月刊I/O 2022年5月号『Raspberry Piで作る電子工作』に記事を掲載して頂きました!

【電子工作】DSO150オシロスコープをバッテリー駆動にカスタマイズ!【STLデータ公開】

電子工作用途で持っていると便利なアイテムといえば、直流安定化電源やデジタルマルチメーターなどいろいろとあります。
電子工作という趣味を始めて個人的に必須アイテムと思うものを先日こちらの記事でご紹介しました。

これから始める電子工作!あると便利、初心者必須マストアイテム3選

その中でオシロスコープについても少しご紹介しました。
オシロスコープって結構高価な機器なので導入の敷居は高いように思います。

そこで安価で入手する事ができ、基本的なことは出来るということでJYE Tech DS0150というオシロスコープDIYキットを私は使っています。
結構有名なオシロスコープキットなので電子工作をやられている方なら知っている方も多いと思います。

【電子工作キット】初心者向けオシロスコープDIYキットを組み立てる!(JYE Tech  DSO150 15001K)

このオシロスコープで対応出来ない事をやるようになったら本格的なものを購入しようと考えていましたが、今のところ私の使用用途では問題なく便利に使えています。

DIYキットとして販売されているオシロスコープ(完成品も販売されています)で、はんだ付けなど組み立てる手間はかかりますが、それもまた楽しく作った後もちゃんとオシロスコープとして使うことが出来る面白いキットとなります。

安価で入手でき最低限の機能も備わっているため小型なハンディータイプのオシロスコープとして使うことも出来ます。

便利なDSO150オシロスコープキットなんですが、駆動のための電源(9V)を別で用意する必要がある点だけはこれまで使ってきて一番使いづらいポイントとなります。

今回DSO150用のボトムプレートを3Dプリントパーツで作成し、USB及び内蔵バッテリーでの駆動に対応させました。
DCジャックからの給電の必要がなくなりDSO150単体で駆動することが出来るようになるので非常に使い勝手は良くなります。
ハンディータイプのオシロスコープとして持ち出すことも出来るので便利かと思います。

DSO150オシロスコープをバッテリー駆動にカスタマイズする

DSO150オシロスコープキットの駆動には外部からの9V電源が必要となり、本体のDCジャックから給電を行い動かすのが標準の構成となっています。

使っている時にこの外部電源が必要というのは使い勝手が悪く、スタンドを作成し昇圧モジュールを外部に取り付けUSBからの駆動が出来るようにしてこれまで使っていました。

DIYオシロスコープのスタンドを作ってみました!(JYE Tech  DSO150)【STLデータ公開】

CADのモデリングである程度のものが作れるようになってきたので、ボトムプレートを作成し内部にリチウムイオンバッテリーと充電モジュールを取り付けDSO150単体で駆動出来るようにカスタマイズしてみました。
このカスタマイズ、非常に使い勝手が良くなるのでオススメです!

DSO150の内部基盤には、このようなカスタマイズを想定してかDCジャック以外にも電源を取れるポートが用意されています。
詳しくはこちらの組み立て記事を見て下さい。

今回のカスタマイズでは、充電モジュールとしてTP4056モジュール(MicroUSBタイプ)とリチウムイオンバッテリーを使い、MT3608ステップアップコンバーターで9Vに昇圧してDSO150を駆動する構成にしました。

TP4056充電モジュールはリチウムイオンバッテリーの充電において二重の保護回路が内蔵されているので安心してバッテリー駆動でDSO150を動かすことが出来ると思います。

TP4056充電モジュールに関してはこちらの記事で詳しく解説しているので参考にして下さい。

【電子工作】TP4056充電モジュールを使い18650リチウムイオン電池を充電する方法!

ボトムプレート STLデータ

今回DSO150のボトムプレート作成ではこちらのデータを参考にして各所修正や形状の変更を行いました。(製作者様に感謝です)

DSO150の既存のトッププレートと作成したボトムプレートと組み合わせる方法を今回取りましたが、結合部の溝部分に上手くはめ込みフィットさせるのはなかなか苦労しました。

まぁ、製作者の苦労話なんてどうでもいいですね!
パーツデータはこちらからダウンロードできので使って下さい。

参考 DSO Shell(DSO150) Oscilloscope battery extended bottomThingiverse

使用パーツ

DSO150は安価なオシロスコープキットとなります。
そのため、カスタマイズで使用するパーツも安価で入手がしやすいものを選定し使用しました。

TP4056 充電モジュール

リチウムイオンバッテリーの充電及びDSO150本体への給電に使う充電モジュールはTP4056を使いました。
リチウムイオンバッテリーの過放電や過充電保護機能が付いているので安心して使えると思います。

TP4056充電モジュールは、MicroUSBやTypeC、MiniUSBタイプなどがあります。
ボードによって微妙に寸法が違うようです。
今回MicroUSBタイプのボードサイズで設計しています。(Type-Cでも少し削れば大丈夫だと思います)

昇圧モジュール(DC/DC)

リチウムイオンバッテリーからの電圧をDSO150駆動に必要な9Vに昇圧するためにDC/DCコンバーターを使います。
今回MT3608を使いましたが、手持ちの昇圧モジュールなら何でもいいと思います。

リチウムイオンバッテリー

リチウムイオンバッテリーは手元にあった450mAhのものを使いました。
この容量のもので約1時間弱、DSO150を駆動する事ができました。

モデリングではAmazonなどで入手しやすい1000mAh前後の容量のサイズに合わせて溝を作っています。

組み立て

各パーツの接続が必要になります。
簡単な配線となりますが、詳しくはこちらの記事を参考にして下さい。

【電子工作】TP4056充電モジュールを使い18650リチウムイオン電池を充電する方法!

DSO150のボード(メイン基盤)には電源用のプラグ(JST-XHタイプ)が付いていますが、接触が悪いようだったので直接はんだ付けしまいた。(極性に注意して下さい)

TP4056充電モジュールは、はめ込んで抜けないように作り込んでいますがリチウムイオンバッテリーと昇圧モジュールの固定には溝部分に両面テープやグルー等で固定して下さい。

MEMO
昇圧モジュールは出力側に9Vが出力されるようにノブを回して調整してくださいね!

小さい基盤を取り付け、その上にメイン基板をピンヘッダーに挿し込み・・・組み立て手順は同じです。(固定用のビスも付属のものを使い回せます)

トッププレートと作成したボトムプレートを組み合わせる際に溝部分にはめ込む構造ですが、上手くはめ込みにくい場合は突起部分の下溝から上部分をカットすれば入れやすくなります。

この突起は上に乗るメイン基盤を押さえるためのものですが、メイン基板の上部にあるテストシグナルターミナルピンで固定される形状なのでなくても問題ありません!(モデリング時にカットしてもよかったのですが一応残しておきました)

あとは底面4ヶ所をビス固定して完成です。
綺麗にフィットするように出来ていると思います。
側面のUSB端子から内蔵のリチウムイオンバッテリーの充電が出来ます。

最後に!

既存のトッププレートに上手くフィットするように作れたと思います。
DSO150オシロスコープを使われている方は、バッテリー駆動にカスタマイズするのは非常におすすめです!

これで外部からの電力供給が必要なく、DSO150単体で駆動する事が出来るので非常に使い勝手は良くなります。
興味ある方は試してみて下さい!

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