E-ONE ET310A

E-ONE ET310A

E-ONE ET310A をゲット！

2020年1月5日、秋月電子通商八潮店の5千円福箱 (2020年) に入っていた DSO & DMM の E-ONE ET310A です。

現在 (2020年1月) でも amazon 等で18,000円程度で販売されています。これだけで福箱5千円の元は取れたかと。

完全に新品です。付属品は [ソフトケース] [テスタ棒] [USB ケーブル (Type-A～Mini)] [USB 通信アダプタ] [CD-ROM] でした。残念ながら、[AC アダプタ] [取扱説明書] は欠品でした。格安福箱なので、こういうこともあるのかな？

デジタルオシロスコープ (DSO) 機能付きです。

秋月電子通商八潮店の3千円福箱 (2017年) にも WENS 33N という DSO & DMM が入っていましたが、DSO の性能が全然違います。

WENS 33N は 200kHz (1MS/s) でしたが、E-ONE ET310A は 10MHz (50MS/s) で50倍帯域が広いです。

10MHz の帯域があれば、オーディオはもちろん、中波帯の高周波観測も可能です。

リペア

やや問題がありました
- いくら充電してみても短時間しか内蔵バッテリが持ちませんでした。
- カバーを開けて調べた結果、内蔵バッテリが劣化していると判明しました。
- 内蔵バッテリは LiPo バッテリで、右の写真です。
  - 電圧・容量は [3.7V 850mAh] で、リード線の先端が 2P コネクタです。
  - このバッテリは、2本のネジで止められた黒のプラスチックカバーに入っていました。
- バッテリが劣化した原因は、長期保存による過放電でしょう。
  - スマホなど充電電池内蔵機器は、使わない場合でも1年に1回程度は充電しないとバッテリが昇天します。
内蔵バッテリを交換
- 全く同じバッテリを探すのは困難です・・・代替を考えました。
- バッテリの要件は、[3.7V 850mAh] [先端が 2P コネクタ] [黒のプラスチックカバーに入る大きさ] です。
- LiPo バッテリの手持ちの中の Nikon のデジカメ用 EN-EL10 が使えるかな？
  - [黒のプラスチックカバーに入る大きさ] です。
  - 3.7V 860mAH なので、電圧・容量が適合します。
  - リード線タイプではなく、先端に 2P コネクタも付いていません・・・これを何とかしよう！
- 劣化したバッテリから 2P コネクタ付リード線を外し、これを EN-EL10 にハンダ付け
  - リード線の [赤を + 端子] [黒を - 端子] にハンダ付けします。ちなみに [T] 端子は使いません。
- EN-10 を加工して作った代替バッテリで ET310A が問題なく使えるようになりました！

使ってみました

デザインなど
- 105(W)×192(H)×44(D)mm / 536g と、やや大きく重いです。
- 大きなモノクロ表示器です。白色バックライトがあって ON/OFF できます。
- 表示器が大きいことより、ベンチ計器としても使えそうです。
- ソフトケースが付属しており、付属品も収納できます。
- 全てボタンで操作します。カチカチ動くスイッチはありません。
- トップ面に USB Type-A コネクタ (メス) があります。
  - 内蔵バッテリの充電は、このコネクタから行います。
  - パソコンへデータ伝送も、このコネクタを介して行います。
  - 後述しますが、充電と伝送は同時にはできません。
電源
- 内蔵の LiPo バッテリで使うのが基本です。
- ET310A にある USB コネクタに [パソコン] [USB 電源] を使って DC5V を供給すると、内部バッテリに充電できます。
  - 同時に ET310A も使用できますが・・・
    - この場合、ET310A で測定する電圧が 100V 以下の範囲にしたほうが良いです。
    - なぜなら、外部電源装置の絶縁耐圧が問題になるからです。 ヘタすると [パソコン] [USB 電源] が壊れます。
- 充電ケーブルにはやや特殊な USB ケーブルが必要
  - ET310A 側が USB Type-A コネクタ (メス) なので、[Type-A オス]～[Type-A オス] となった USB ケーブルが必要です。
  - 秋葉原のコンピュエースなどで売られている [カモン 2AA-10] が適合します。右の写真のケーブルです。
機能
- DSO (オシロスコープ) 機能
  - 帯域 10MHz でサンプリングレート 50MS/s なので、低周波から高周波まで使えます。
  - DSO は、入力した電気信号を A/D 変換し、メモリに記憶してから再生する方式です。
- DMM 機能
  - 4,000カウントのオートレンジ DMM です。 [電圧] [電流] [抵抗] [キャパシタ] の測定ができます。
    - 別オプションのアダプタを使うと、[温度] [hFE] も測定できます。
  - [抵抗] 測定でテスト棒をショートすると 000.0Ω と安定表示されたので測定確度が高そうな気がします。
    - 確度の悪い DMM は1Ωくらいをフラフラします。
    - ブザーで知らせる導通チェックもできます。
パソコンと通信
- パソコンと通信するには、付属品の [USB ケーブル (Type-A～Mini)] [USB 通信アダプタ] [CD-ROM] を使います。
  - CR-ROM には PCWH310 というソフトウェアが入っており、これで通信します。
    - インストールすると [PC310] というアイコンができます。
    - Windows10 64bit にインストールして問題なく動作しました。
    - [CP2102 USB～シリアル] ドライバが必要ですが、これは [USB 通信アダプタ] をパソコンの USB ポートに挿入したら自動的にインストールされました。
  - [USB 通信アダプタ] は右の写真のもので、USB ドングル形状です。 [USB Type-A (オス)] [USB mini (メス)] コネクタがあります。
  - [USB 通信アダプタ] の Type-A コネクタをパソコンの USB ポートに挿入します。
  - [USB ケーブル (Type-A～Mini)] を使って、ET310A と [USB 通信アダプタ] を接続します。
- 通信ソフト PCWH310 を使ってみました。
  - ここでは DSO モードの ET310A からデータを取り込む例を示します。
    1. [USB ケーブル (Type-A～Mini)] [USB 通信アダプタ] でパソコンと ET310A を接続します。
    2. パソコンにインストールした PCWH310 (PC310) を起動します。
    3. ET310A の [PC] ボタンを押すと、パソコンにデータ伝送されます。
  - ET310A で DSO 計測中の 5kHz 方形波がパソコンに表示できました。下の画像です。
  - メニュー項目の文字が化けていますが、ソフト自体はちゃんと動作しています。
    - PCWH310 ソフトにある英語の [PC WH310 UM.doc] を開いて比較すると、文字化けしているメニューの本来の名称が判ります。
    - 文字化けの原因は、ソフトの文字コードが中国簡体字だからです。ドキュメントが英語なのに、ソフトが中国語とは・・・さすが中華だね！
    - メニューが化けていても、取り込んだ波形画像の文字は正常なので、実用になります。
  - 下の画像は [Edit]→[Copy] で取り込んだ画像です。
その他
- [PC] ボタンを長押しすると、セットアップモードに切り換わります。
  - オートパワーオフ時間、LCD のコントラストなどが設定できます。
- [MEM] ボタンを長押しすると、[DMM] [DSO] のデータベースモードに切り換わります。
  - [DMM] [DSO] それぞれ100個のデータを記録できます。
  - データを記録保存するには、まず [HOLD] ボタンでデータをホールドしてから行う必要があります。

USB 通信アダプタの調査

付属の [USB 通信アダプタ] がどういう作りになっているか興味を持ったので、分解して調べてみました。
- あくまでも独自調査なので 間違っているかもしれず、レポート内容の保証はありません。
- 右は [USB 通信アダプタ] の基板から回路図化したものです。回路図をクリックすると拡大図を表示できます。
- CP2102 が USB～UART ブリッジで、USB とシリアルを相互変換します。
- TLP521 はフォトカプラで、ET310A から送られてくるデータを受けて CP2102 に渡します。
- 回路図から判るのは、[USB 通信アダプタ] は ET310A からのデータをパソコンに送る機能だけということ。パソコンから ET310A にデータを送る機能はありません。
回路図で不気味な個所があります！！！
- フォトカプラ CP521 の入力 (LED 側) が USB コネクタの [VBUS (+5V)] [GND] に接続されています。
- あれれ・・・これで動くの？普通には通信線の [D+] [D-] に接続すべきでは？
- でも、実際にはこれで ET310A のデータがパソコンに受信できています。
- このことより、ET310A の電源周りの回路は下のようになっているのでしょう。
- 電源端子と通信端子を共用するので、 電源供給と通信は同時にはできない ことになります。

内蔵 LiPo バッテリ充電回路の不具合と対策

内蔵 LiPo バッテリへの充電に難あり！！！
- バッテリ充電にスペック記載の充電時間3時間では全然終わりません。数日かけて充電しても充電量 30% くらいにしかなりません。
- こうやって充電しても満充電にならず、数時間しか使えません。スペック記載のバッテリ寿命12時間はウソか？
- 何だか変だなぁ～ と思ったので、オリジナル充電回路の調査と、不具合の対策を考案してみました。
正しい LiPo バッテリの充電方法 (知識として)
- 定電流で LiPo バッテリへ電流を流し続け、最終的にバッテリ電圧が 4.2V 付近まで上がったら充電終了します。
オリジナルの LiPo バッテリ充電回路
- 下の回路図は ET310A の基板パターンから起こした LiPo バッテリ充電回路です。
- 回路図を見ると、[USB の +5V] から [LiPo バッテリの＋] の間に D1 とQ1 が直列に入ります。
- D1 と Q1 の順方向電圧降下は最低でも 1.2V あるので、LiPo バッテリには最大でも 3.8V しか印加できません。
  - 従って 100% 充電できないです。明かな設計不良！
追加回路を入れて充電改善
- ディスクリートで組むのも大変なので、LiPo バッテリ充電専用 IC の MCP73831-2ATI/OT を使いました。
  - 制御が難しい LiPo バッテリ充電が、MCP73831 たった1個で出来てしまいます。
  - USB 電源との相性が良く、DC5V で動作します。 3端子レギュレータ IC 同様なお手軽・高性能 IC です。
  - 米粒より小さい IC のため、大抵の機器の内部空きスペースに設置できます。
  - 内部は FET 素子になっており、イメージ的に可変抵抗器と同じです。従って、ダイオードのような順方向電圧降下は考えなくてイイです。
- 下の回路図が、MCP73831 を追加したものです。
  - 2～5pin 間に入っている 2kΩ は充電電流を決めるものです。
    - 計算式は 最大充電電流(mA)＝1000/R(kΩ) で、2kΩだと最大充電電流は 500mA になります。
    - 充電終了電流は 最大充電電流×7.5% で、2kΩだと充電終了電流は 37.5mA になります。
  - 充電中は MCP73831 がかなり熱くなりますが・・・
    - ダイ温度に応じて充電電流を制限する機能があるので、IC が壊れる心配はありません。
    - ただし、熱くなり過ぎると期待した充電電流が得られません。この場合は基板パターンや放熱器で熱を逃がす工夫が必要です。
  - D1～Q1 に挟まれた部品は全て不要になったのですが、取り外すのも面倒なので、そのままにしました。あっても MCP73831 の動作には影響しません。
- 期待通り、バリバリ充電できるようになりました。
  - この充電回路の不具合から考えると、私が入手した ET310A は試作品だったのかも？基板の製造マーキングは 2016年11月となっていました。
- MCP73831 に関する参考記事

通信ソフト PC310 文字化けの簡易対策

英語版 PC310 を電網検索
- 世界中を探しましたが、どうしても見つかりませんでした。
- こうなると、別の手段を考えるしかないです。
中国語版 PC310 に 禁断のパッチ当て して英語を表示
- PCWH310 をインストールすると、[C:\Program Files\PC310A] フォルダに展開されます。
- ここに入っている [PC310A.exe] にパッチを当てました。
- 中国語メニューを英語メニューにパッチします。適用する英語メニューは [PC WH310 UM.doc] と同じになるようにしました。
- 一部、どうしても字数の問題で同じにならなかったメニューもあります。
出来上がった簡易英語版 PC310
- PC310A.exe がパッチ済みです。これを、[C:\Program Files\PC310A] フォルダに入れて、元の [PC310A.exe] を置き換えます。
- 右の画像がパッチ後です。メニューは化けない英語になっているでしょ。
- 一番下のステータスラインは、どう直してよいかわからなかったので、化けたままです。でも、操作には何にも困らないです。

仕様その他

ドキュメント
- User's Manual

仕様

総合

表示器	128×128ピクセルグラフィック LCD	表示サイズ	71.7×71.7mm
バックライト	白色 LED、3レベルの明るさ	入力インピーダンス	10MΩ
電源	内蔵 LiPo バッテリまたは AC アダプタ	オートパワーオフ	5～60分, OFF に設定可能
電源低下表示	バッテリ空マーク	充電時間	約3時間
バッテリ寿命	12時間	メモリ	50レコード (DMM データと DSO 波形)
使用環境	温度 0～+50℃、湿度 75% 以下	保管環境	温度 -1～+60℃
大きさ	105×192×44mm	重さ	536g

DSO

帯域幅	DC ～ 10MHz (50mV/div～10V/deiv)	最大サンプルレート	50MS/s
垂直解像度	8 bit	非直線性	±1 bit
チャンネル数	1	カップリング	DC/AC/GND
入力インピーダンス	約 10MΩ	目盛	垂直 ±4.8、水平 ±12.8
垂直レンジ	50mV/div～200V/div	水平レンジ	0.20us/div～20s/div
垂直振幅精度	±(5%+0.1div)	水平時間精度	±(0.01%+0.1div)
自動ゼロリファレンス	DC/dB 測定時	スキャンモード	Auto/Normal/Single
トリガレベル	±12div (0.1div ステップ)	トリガスロープ	立ち上り/立ち下り
トリガ位置調整	±6div (0.1div ステップ)	自動設定	垂直振幅と自動設定時
カーソル測定機能	dV, dt, 1/dt (周波数)	自動測定機能	Vp-p, Vavg, RMS, dBm
自動測定精度	±(5%+ 0.1div)	レコード長	12.8div

DMM

項目	レンジ	分解能	確度
DC 電圧	400.0mV	0.1mV	±(0.75% + 10d)
	4.000V	1mV
	40.00V	10mV
	400.0V	100mV
	1000V	1V
AC 電圧 (True RMS)	400.0mV	0.1mV	50Hz～1kHz ±(1.0% + 10d) 1kHz～10kHz ±(2.0% + 10d) 10kHz～50kHz ±(3.0% + 10d)
	4.000V	1mV
	40.00V	10mV
	400.0V	100mV
	750V	1V	50Hz～1kHz ±(1.5% + 10d)
DC 電流	40.00mA	10uA	±(1.2% + 10d)
	400.0mA	100uA
	4.000A	1mA
	20.00A	10mA
AC 電流 (True RMS)	40.00mA	10uA	50Hz～1kHz ±(1.5% + 10d)
	400.0mA	100uA
	4.000A	1mA
	20.00A	10mA
抵抗	400.0Ω	0.1Ω	±(1.0% + 5d)
	4.000kΩ	1Ω
	40.00kΩ	10Ω
	400.0kΩ	100Ω
	4.000MΩ	1kΩ
	40.00MΩ	10kΩ	±(3.0% + 5d)
コンデンサ	51.20nF	10pF	±(2.0% + 10d)
	512.0nF	100pF	±(1.0% + 3d)
	5.120uF	1nF	±(1.0% + 3d)
	51.20uF	10nF	±(1.5% + 3d)
	100.0uF	100nF	May need 30 sec.
周波数	5.12Hz～5.12MHz	0.1Hz～1kHz	±(1.0% + 5d)
デューティサイクル	0.1～99.9%
ダイオードテスト	開放電圧 1.5V、テスト電流約1.5mA
導通チェック	30Ω以下でブザー鳴動
オートレンジ	全ての機能
オーバレンジ	[O.L] (Over load) を表示
計測レート	2.5回/秒
動的データウィンドウ	ウィンドウ内データをホールドモードで保つ
dB (-80～+80dB) reference	2, 3, 8, 16, 50, 75, 93, 110, 125, 135, 150, 300, 600, 900, 1000, 1200Ω
ヒューズ	直径5×20mm, 0.5A/250V