回路設計について

質問

電気に関する知識がまったくない初心者からの質問です。現在，所持しているアナログの計測器（計測中の電圧は0.5V程度）をパソコンに連結し，WindowsXP上で計測データを表示したり，データを加工したりするために，ディジタル変換する方法を知りたいと思っています。できればＵＳＢを介して入力できればと考えているのですが，そうした設計が可能かどうか，また利用可能な部品についての知識，学習に適したテキスト等について教えていただければと思います。教育用として活用したいと考えていまして，安価に抑えたいと思っています。よろしくお願い致します。

回答No.5

next6224 · ベストアンサー

電気の知識が全くなということですので、PICや
ADコンバータ（アナログをデジタル値に変換するIC)を
お使いになるのはかなり大変かと思います。
ADコンバーターだけでもいろいろな方式があり、
取り込む電圧のための設計からはじまり、
さらにUSBを経由となるとそれようのICをさらに追加して
使うことになると思います。
ある程度電子回路の経験がないと無理ではないでしょうか。
（USB仕組みの理解だけでもかなり難解です）
のでNo.3、No.4さんのご回答のようにDMM（デジタルマルチメータ）で
PCとUSB接続が可能な物をお使いになるのが一番手っ取り早いと思います。
このほかにも秋月のほうで

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-02603/

などもあります。
またNo.3,4さんのご回答以外にも、技術屋さんでテスターといえば老舗Sanwaの製品

http://www.sanwa-meter.co.jp/japan/product/dmm/dmm_list.htm

あたりを使うことが多いのでしょうか。
一番上のPC20あたりが適当かと思います。その下のPC5000aあたりですと
少々値段が張ってくるのですが、電圧のログを中心に考えると
PC20のほうが確かサンプリングも早くACアダプターが利用できるので
長時間電圧の観測ができたと思います（USB接続ケーブルと専用ソフト
を加えて2万円弱ぐらいですので秋月の方が安いですね）
といってもサンプリング速度は10回/秒もいかなかったと思います
詳細はWebの方を参照してください。

どうしてもアナログをデジタルに変換するところから始めたい
というならば、
「トランジスタ技術2006年　12月号　特集A-D変換ICを使いこなす」
あたりにわかりやすい説明が載っています。
とにかくアナログをデジタルに変換するにはADコンバーターを介さな
ければなりません（上記の製品の中にはすべてADコンバーターが
組み込まれています）

またA-D変換ICを選ぶ場合はCQ出版　「A-D/D-Aコンバーター規格表」　
を参考に選ぶことになると思いますが、やはりAD変換の仕組みを
押さえていないと見てもちんぷんかんぷんかと思います。
AD変換の仕組みを理解するには、最低トランジスタやオペアンプ、
コンパレータの知識も必要になってくるでしょう。

もう少し簡単にPICを使うという場合、たいていのPICには
AD変換機能が付加されていますので、適当なPICの参考書たとえば
「やさしいPICマイコン電子工作」秀和システム
「PICとセンサの電子工作」株式会社ラトルズ
などを参考にしつつ、RC-232Cレベルコンバータを介して
さらにRS-232C-USB接続ケーブルを介しPCに接続する。
またはUSB機能のついたPIC18F2550 等を利用するという
方向性もあるかもしれません。
（参考文献：PICで楽しむUSB機器：技術評論社）
これでもかなり敷居が高いと思います。

ちなみに

＞現在，所持しているアナログの計測器（計測中の電圧は0.5V程度）
＞をパソコンに連結し

ですが、連結する機能がなければ連結できません。
アナログ計測器をUSB接続可能なDMMに置き換えることになります。

お礼

大変詳しいご回答，本当にありがとうございました。投稿頂きましたお声と，実はnext6224さんもオススメくださった「PICとセンサの電子工作」等を読みこみまして，なかなか敷居の高い世界であることが理解できました。結局，PICのコントローラキット～RS232インターフェイスによる出力型～（PIC-98/OLIMEX社）とA/D付PIC，USB変換ケーブルを購入したところです。
＞連結する機能がなければ連結できません。アナログ計測器をUSB接続可能なDMMに置き換えることになります。
ということですが，これらの部品（キット）で果たして大丈夫でしょうか…。もしお時間がありましたら，またアドバイス頂ければと思います。ありがとうございました。

回答No.6

next6224

ご購入されたキットがどのような機能をサポートしている物なのか私の方ではわからないのですが、キットというからにはきちんとくめば動くはず・・・ですｗ。アナログの電圧計はそのままつけておいて、そこにキットのPICのAD変換端子へつながる端子を接続するので、DMMはもう必要ありません。キットがどの程度の機能をサポートしているかという部分ですが、すでに電圧測定用の目的のプログラムが書き込まれている物なのか？PCとの接続のドライバーは添付されているのかとか、それによって難易度がかなり違ってきます。全部こみこみのものでしたらば間違いなくはんだ付けして、あとはPCにドライバーと電圧をロギングするソフトなどをインストールしてUSBで接続するだけでしょう。そうでなければいろいろとたいへんかもしれません。PIC自体はハード的には一つのICでほとんど完結していて、電源に接続すればほとんどOKなのでキットでいいとしても、実際に使うとなると、目的のプログラムが書き込まれていなければ動きません。書き込むための機器（PIC用ライター）、PC上での開発環境（Microchipから無償でDLできます）、そしてプログラミング知識（アセンブラの知識＋PICのアーキテクチャの知識）が必要になるので一概には何ともいえないです。ただすでに踏み出しているのであとはがんばって進むだけではないでしょうか（＾＾。デジタル回路ですので最初はちょっと敷居が高いかもしれませんが、熱意があれば意外と楽に敷居はまたげると思いますよ。アナログだとなかなかそうはいかないですが・・・がんばってください。

お礼

お忙しいのに，アドバイスありがとうございました。注文していましたPICコントローラキット(PIC-P8)とPIC(12F675)，RS232-USB変換ケーブル，プログラマー(AKI-PICプログラマ)と電源が届きまして，プログラミングの知識のない私は現在本を読みあさっているところです。知識がお有りの方であれば，きっとH.P等に掲載の既製のプログラムを少し書き換えるだけなのだろうな…と思いつつであります。next6224さんのアドバイスの通りPC上での開発環境を整えましたところで，あとはプログラミング。C++の入口だけ勉強した経験があるもののサッパリです。何かよい書籍がありましたら，教えていただければと思います。お時間があればで結構です。ありがとうございました。

回答No.4

maccha_neko

No.3です．すみません，リンク先を間違えました
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-02244/
こちらのMAS-345というものです．

回答No.3

maccha_neko

秋月で売っているデジタルマルチメータ（デジタルテスタ）がシリアルポート経由でデータ収集ができるようです。
価格も3000円代なので自作するための材料費や手間を考えたら安上がりでしょう。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-01274/
これにUSBシリアル変換ケーブルを付ければUSB接続になるのではないかと思いますが如何でしょう？

お礼

秋月のH.Pを拝見しましたが，沢山の製品が販売されていまして大変参考となりました。デジタルマルチメータをもう少し調べまして，検討していきたいと思います。ご親切にありがとうございました。

回答No.2

debukuro

アナログ信号をデジタル信号に変換するためにADコンバーターを使います

直流用コンバーターならこれ
http://www.xbow.jp/u3hv.html

交流用は種類が多いです
http://focus.tij.co.jp/jp/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=390&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T

お礼

価格の参考となりました。ありがとうございました。

回答No.1

a0832669

どなたも答えていませんので私のほうから、アドバイス程度のものをお送りします。まずアナログからデジタルに変換する必要があります。ＡＤコンバーターＩＣがありますのでそれを見てください。アナログ機器から電圧を取り出す作業が必要です。変換が終わったらそのデータをＰＣに取り込まなくてはなりませんが、ＵＳＢ端子を希望だということでＰＣ側にドライバー（簡単なものです）を作る必要があるでしょう。ＵＳＢの構造は詳しく知りませんが、ＮＥＴで調べれば出てくると思います。ドライバーはどの位の間隔でデータを取り込むかをプログラミングすればいいと思います。

お礼

詳しいご説明ありがとうございました。A/D付きPICマイコン等，ご回答を参考に検討してみたいと思います。