【製品情報】SPMコントローラー作製キットの開発進捗（2026年10月）

はじめに

8月の記事で、安価な国産SPMコントローラーを目指して「SPMコントローラー作製キット」を開発中であることをお知らせしました。

その後、キットの内容物と主な仕様が固まり、実際に筐体へ組み込んだ組み立て例が完成しましたので、進捗をご報告します。あわせて、トップページの製品セクションをこの内容で更新しました。

キットの内容物

キットは次の2点で構成します。

AD/DAボード
アナログ入力8ch・アナログ出力8ch（16bit、±10V）とデジタル入出力3chを備えた自社設計の信号ボードです。市販のFPGAボードに専用ケーブルで接続します。
コントロール用SDカード
SPM制御システム一式（FPGAビットストリーム・制御サーバー）を書き込んだSDカードです。FPGAボードに挿して電源を入れるだけで制御系が起動します。

FPGAボード、ケース、電源などは別途ご用意いただく形です。「自分で組み立てて、使いながら育てていく」コントローラーというコンセプトは8月の記事から変わっていません。

主な仕様

開発中のため変更の可能性がありますが、現時点の主な仕様は次のとおりです。

項目	仕様
アナログ入力	8ch、16bit、±10V
アナログ出力	8ch、16bit、±10V
デジタル入出力	3ch
AFM用高速入出力	入力2ch／出力2ch、14bit、100MS/s（上記chとは別系統。FPGAボード付属の高速AD/DAモジュールを使用）
制御部	FPGA（SoC）によるリアルタイム処理（Zフィードバック、走査波形生成、ロックイン、PLL、AGC）
測定モード	STM／STS（dI/dV）、FM-AFM、Tapping AFM、自励発振
粗動	stick-slipピエゾ駆動（パルス出力）、ステッピングモーター（STEP/DIR）に対応
ホストPC	Mac（Apple Silicon、macOS 15以降）、有線LAN接続
ソフトウェア	GUI、Python API、マクロ機能、LLMによる自律測定（Claude／ローカルLLM、Slack連携）
別途必要	市販のFPGAボード（高速AD/DAモジュール付き）、接続ケーブル、ケース、電源、HVアンプ

8月の記事で「追加を検討している機能」として挙げていた粗動アプローチ、ステッピングモーター対応、Tapping AFM、FM-AFM、マクロ機能（AI自律測定）は、いずれも現在の開発版に組み込まれています。

走査用HVアンプとピエゾステージ用アンプは現在開発中です。こちらも準備ができ次第お知らせします。

組み立て例

本キットと市販部品（FPGAボード・ケース・電源など）を組み合わせて、3Uのラックケースに組み込んだ例です。写真の完成品はキットの内容物ではありません。ケースの選定やパネル加工、電源の構成はユーザーが自由に決められます。

組み立て例：フロントパネル

フロントパネルです。左端は電源LED。BNC 16個は、左半分の4個×2段がアナログ入力（8ch）、右半分の4個×2段がアナログ出力（8ch）です。SMAは上2個が高速AD入力（2ch）、下2個が高速DA出力（2ch）、右端の縦3個がデジタル入出力（3ch）です。下部の穴は吸気口です。

組み立て例：筐体内部

筐体内部を上から見たところです。上段左がAC-DC電源ユニットとシールドケース入りのトロイダルトランス、上段右がFPGAボードと高速AD/DAモジュール、下段左が自作の電源基板、下段右がキットのAD/DAボードです。手前はパネルに取り付けたBNC/SMAコネクタとその配線です。

組み立て例：リアパネル

リアパネルです。左から接地端子、ホストPC接続用のLANコネクタ、排気ファン、ヒューズ・電源スイッチ一体型のACインレットです。

この組み立て例で使用した部品の情報（筐体まわりの部品リスト、底板の穴あけ図、トランスの磁気シールド箱の図面、電源基板の回路図など）は、キットをご購入いただいた方だけがアクセスできるGitHubサイトで公開します。あわせて、操作マニュアル・APIリファレンス・マクロの例題・ソフトウェアのリリースも同じサイトで提供します。