Arduino UNO R3で周波数を計る

UNO R3での周波数計測回路、過去、あれこれ作ってきました。
その応用で、トランジスタ技術2025年6月号 に
「VCO回路V-f特性の自動スイープ測定器」というタイトルで、
VCOの制御電圧を変えながら出てくる周波数を計るという
回路を載せてもらいました。

これの発端が、
・2019年12月20日：Arduino UNOで周波数カウンタ
・2021年5月1日：Arduino UNOで周波数カウンタ：アナデバの電力計用ICのために

今回のトラ技記事でも、タイマー1(16bit)のインプットキャプチャ
機能で周波数カウント用のゲートを作っています。
しかし、そのキャプチャ周期を1msとして、前回値との差分で
出したカウント値を積み重ねて、周波数としています。
　10ms(100Hz)ゲートなら1msを10回。
　0.5秒(2Hz)ゲートなら1msを500回。
ゲート時間の基本単位が1msで、好きな周期で周波数が
得られます。
　　※低周波なら周期計測のほうが良いのですが
　　　それはまた別問題。
アナデバの電力計では、ハードウェアで1秒のゲートパルス
を作りましたが、今回のは1ms=1kHzというATmega328Pでも
出しやすい周波数です。
　　　タイマー1個で作れる
無符号で加算すれば、タイマーカウンタのオーバーフローを
無視して積算することができます。
こんな具合です。

これで、1ms=1kHzのゲート時間を作っておけば、その整数倍で
いくらでも好きなカウント時間に拡張できます。

インプットキャプチャで得られた総パルスから周波数を
求められるので、0.1秒(10Hz)周期で得たカウント値を
　　この場合は10Hzが最小桁
10回の移動平均しながら処理すれば、1秒ゲートと同じ
最小桁1Hzの周波数が0.1秒ごとにえられます。
周波数の変化を見るとき、1秒待たなくても0.1秒ごとに
動きが分かります。
　　電力計では1秒のを10回移動平均して、
　　0.1Hzを読んでます。

トラ技原稿執筆時の注意点

古いファイルを整理(廃棄)していたら、トラ技編集部から
やってきたメモが出てきました。
「原稿ご執筆上のお願い」というタイトルで、編集部へ提出
する原稿の書き方が記されています。

せっかくですので、全体(2ページ)をpdfで。
　　・ダウンロード - トラ技原稿執筆の注意.pdf

初めて投稿記事をトラ技に載せてもらったのが1993年。
pdfにある記事の例が1995年のですので、初投稿以降に
もらったメモということになります。

こんなのもありましたし。
2023年3月3日：トラ技編集部行きのフロッピーディスク
ラベルには、
　「圧縮はLHAかWinZipを使ってください。」と。

CQ ham radio 5月号に「14年ぶりに改正されたJIS規格」の記事

本屋のある都会（環状線の内側だぁ）に出かけたので
ひさしぶりにCQ ham radio誌を買いました。
　　布施に行けばヒバリヤ書店があるんですが、
　　ご近所の本屋さんがどんどん廃業してしまい
　　本を手に取って買うということがなくなりました。

というのは、「14年ぶりに改正されたJIS規格」ということで
『JIS C0617(電気用図記号)の改正とその概要』という
記事が出ているぞっというのをネットで見たからです。
最後にCQ誌を買ったのはいつだろう。
ほんとにひさしぶり。
　　奇しくもこの4月がJH3DBOの再免許(5年ごと)。
　　1970年開局で55年目です。




「電気用図記号のJIS規格制定の歴史」という章が興味
深かったです。

しかし・・・こんな解説も。
　　IEC60617やJIS C0617の制定が検討
　　されたおよそ30年前、回路図の機械作図は、
　　プロッターにセットしたペン描画で行わ
　　れていました。
　　ギザギザの抵抗器の図記号は、ペンを動か
　　すストロークを減らして描画時間を短縮
　　するために矩形にしたといわれています。
　　半導体ダイオードは、矢頭をペンで塗り
　　つぶす時間を節約するために現在の図形
　　になったといわれています。
　　またコイルも、クルクルの代わりに半円
　　の繰り返しになりました。

ちょっと待てぃ！！！
　おいおい！
　　これが現JISの図になった発端だとすれば、
　　「どアホっ」の技術史です。

昔々、方眼紙にシャーペン、ドラフタにテンプレートを
使って描いていた手書きの回路図でも、ダイオードや
トランジスタの矢印を塗りつぶすのは、面倒でもなん
でもありませんでしたぜ。
機械化(スピードアップ？！)のために分かりにくくした
なんて、アホです。

トラ技が昔の回路記号を使い続けているのは
ありがたいことです。

※関連
・2021年12月27日：JIS、IECの論理回路記号
・2022年9月6日：んっ？　ボリュームの記号が！
・2015年09月28日：「子供の科学」の回路図記号
・2015年09月30日：「電子工作」のキホン
・2016年04月08日：パワーMOSFETの回路記号：MOSFETの矢印
・2015年09月11日：1982年の手書き回路図

失敗は成功の母＜第3回＞： 同じ型名なのに内部回路が違う!?

トラ技編集部に送った原稿、紙にプリントして置いてあった
のを整理(廃棄)していたら、
　　「こんな話を載せてもらったなぁ」
っと読み返してしまって、作業が前に進みません。

「そやそや　こんなこともあった」がこれ。
失敗談を載せてもらった、トラ技の記事
『失敗は成功の母』。

2005年4月号が第1回で2007年9月号がいちおうの最終回。
そして、2010年1月号から再開して2011年11月号が最後。
　　(載せてもらったのは第3回と第6回、第23回の3号)

この第3回に、記事のタイトルでCMOS「4013」と「4001」
での体験を書きました。
　　20年前の投稿記事だぁ。

「4013」はこの話↓の元。
2021年9月11日：単安定マルチバイブレータ 74123、74423、4538（TC4013を追記）

「4001もあったなぁ」ということで、原稿(一部)を
拾い出してきて置いておきます。

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　もう一つ、入れ替え部品で罠にはまりました。
バッファ・タイプとアンバッファ・タイプの差です。
元回路で「B」タイプが使われていたのでそのまま
新ICに替えたところ、動作していた部分が動かなくな
りました。
回路を追いかけてみるとそのIC（4001:NORゲート）の
入力に微分回路が付いています。
　元回路のBタイプCMOSは出力だけバッファされた
ゲートICだったのでしょう、買ってきた新ICは入力に
もバッファが入っているタイプで、それが原因で微分
パルスにヒゲが出たのです。
　アンバッファ・タイプのゲートIC（4001UB）に交換
して解決です。
無駄があったとはいえICの全数交換は正解だったかと
思います。
　結局、なにが悪いか決定的な原因は不明なままです。
複数の不具合が関連していたのでしょう。
それにしても、回路図の無い修理は手間がかかります。

※4001入力段の構造の違いで、修理回路が動かなかった。


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CMOS ICをアナログ的用途(発振回路など)で使うときは
アンバッファ・タイプを選ばなければなりません。
このトラブルでは微分回路。
微分してパルスを出したいときはシュミット入力ゲートを
使いたいところです。

「ペイル・ブルー・ドット」が読める「暗号の子」

トランジスタ技術創刊60周年記念特別企画
　　2024年12月号の別冊付録
宮内 悠介 著「ペイル・ブルー・ドット」
が2024年12月刊行の「暗号の子」に載っていました。


　　宮内 悠介さんは、「トランジスタ技術の圧縮」 の人。

「ペイル・ブルー・ドット」の中にはこんな描写が。
主人公が関わる少年。その父親のお話し。

　　　：
　ちなみに、この父の部屋には『トランジスタ技術』誌が
圧縮された状態で書架に並んでいたそうで、要は、そういう
趣味の持ち主だったらしい。
この使われていなかったArduinoが、父の手から陽太に渡った。
　　　：
「あ。でもハンダづけはお父さんに頼んだ」

エエお話しなんです。　機会があればどうぞ。

・トランジスタ技術の圧縮：2015年の12冊

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「暗号の子」あとがきより

◇ペール・ブルー・ドット

2022年の3月、『トランジスタ技術』誌の編集部より
呼び出しがあった。恐れていたことが起きたと思った。
というのもぼくはかつて、「トランジスタ技術の圧縮」という
同誌を扱った短編を許可もなく発表していたからだ。
が、編集部は寛容で、実際に求められていたのは700号記念の
続編であった。
　　：
今度は宇宙をやりたいと、宇宙ものの執筆を依頼いただいた。
掲載は同誌の2024年12月号。
　　：
というわけで、『トランジスタ技術』にしか掲載されえない、
そういう本来ならありえないような小説を目指してみること
にした。
そうするとマニアにしか理解できない代物になりそうなものだが
（実際、なんの説明もなくマイコンボードの名前とかが出てき
たりする）、どういうわけか、本書のなかでもおそらく一番
読みやすい、しかも爽やかさを残す話となった。
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1/1023監視団 活動中！

CQ出版 トランジスタ技術2025年4月号 (最新号)。
特集の
　　フレッシャーズに贈る部品・回路設計・測定の基礎
　　　オームの法則の現実から！電子回路入門&検定
「エンジャー」さんが記事を書かれています。
その第２部・第３章
　　現実を「計る」からはじまる！
　　　センサ測定回路
128頁の【図12】【リスト1】に、
Arduino UNO R3でのanalogReadが出ていて
やってます。
　　voltage = ad * 5.0 / 1023

「電圧を計る」のじゃないのなら、なんでも
良いのですが、得るのが電圧ですんで「1/1023」は
間違い。

ここの他、129頁、131頁、133頁、139頁に
1/1023が出現。

131頁の【図17】の説明では、
　「referenceVolatgeの値を修正したら
　　マルチメータとほぼ一致」
とありますので、
　　「5.0V決め打ちはダメよ」
の解説はちゃんとされています。

また、152頁には
　　「map(ad, 0, 1023, 0, 3)」
とmap命令が使われてますが、これは
　　「10bit→8bit変換」
のような使われ方じゃないのでOKでしょう。

トランジスタ技術2024年3月号のトラ技Jr.コーナ
　　『実はワナだらけ…確実に動かすArduino Uno R3』
を読んでおいてもらいたいでっす。

因縁のボリューム記号 トランジスタ技術2025年3月号

・2025年2月10日：ボリューム記号のボヤキ、トラ技2025年3月号の別冊付録に再掲載
でボリューム記号の話をしたところですが、
3月号の掲載記事を眺めていて
　『ありゃ。またこんなのが』
というボリューム記号を見つけました。

「私の秋月部品箱」の中、
「お手軽可変電源TPS61088」の紹介記事です。

p208の【図1】に紛れていました。

　　　拡大

可変抵抗器、2端子接続の記号と3端子接続の
記号がミックスされちゃってます。

トラ技編集部へ送った原稿、回路図などは編集部で
リライトされて著者校正として戻ってきます。
それをチェックするとき、
　「間違いは無いだろうと」
信じちゃうわけですが、それがイカんのです。
ほんとにちょっとしたところにミスが潜んでる
のです。
　　恥ずかしながら、何度もチェックを
　　すり抜けさせてしまってスカタンし
　　とります。

今回のボリューム記号、著者さんがどんな「絵」を
原稿に使っておられたのかが気になります。

※関連
・2023年10月27日：トラ技の作図能力が落ちている・・・かも

※参考

※追記
JIS/IECの右下の記号「半固定・3端子」
これが怪しい雰囲気を持ってます。

ボリューム記号のボヤキ、トラ技2025年3月号の別冊付録に再掲載

トランジスタ技術2022年11月号に掲載してもらった
　　「コラム・その部品ライブラリ,正しいですか?」
これを2025年3月号の別冊付録
　　　フレッシャーズ企画
　　いまさら聞けない回路の描き方の作法
に再掲載してもらいました。

80頁の小冊子。
そのp.66に載せてもらっています。

元のブログ記事がこれ↓
　・2022年9月6日：んっ？　ボリュームの記号が！

※続き
　・2025年2月17日:因縁のボリューム記号　トランジスタ技術2025年3月号
怪しい記号を発見。

パルスジェネレータをI2C液晶で動かす

トラ技2025年2月号のトラ技Jr.コーナに掲載してもらった
　　0.1 ～9999.99Hzの2相パルス発生回路の製作
　　Arduino Uno R3を使って1/nカウント方式も
　　DDS方式も動かす！

この記事に掲載されたハードウェアで
　・2022年8月24日：パルスジェネレータを作ってみた：箱に入れた
これが動くようにしました。
「箱に入れた」からの変更点は、
　・パラレル接続の液晶をI2Cタイプに
　・PWM出力duty sweepモードを追加
　　　SW4長押しで出力極性+/-を反転
　　　させていたのをパラメータ設定モードに。
　　　sweep開始と終了duty比と増加減時間を
　　　パラメータとして設定。
　　　出力極性の反転もこの中で。
　・Low Bat警報は液晶の右下隅に電池マークを表示。
です。

スケッチ本体(inoファイル)とI2C液晶ルーチンを
圧縮しています。
　　・ダウンロード - pgen_i2lcd1.zip

トラ技の記事、最初の1ページだけ ですがpdfになっ
てます。

参考図
・トラ技に掲載された2相パルス発生回路の
　接続図
　　Arduino-UNO-R3でのつなぎ


　　I2C液晶で表示

・「箱」に入れた回路図
　　同じくArduino-UNO-R3でのつなぎ
 
パラレル接続液晶を4bitモードで使ってる。

・2024年10月13日：1/nカウント方式とDDS方式の2相パルス発生回路

※バックライト無しのI2C液晶での表示

出力パルス極性の「POS　NEG」表示をグラフィック的に変更。



Low Batt警報を液晶の右下に。
電圧2,0V以下に低下で、電池カラっけつと
もう半分だぜを交互に表示。


電池電圧正常時は表示無し。

※重要アラームは点滅させて欲しい への対応ということで。

Duty Sweep中の表示

スイープ中でも「周期」の変更は可能。

トラ技2024年12月号にまたもや「居酒屋ガレージ」が

ほんとは11月9日(土)に発売なんですが、年間購読して
いるとちょっと早めにやってきます。
　　・トランジスタ技術次号予告


パラパラとページをめくりますと・・・
見ル野栄司さんの連載マンガ「僕たちトラ技団」、
これに我が居酒屋ガレージがまたもや載ってるで
はありませんか。


　『このアジトは大阪の「居酒屋ガレージ」さんに
　　憧れて構えたんです』とのお言葉。
そして、次のコマには
　『パラダイスですしねあそこは』
と、見ル野さん。

昨夜は、トラ技編集部の ji1nme さんが、関西方面出張
ということで、来店されたとこでした。

・2024年5月9日：(有)アクト電子＋居酒屋ガレージがトラ技2024年6月号に