はじめに

FNRISI のCNCポータブル電源 DPS-150を制御するPythonライブラリーを組みました。

お急ぎの方へ

GitlabからDLして使ってください。最小限のことはREADME.mdに書きました。もしわからなければここを最後まで読むか、ChatGPTに聞いてください。

なぜDPS-150を制御しようと思ったのか

ちょっとした実験をしたかったのです。LEDのIV曲線を描いたり、モーターの動的電流値を測定したり。でもグラフ用紙と、鉛筆はないし、PCとエクセルも面倒です。ならやらなければいい、という選択肢はそれでも見たいという好奇心に負けました。

最初の期待と実際の苦戦

「そうだ！こういうときはPythonで自動化だ！」コンピュータにつなげる電源を探し始めました。選択肢はわずかでした。あります。でも遊びには高すぎます。DPS-150が安く、外部制御がUSBでできるものでした。外部制御端子があるんだ、制御プログラムもある。もしかするとPythonも探せば見つかるんじゃないかな？甘い期待で、ポチりました。

ライブラリ化への道

ところが、公式GUIはリモート・コントローラーの類で、さしたるドキュメントがなく、USBパケットを手探りで探る状態でした。

PySerialから始まり、CRCの迷路へ

はじめはCDCで動作するのか疑心暗鬼でしたが、WireSharkでChapterしたパケットを丸投げすると動くのを確認できました。「結局CRC値の計算法が違っていたんだ。」そう気づいたのは夜明け前です。

Lockの正体に気づいた瞬間

エラーは返らなくなりましたが、設定できないことに変わりありません。
わかれば何でもないのですが、本体のキーボードをロックした状態でないとUSBでの設定は出来ません。
ここまでわかれば急転直下で、完成に漕ぎ着けました。ですからこのライブラリーは自動でKeyLockします。

Install法

Download

下記GitLabよりPyDps150.pyを入手して、これからPythonを書くフォルダーに置きます。
https://gitlab.com/fanfanlab/pydps150
他に各種Docが入ってますので、チュートリアルを使うならフォルダーごと取ってきてください。

必要モジュール

pyserialを使います。グラフを出すならmatplotlibもいります。

pip install pyserial matplotlib

使用法

Lチカの例です。

blink.py

import time
from PyDps150 import PyDps150


dps = PyDps150()

dps.iset(0.0)  # 最初は電流ゼロ
dps.vset(2.5)  # 印加電圧を固定
dps.power_on()
input("🔌 LEDを接続してください（Enterで開始）")

while True:
    dps.iset(0.01) # 10mA
    time.sleep(1)
    dps.iset(0) # 0mA
    time.sleep(1)

python3 blink.py

でLEDが点滅します。

method

メソッド名	機能
`vset(volt)`	出力電圧を設定する
`iset(amp)`	出力電流を設定する
`vget()`	現在の出力電圧を取得する
`iget()`	現在の出力電流を取得する
`power_on()`	出力電源をオンにする
`power_off()`	出力電源をオフにする
`close()`	デバイスとの接続を終了する

測定例（チューター）

自動測定の例として、LEDの動作曲線(IV Curve)を測定します。
まず、プログラムを書きます。ここまで理解されていれば容易でしょう。電圧を固定し、電流を徐々に上げて、その度電圧を記録していきます。

LED.py

import time
import matplotlib.pyplot as plt
from PyDps150 import PyDps150


def measure_led_iv():
    dps = PyDps150()

    try:
        dps.power_off()
        dps.iset(0.0)  # 最初は電流ゼロ
        dps.vset(2.5)  # 印加電圧を固定
        dps.power_on()
        input("🔌 LEDを接続してください（Enterで開始）")

        voltages = []
        currents = []

        current = 0.0
        step = 0.001  # 1mAステップ
        max_current = 0.02  # 20mA上限

        while current <= max_current:
            dps.iset(current)
            time.sleep(0.3)
            v = dps.vget()
            i = dps.iget()

            if v is not None and i is not None:
                voltages.append(v)
                currents.append(i)
                print(f"Set I = {current:.3f} A | V = {v:.2f} V, I = {i:.3f} A")
            else:
                print(f"⚠️ 応答なし (I = {current:.3f} A)")

            current += step

        dps.iset(0.0)
        dps.vset(0.0)
        dps.power_off()

        # グラフ表示
        plt.plot(voltages, currents, marker='o')
        plt.title("IV Curve of LED")
        plt.xlabel("Voltage [V]")
        plt.ylabel("Current [A]")
        plt.grid(True)
        plt.show()

    finally:
        dps.close()


if __name__ == "__main__":
    measure_led_iv()

python3 led.py

で自動測定しグラフが現れます。

おわりに

複雑な手順でも、簡単にプログラム化出来ます。各種工程の自動化にはぴったりです
高校／高専の学習用教材に適していると思います
多くのスクリプトと助言をChatGPTにもらいました。これなしには１０倍以上の時間を要したでしょう。

参考文献