ファンクションジェネレータ(FG085 miniDDS)を作ってみたよ!

ようやく猛暑がすぎ、少しは涼しくなってきた今日このごろ、皆様いかがお過ごしでしょうか。

夏休みの宿題で作ったデジタルオシロスコープ DIYキット記事を書いたはいいけど、いまいち使い道がない・・・。

テスト端子からの信号だけでは面白くない。

そういったわけで、この度、ファンクションジェネレータのキットを見つけ、作ってみました!

ファンクションジェネレータ(FG085 miniDDS)

ファンクションジェネレータとは

ファンクションジェネレータとはなんぞやというお話ですが、基本的には、自分の出したい周波数で波形(正弦波や方形波、三角波など)を出力できる装置ということになります。

使用目的としては、実験計測用が主なようでして、まぁ、ざっくりいうと、

「オシロスコープの波形表示がちゃんとできてるんかいな」

「この電圧、周波数での、本来の波形はどんなんや」

という確認(計測試験)に使うもののようです。

もちろんこの機器にもピンからキリまでありまして、ファンクションジェネレータが発振できる周波数は、高くなればなるほど、お値段も据え置きにはならず、高くなります。

お安めの中華製ファンクションジェネレータでも

KKmoon 信号発生器 デジタル信号発生器 DDS信号発生器 デュアルチャンネル信号発生器 任意波形 周波数計 200MSa / s 25MHz

これで11,000円程度です。

同じ中華製でも、オシロスコープで実績のあるRIGOLやSiglentとなると・・・

RIGOLです

こちらはSiglent

こんな感じで、普通に50MHz帯のオシロスコープと同じくらいの値段になります。

しかしながら、私のオシロくん(DSO150)はスペック的にMHzオーダーの信号はそもそも読めません。周波数帯は200KHz、サンプルレートは1MS/sと非常にしょぼい。

というわけで、もっと低スペックなファンクションジェネレータで十分なわけです。

で、調べたら、自作キットのファンクションジェネレータがあるじゃありませんか。一番お安いのがこちら。

しかし、上の商品は、ロータリーエンコーダで波を変えられるだけで、周波数やその他は表示されません。で、探したのがこちら

これ、商品写真がオシロ90%になっていますが、下のほうにちょこっと写っているLCDディスプレイの小さな機器がそれです。

たしかに、LCDに表示波と周波数は出るようですが、流石にしょぼすぎないか・・・と、さらに探索。

こいつに出会いました。

(紹介している商品の中華企業名は同じ商品を違う店が売っているというだけなので、こちらはFG085というのが正式な型番です。一番安いものを選択したら良いと思います)

これ、あとで知ったんですが、同じキットが秋月電子でも販売していました。(アマゾンの方が安かったです)

スペック的には

出力周波数帯:0Hz~200kHz
出力電圧:0V~10VP-P
出力波形:正弦波、矩形波、三角波、階段波
ロータリーエンコーダ以外にもキーパッドでの設定が可能

うちのミニオシロにちょうどいいスペックです。これだ! と意気揚々とポチりました。

しかし、待っていたのは修行でした。

パーツ

とりあえずかなり適当な袋で送られてきました。

その辺りは中華クオリティなので、商品が壊れてさえいなければ、OKです。

とりあえず、パーツ全部と工具類です。

全部品です。

前回のオシロスコープキットに引き続き、今回もなぜか抵抗はすでにチップ抵抗が装着済み。なんでしょう、中華は抵抗をはんだ付けさせるつもりはないようです。

まぁ、そんなのは誤差です。とにかく目を引いたのが、ボタンの数。これ、20個以上のボタンのはんだ付けが必要なのです! 各ボタンの足は6つ、うーん、マンダム(笑)

はんだ付け

さて、それでは手順書(英語)に従って作っていきます。

ピンとコンデンサ(2種類)、USBminiコネクタ、電源コネクタのはんだ付けです。

そうそう、今回の修行のため、こて先を新調しました。

こちら、白光 こて先 2C型 T18-C2 になります。以前の記事で紹介した白光 ダイヤル式温度制御はんだこて FX600用こて先で、500円程度です。この修業を乗り切れたのはこいつのおかげでもあります。

まずはピンとコンデンサをこんなかんじでピッタリはんだ付け。みょーんとはみ出している足はパチパチ切っちゃいます。

コンデンサ、ピン、コネクタ類を取り付けました。ここまでは結構すいすい進みます。

次はLCDモニターの取り付けです。

上部の16箇所の端子に、先程取り付けたピンヘッダを通してはんだ付け。

間隔が激狭なので、隣とショートしないよう気をつけました。かといってはんだが少なすぎても通電しませんし、なかなか難しかった。

まずは、先程取り付けた電源コネクタに給電して、LCDが正常に表示されることを試します。

きちんと表示されました。

さて、いよいよはんだ修行の始まりです。

ここに次々とはんだ付けしていきます。なかなかの数です。

半分近くまで終わりましたが、意外にサクサク進みます。反対側からのはんだ付けになりますので、まっすぐ付けるのに気を遣います。

ほとんど終わりました。少々歪みはありますが、これくらいのズレなら、OKです。

はんだ面はこんな感じです。こちらも隣とホールが非常に近いので、隣に繋がってしまわないよう、気をつけてはんだ付けしました。

あと、写真にちらほら写っていますが、かまぼこ板くんが大活躍でした。裏側からのはんだ付けになりましたので、パーツ分の浮きが欲しかったのですが、かまぼこ板が一番安定しました(笑)

全体像表

全体像裏

ロータリーエンコーダは相変わらずゴツくて、はんだを流し込むようにつけました。他のパーツについては、数は多かったですが、基本的にうまく取り付けられたと思います。

今回大活躍した白光(HAKKO) こて台 633-01 です。はんだクリーナーもついて1,600円程度で入手できるので、ぜひ用意しておいたほうがいいです。

組み立て

さて、だいたいのはんだ付けは終了したので、ここからは組み立てです。

まずはボードの足(中華ボードによく付属している真鍮の足です)を取り付けます。

お次は天板と底板を足のナット部分に結合させて行きます。説明書ではそうなっているのですが、しかし、その前に信号発生部のBNCコネクタを付けなければなりません。これをあとにすると、一度つけた天板を外して、またつけ直さなければならないので注意です。(私はまんまとつけ直しをさせられました)

さて、BNCコネクタも付いたら、天板、底板つけて、ボタンキャップをつけて(これが20数個つけるのですが、結構たいへん)おおよそ完成です。

こんな感じ。思っていた以上にしっかりした作りで、かなりカッコいいです。

サイドから見たところ。いい感じのむき出し感です。

実際に起動させて見ました。LCDもきれいに発色しています。

これにて一応の完成となりますが、実際に波形が出ているのか、それは測定してみないとわかりません。

いよいよミニオシロ(しょぼオシロとは云わない)との接合です。

テスト

とりあえずいろいろな波形を出してみました。

500Hz(0.5KHz)、2.5Vのサイン波。オシロはちょっと小さくて見にくいですが、きちんとサイン波を出しています。(撮影の関係で波が多重に写っています)

1KHzの矩形波、2.5V

1KHzの三角波

この他、ノコギリ波や階段波がきちんと出力されていました。

まとめ

今回ははんだ修行のつもりもあって、これだけボタンの多いものを選びましたが、出来上がったものを見ると、これで良かったと思います。

なにより見た目がカッコいい!(個人的)

ファンクションジェネレータがあれば、細かい測定もできるはずですし、ミニオシロとはいえ、一応オシロスコープの端くれ。使い方の勉強も兼ねて、またいろいろ実験していきたいと思います!

後日、オシロスコープの使い方を学んで、ファンクションジェネレータを使ったいろんな実験を記事にしたいと思いますので、その時はまた見てやってください!

それでは今日はこのへんで。アディオスアミーゴ(・∀・)


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