Arduinoオシロkit_scopeのシールド化（2021/02/09追記）

電子工作をしていると波形を確認したくなることがよくあります。
私も伊達に歳は取ってないので一応オシロスコープは持っているのですが、歳は取りたくないもので、7kgある測定器を取り回すのは少々しんどくなりました。

…ちなみにこれはHP 1220A（リンク先PDF）という往年の名機で、大学の固定資産廃棄品をありがたく頂き、就職してから自費で修理校正してもらったものです。
それでポータブルオシロなどを探していて、TektronixさんのTBS1000Cシリーズなんて信頼度が高くて安くていいなぁなどとクラクラしているうちに、九工大(KIT)さんが公開されているkit_scopeに行き当たりました：
フィジカルコンピューティング＞Arduino 簡易オシロスコープ

もちろんArduinoを使っているのでサンプリング周波数はATmega328Pのクロックに依存しますし、ADCの周波数特性もよく分からないという点はあるものの、ちょっと波形確認するにはいいかも、と試してみました。

まずはブレッドボードで回路例に従って配線し（といいつつ1uFが無かったのでトリガレベルPWMのRC平滑は10kΩ/10uFに変更）、ArduinoのスケッチをFRISKケース入り自作クローン に書き込んで、Processingのスケッチを起動すると問題無く動きました。使い勝手に少々クセがあるものの、レスポンスは充分よくデザインもかわいくていい感じです。
さて、
毎回ブレッドボードで作るのは煩雑なので、今後も頻繁に使うなら箱に入れた専用機を作るところですが、ハード的な改造がしたくなるような気がしたので、今回はシールド化することにしました。また、5Vより少し高い電圧を見たいので、分圧入力を仕込んでおくことにしました。
できたシールドをセットした状態が次の通り。写真の左上に分圧入力のメモを載せていますが、本当は1:10にしたかったところ適当な抵抗がなかったので、1:11になってしまっています：

シールドの表面は主に部品とラベルです：


シールドの裏面は主に配線で、表に載りきらかった接地側の分圧抵抗があります：

波形観測しているところ。ここではCAL出力とPWM出力を観ています：

スクショはこんな感じです（CH2はx0.0909...）：

またProcessingのスケッチはアプリ化でき、何気に便利です：

もし作り込むとしたら、まずはクロックを水晶発振にして時間軸の精度を上げ、チャージポンプIC（この辺）とオペアンプで入力レンジを広げ入力インピーダンスを上げると思いますが、使っているうちに他にもやりたいことが出てきそうです。
末筆ですが、スケッチを公開しメンテナンスして下さっている九州工業大学情報工学部さんに感謝します。あと、スケッチの内容はかなり高度で、勉強もしたいと思います。
以上、何かの参考になれば幸いです。
パドラッパ from MacBook Air (2017)
【2021/02/09追記】
入力レンジの拡張と入力インピーダンスの安定化、UIの見直しをして専用機に作り込んだ内容をこちらにまとめています。ご参考まで。