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8aba33a7 :Anonymous 2023-08-13 18:53 8aba33a7x.jpg

計装アンプを使ったメータへマイコン制御用の回路を追加しました。

次の部品で検証しています。
・マイコン：Raspberry Pi Pico
・ADコンバータ：MCP3424
・DAコンバータ：MCP4726
・デジタルポテンションメータ：MCP4551（これだけ秋月にない）

〇電源端子について
　3～5Vで動作します。

〇AD1～AD4端子について
　ADコンバータ計測用の端子です。

〇DAC端子について
　DAコンバータ接続用の端子です。
　1:グランド、2:出力、３:リファレンス

〇POT端子について
　デジタルポテンションメータ（レオスタット）接続用の端子です。

〇PC缶端子について
　缶接続用の端子です。

〇TAの計算
・トーンアームの設定値（教会のメータに表示されるのはこの値）
((AD2 ÷ AD1) × (6.5 - 0.9412)) + 0.9412

・PCの実測値（Theta Meterのinst TA）
((AD3 ÷ AD1) × (6.5 - 0.9412)) + 0.9412

〇校正
　12.5kΩの抵抗をPC缶端子に接続し、PCの実測値が3.0となるように調整します。

〇自動セット（MCP4726の場合）
　DAコンバータの設定値を
　　(AD3 / AD1) × 4095
　とすればほぼセット位置となります。
　その後、AD2の測定値がAD3と同じになるようにDAコンバータを微調整します。

〇U1、U3について
　ADコンバータの影響が針に現れるのでバッファが必要でした。
　オペアンプの要件は次の通りです。
　・単電源かつ3V～6Vで動作
　・フルスイング
　・低オフセット
　U1についてはオフセットが大きいと、TAの計算値に誤差がでます。
　秋月には要件にあうオペアンプが2回路のものしかなかったので
　この構成としています。

　U3については低オフセットである必要はありませんが、NJU7062を2つ買って
　よりオフセットが低いほうをU1に割り当てるのが良いかと思います。

　TAの絶対値はそれほど重要ではないかと思いますので気にしないなら
　オフセットが小さめの4回路のものに差し替えてU1とU3をまとめるのもありです。
　また、実測値からソフトウェア的にオフセットをキャンセルするのもありです。

〇U2について
　ピン配置を合わせればAD8226でも動作します（確認済）。
　その場合、感度の回路と計算式を適切に変更する必要があります。

〇POTについて
　MCP4551を使用した場合2.6倍～56.6倍まで調整できます。
　MCP4551の設定をSとすると、増幅率を次で計算できます。
　1 + (100,000 ÷ (50,000 - (S × 50,000 ÷ 256) + 1,800)

〇AD4について
　メータの出力です。
　左に振り切れた状態：約0.5V
　セット位置：約1.23V
　右に振り切れた状態：約2.3V