構想

最近のテスタは進化していて、スマホで測定値を読んだり、グラフにしたりと結構な多機能のものが安価に手に入ります。
しかしどうしてもメーカの作ったものなので、アプリの機能などは自由度が低いですね。
具体的に何かに使う予定はないのですが、デジタルテスタの測定値をクラウドに保存できないかな。。
ということを考えた時に、秋月電子で手に入るデジタルマルチメータ用ICとラズパイWを組み合わせて何かできないかと実験をしてみることにしました。
例えば電池電圧の測定を一定間隔で行って、その結果をクラウド上に保存することで、電池の放電特性などの測定とかそういったことができないかなと思っています。放電時の電流を測定してみてもいいかもですね。

設計

デジタルマルチメータ用ICはICL7139を使います。学生のころに、これを使ったテスタを作ったような気がします。遠い昔のことです。
このICのデータシートをよく読むと、50Hz地域の場合には、Xtalは100kHzにしたほうがよさそうです。その他抵抗や、コンデンサにもこういうものがいいというような記述があって、それらを探し回った結果、わざわざMouserに発注しました。(ザイコストアさん経由)

型番	説明
MBB02070C1005FRP00	Vishay 10 MOhms ±1%
MBB02070C1004FRP00	Vishay 1 MOhms ±1%
MBB02070C1002FRP00	Vishay 10 KOhms ±1%
MBB02070C5608FRP00	Vishay 5.6 Ohms ±1%
MBB02070C3308FCT00	Vishay 3.3 Ohms ±1%
MBB02070C1008FC100	Vishay 1.0 Ohms ±1%
WSL2816R1000FEH	Vishay 0.1 Ohms ±1%
MBB02070C4702FC100	Vishay 47 KOhms ±1%
FKP3C031004C00JSSD	WIMA Film Capacitors 0.1uF
FKP2C013901D00HC00	WIMA Film Capacitors 3.9nF
FKP2C001001D00HN00	WIMA Film Capacitors 0.1nF
ECS-1.00-12.5-13X	100kHz Crystal

データシートのP11から
100KHzの場合のCINTはこのように計算しました。
Oscillator Period = 1/100kHz = 0.00001
CINT=(10,000 x 2 x 0.00001 ) x 0.4 / RINTV(10MΩ) /2 = 4 nF (3.9nF + 1.0 nF)

電流検出用抵抗は5.6+3.3+1.0=9.9 Ωとなります。

実験その1

まずはICL7139周りの回路を組み、動作することを単体で確認しました。
その際は7セグLCDを接続します。秋月電子で販売しているＴ３６１００２がちょうどよく利用できます。

液晶周りの配線は、ブレッドボードでもいいのですが、かなりの配線本数になるので、プリント基板を作成して、配線を簡略化しました。

回路はデータシートにあったもののそのままというぐらい簡単なものですので、今回は省略します。
電圧リファレンスのICL8069は入手不可の為、LM385B-1.2で置き換えました。
一旦ブレッドボード上に仮組しました。

直流電圧測定モードの様子

抵抗測定モードの様子

ひとまず単体での動作は確認できたので、今回はここまでにします。
次回はラズパイWから、DVMのモード切替(電圧・抵抗・電流)を行うところを目標にしたいと思います。

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