばかなりの種類があります。
今回購入したものはSonyのイメージセンサIMX385を搭載した品であり比較的高級品に分類されるとおもいます。
レンズのインターフェイスは他のものと変わらずCマウント 、付属レンズはX200,X500を選べます。
セット内容をまとめるとこんな感じです。

• 1 × 顕微鏡カメラ
• 1 × 電源アダプタ (eu/au)
• 1 × hdmi ケーブル
• 1 × 200X/500X ズーム c マウントレンズ
• 1 × カメラスタンド
• 1 × led リングライト
• 1 × 耐熱シリコンマット

肝心な値段ですがX500のレンズセットで33000円程度でした。
Aliexpressで買えるHDMIマイクロスコープの中では高額？？な部類に入ると思います。

開封とレビュー

次に使用感なんかを書いていきます。
まず届いて組み立てたのがこんな感じ

ビビるぐらいにはでかい pic.twitter.com/5sGa4Xc9Ls

— おながわ (@onagawadosu) January 5, 2021

商品紹介ページの写真ではコンパクトに見えますが、届いてみるとびっくり・・・・・かなりでかいです。

マウンタから外すとこんな感じです。

収納に困る pic.twitter.com/kAGhJoFABx

— おながわ (@onagawadosu) January 5, 2021

付属レンズをX500にしたのですが想定より巨大だったこともあり選択をミスったなという・・・・

次に実際の使用感みたいなのを書いていきます。
通常使用時HDMIに映すとこんな感じです。

軽はずみな気持ちでポチったら思ったよりでかくて辛い pic.twitter.com/sUjKMjxGox

— おながわ (@onagawadosu) January 5, 2021

結構くっきり映るのではんだブリッジのチェック、デバッグ時のプロービングにいいと思います。

次にカメラ本体の画像保存機能を使って写真を撮ってみました。

美しいフィレット形成 pic.twitter.com/aWgT1LcLE2

— おながわ (@onagawadosu) January 7, 2021

イメージセンサが優秀なのかわかりませんがかなりきれいに取れる感じです。

付属レンズは、X500レンズを選んだんですが最低倍率でも観察物体に寄り過ぎなのでもうちょい低倍率のものでもいいと思います。
Eakinsのストアでは、レンズの単体販売も行っているのでより低倍率なものを持っておくといいかもしれません。
ちなみに購入するときレンズの直径がマウンタに適合するものを選ばないと固定できないので注意が必要です。

最後に総合的な感想ですけど画像もきれいに撮れますし固定アームもしっかりしているので買ってよかったと思います。
万人にお勧めできるか？という話ですが、それなりに金額出せる人にとってはお勧めできます。
それ以外の人なら一式2万程度で購入できるこの辺がお勧めになると思います。

コメント、Q&Aなど

これ以上高額なものだと何があるの？

Sony IMX290というイメージセンサを利用したオートフォーカス対応のカメラモジュールがあったり4K出力に対応したカメラモジュール があったりします。

Eakins以外の選択肢ってあるの？

あります。

液晶一体型だとAndonstarというメーカー？ストア？が有名です。
HDMI出力に対応していないものもあるので注意が必要ですが安価かつ一体型で大型液晶がついているモデルもあるのでおススメではあります。

そのほかだとInsein Li Fung Microscope Storeも多くのカメラモジュールを取り扱っています。

ワークディスタンスを伸ばすには？

対策はいろいろありますが

• 低倍率な違うレンズを選ぶ
• Cマウントアダプタの倍率が低いものを選ぶ
• バローレンズを用いる

バローレンズは、0.5X , 0.35Xなどを用いるとワーキングディスタンスを伸ばすことができます。
逆に視野を広げるならCマウントアダプタの倍率を変える必要があります。

私が買ったカメラのX500のレンズは1.0XのCマウントアダプタがついています。

日本で購入できるものはないの？

企業などでは正規ルートで購入できるものが選ばれる傾向にあるのでこういった意見もあると思います。

工具メーカーのHOZANが出しています。
製品情報 | マイクロスコープ・顕微鏡 【HOZAN】 ホーザン株式会社

各種パーツの単品売りをしてくれているので非常に助かります。

Amazonでも購入できます。

Hantek2D72(2CHオシロ+1CH AWG + DMM)の紹介

お久しぶりです。前回の記事から２か月近くあいてしまいましたがぼちぼち開発とかやっています。
今回は新機材としてHantek2D72というオシロスコープ＋ファンクションジェネレータ＋DMMが一つになったコンパクト測定器を買ったのでそれを紹介しようと思います。

購入はAliexpressのHantek Official Storeで買いました。
セールをやっていたので30％オフぐらいで155ドルで買えました。

Amazonでも売っていますがいくらか割高ですね。
https://amzn.to/3ordcNY

機能紹介

70MHz帯域のオシロスコープ

ファンクションジェネレータ

マルチメータ

USB充電可能（18650バッテリー交換可能）

※USBコネクタはType-CですがシンクICがついているわけではないので通常のType-C充電器だと充電できません。そのため付属のUSB充電器を使用することになります。
バッテリーに関しては、18650セルが使われているためセルがへたったら自己責任になりますがこういうのを買ってきて交換できます。

まとめ

今回は、Hantekのマルチ機能測定器であるHantek2D72を紹介しました。
サイズは若干でかめですがファンクションとオシロ、テスターが使え充電式で20000円程度となっているのでおススメではあります。
一つ一つの機能はベンチタイプ測定器に及びませんがそこまでのスペックを必要としない用途（例えばエフェクターのデバッグなんか）には十分に使えるので据え置き測定器を買うまでもないなという人には良い選択肢になると思います。

MXR mini iso-brickの解析

最近アイソレートサプライが標準になってきて値段が落ち着いてきたのでMXR mini iso-brickを購入してみました。
この記事では、使った感想よりも回路側にシフトして解説していけたらと思います。

導入

購入のきっかけを説明するために現在販売されているアイソレートサプライを調査してみました。

• Strymon Ojai系列、Zuma系列（型番は省略）
• VITALAUDIO POWER CARRIER系列（一部ノンアイソレートあり）
• MXR iso-brick系列
• FIREGLOW PPS-1
• VOODOO LAB PedalPower
• TRUETONE 1SPOT PRO CS7

上四つは絶縁DCDCを利用したタイプで、下二つはトロイダルトランスを使用したタイプだったと記憶しています。
StrymonとVITALAUDIOはネットに内部画像があがってたのとFIREGLOWが売り切れだったのでMXRをチョイスしました。
そのほか比較的安価、一番小型である、有名ブランドの設計はどうなっているのかというのも理由の一つです。

MXR mini iso-brick

スペックとしては

• 9V 300mA x 4
• 9V/18V 800mA x1

合計2Aまでの出力に対応している。
音を評価する環境がないので早速分解していきます。

内部は基板が二段組になっています。
上側の基板にはDCDC回路及びスイッチングトランス、二次側の整流回路が載っています。
下側の基板にはリニアレギュレータと9V/18VのDCDCコンバータが載っています。

上側の基板

上側の基板には以下に示すものが載っています。

• プッシュプルコンバータ制御IC(ZG1810?)
• 外部N-ch MOSFET x2(STN4260)
• プッシュプルトランス（シルクにはEPC25記載）
• 二次側整流回路

絶縁DCDCの回路方式としてはプッシュプル方式という方式が採用されています。
制御ICにはZG1810というものが使われています。
刻印にはDunlopが入ってるのでおそらくOEM品かと思われます。
MOSFETはSTANSONのSTN4260が使われています。
トランスを返して送られてきた矩形波を整流するために二次側には全波整流回路が出力数分載っています。

そもそもプッシュプルコンバータってなに？

プッシュプルコンバータ基本回路はこのような形です。

トランスのセンタータップに電源電圧を印可し上下巻線を交互にスイッチングしながら動作するコンバータです。
コイル両端には2*VINが出てくるので高電圧になる場合は感電などの注意が必要です。
解説としてはEDNさんの資料やTDKさんの資料がオススメです。

実機の波形を確認してみる

参考までに実機で一時側のスイッチ波形と二次側の波形をとってみました。

計測箇所は画像に示した通りになりますが①と②は1次側GNDに対する電圧を見ており、③は巻線両端の電圧を見ています。
一時側トランスの巻線が直接はんだされてるのはちょっとびっくりですが気にしないことにしましょう。(2*VIN出てるのでちょっと怖い

次に波形を示します。

一枚目はGNDに対する一時側の巻線両端を計測したものです。
Vinとしては18Vが入力されているのでVp-pで36V付近が出てきます。
上側と下側を交互にオンしてトランスを駆動している形です。
二枚目は二次側の巻線間を計測したもので0Vを中心にVp-pで25V付近が出ています。
この波形を全波整流するとダイオードの順方向電圧分降下して11.8Vぐらいになるというわけです。
尚スイッチング周波数は60KHz付近です。

下側の基板

少し脱線しましたが、下側の基板も見ていきましょう

下側の基板には

• 9Vリニアレギュレータ 78M09 x4(HTsemi製)
• 9/18V用DCDCコンバータIC AAP6034A (SGMICRO製)

が載っています。
上側のMOSもそうですが半導体は中華デバイス主体です。
これのおかげで12000円でこのスペックを実現しているのかーとちょっと感心しました。

次に回路動作を見ていこうと思います。
上の基板から来た11.7Vはリニアレギュレータに送られて9Vを生成します。
上の基板から来た24.5VはDCDC回路に送られて9 or 18Vを出力します。

電圧の切り替えはオンボードのスライドスイッチでFB抵抗を切り替えて実現しています。
二次側回路だけ軽くとったので参考にしてください。
drive.google.com

まとめ

今回はmxr iso brick miniを解析し70％ぐらい理解した。
低背のカスタムトランスとOEM制御IC？を用いてこの大きさにまとめているのは流石MXRといったところでしょう。
機会があればFIREGLOWのアイソレート電源も解析してみたいと思う。

おまけ

LT3439を使ったプッシュプルコンバータ

今回の解析では1次側にOEMチップ？が使われていたので同じようなものを作るとき困る。
そこでLT3439を用いたものを紹介します。

トランスさえ作れれば結構お手軽な構成ですね。

フライバック方式

複数のアイソレートOUTを小型で作るにはカスタムトランスを使うしかないのが現状です。
汎用トランスで作れそうな絶縁DCDCとしてはフライバックが有名です。

例えばLM5180だとこのような形になります。

ちなみにFlybackもトランス出力を増やすことで複数回路に対応できます。

結局のところ一時側の巻線に多くの電流が流れるのでプッシュプルやハーフブリッジ、フルブリッジのような構成が向いてるのかもしれません・・・・

Strymon Ojaiの内部

https://alfalfasprout69.wixsite.com/ojai/gut-shot-picturesより引用

Strymonはトランスを複数載せているのでフライバック？
ピン数的にプッシュプルかもしれない

VITALAUDIO VA-05の内部

Amazonレビューより引用

VITALはMXRに似ているのでもしかしたらここがOEMで作ってるのかな？

VITALAUDIO VA-R8の内部

アスモ君より拝借（https://twitter.com/aSumoeffects/media）

Seeed FusionPCBで基板を作った話

タイトル通りの話ですがSeeed FusionPCBで基板を発注した話です。

私自身FusionPCBというサービスを知ってから数年たちますが、最近ではつぎつぎに新しいサービスを展開し非常に勢いのあるメーカーであると感じます。

www.fusionpcb.jp

ブランド紹介も済んだところで早速本題に移りたいと思います。
今回発注した基板は、デジタルエフェクターのDSPが載っている基板です。
モノとしては、Baoding Forlinx Embedded Technology（http://www.forlinx.net/product/rt1061-44.html）社のFET1061Sを実装するための基板になります。

届いた基板がこれ

捨て基板は折ってしまっていますが特に問題はないです。
基板自体の品質ですが、シルクもレジストもかなりきれいに仕上がっています。

今回は基板＋ステンシルも頼んだので13.8$(4.9 + 8.9)
配送は新しくできたJapanDirectLineを利用して12.38$
合計で30$いかないで基板が作れてしまった。
個人的にJapanDirectLineが導入され、送料が17$→12.38＄程度まで下がったのが大きいといえる。

配送時間だが、発注からの流れを張っておくので参考までに・・・・・

以上Seeed FusionPCBに基板を発注した話でした。

参考

Seeedのエンジニアが書いているブログは新サービス情報などが手に入るので非常にお勧めである。
FusionPCB-配送データ大披露！ | Seeed FusionPCB