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今回、「自作デジタルモニターを作ってみた(其の四)」で「オペアンプ」なるものを使ってみました。使える電子部品なんで自分への備忘録…。

「オペアンプ」とは要は増幅器のこと。「外気温計」では「ＬＭ６１ＢＩＺ」ってセンサを使って温度を測定してました。
このセンサで外気温計として使うとしたらせいぜい使用範囲が−１０〜４０℃までとして、０．３〜０．７V程度の電圧しか出力しません。それを、Ａ／Ｄ変換をして５Vの尺度で測定すると多少の電圧の振れ幅で大きな温度の振れ幅となっていました。ならば、出力電圧を増幅してやって、精度を上げてやろうと考えて「オペアンプ」を使用しました。

この部品いろいろな使い道があるのだけれど、今回組んだ増幅の回路は「非反転増幅回路」と呼ばれるもので、言葉はややこしそうだけど簡単に書くとこんな感じ…。


真ん中の、三角の部分が「オペアンプ」です。特徴を簡単に言ってしまえば「入力端子の電圧差を大きく増幅して出力する。」です。
V＋には電源、ＧＮＤを接続します。この回路だと、Inputから入ってきた電圧は、(1+R2/R1)倍されてOutputへ出力されます。今回は、増幅を５倍としたかったのでR２を４０kΩ、R１を１０kΩの抵抗を付けました。これで０．３〜０．７Vだった電圧が１．５〜３．５Vにまで増幅されます。単純に５倍の分解能に向上します。比較的少ない部品で簡単に増幅できました。

増幅できる出力は電源以上の出力はできません。例えば、電源に５Vつないだら５V以上は増幅できないということです。ほぼ電源近くまで出力できるオペアンプは「フルスイングオペアンプ」と呼ばれます。

「オペアンプ」にも様々な種類が存在します。お気軽で定番なら「ＬＭ３５８Ｎ」という部品らしいのですが、今回は「フルスイングオペアンプ」を使用したかったので、「ＮＪＭ２７３２Ｄ」なるものを使いました。ちょっと高級品で１個１００円です。
これの、回路図は以下です。

ピン８番には電源「V＋」をピン４番には「ＧＮＤ」を接続します。回路中に２個の三角がありますが、この部品は２回路分の増幅が行えます。この品番は「フルスイング」タイプなので電源近くの電圧まで増幅を使用できます。

今回は、「デジタルモニター」を使って勉強してい（遊んで）ますが、ＥＣＵやセンサーから出てくる信号はどれも数Vの小さな電圧です。またいつか作り直すときがあると思いますが、そのときには精度向上のためにも、こんな部品も使っていこうかなと思っとります。
このデジタルモニター遊び…面白いのでしばらく続きそうですw