AM-8001K サーモロガー ビューア
安立計器の小型サーモロガー AM-8001K に溜めた測定データを、専用ソフト無しでUSB経由でPCに取り出して見る／出すためのビューアです。
本体の通信仕様が公開されていないため、自分で解析（リバースエンジニアリング＝完成品から内部の仕組みを読み解くこと）して作った“読み取り専用”ツール。保存データをワンクリックで吸い上げ、グラフ表示・複数記録の重ね比較・カーソルでの値読み取り・CSV/Excel出力ができます。本体には一切書き込まないので、何度読み出しても安全です。
使い方
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画面の見方
上に［⬇本体からダウンロード］［開く］［デモ］［CSV出力］［Excel出力］のツールバー、左カラムに『セッション情報／チャンネル（記録の一覧）／記録間隔／グラフの拡大範囲』のパネル、右は上＝折れ線グラフ・下＝データ表の2段構成。起動直後はデータ未読み込みで、本体から読み出す・保存済みファイルを開く・例（デモ）を表示、の3通りで読み込めます。
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本体から読み出す（専用ソフト不要・読み取り専用）／記録間隔は自動
本体をUSBでつなぎ計測を停止して［⬇本体からダウンロード］を押すと、保存データを読み取り専用で吸い上げます（消去・設定変更はしない設計・約15秒）。画像は取得済みデータ（Rec0〜Rec5の6記録）を読み込んだ状態で、Rec0＝室温21.9℃から527℃まで上がる昇温ランプ（151点）が表示されています。左の『セッション情報』に機種・点数・記録数が出ます（点数はいちばん長い記録の点数）。記録間隔は本体のヘッダから自動取得（ここでは 0.1秒/点）され、横軸が自動で経過時間（151点×0.1秒＝0〜15秒）になります。
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複数の記録を重ねて比較する
1回の読み出しで複数の記録（この本体ではRec0〜Rec5の6本）が入ります。左一覧のチェックで表示する記録を選ぶと、色分けして重ね描画。画像はRec0〜Rec3とRec5の5本にチェックを入れた例（点数の多いRec4＝2459点は外しています）。Rec0だけが室温→527℃へ立ち上がり、ほかは室温（約24〜25℃）で待機していたことが一目で分かります。既定では先頭のRec0だけ表示し、見たい記録だけチェックします。
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グラフ上でカーソルを置いて値を読む
グラフにマウスを置くと、最寄りの点に縦線とマーカーが付き、グラフ上の大きなパネルに『経過時間（点番号）｜記録名: 温度』が表示されます。画像では 8.2秒（点82）で Rec0 が 335.0℃。横軸は記録間隔×点番号で求めた経過時間です（本体の固定時刻は使いません）。
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記録に名前・メモを付ける（再読込で自動復元）
各記録の［✎］ボタンで『記録の編集』が開き、名前とメモを付けられます（画像例：名前＝昇温ランプ（室温→527℃）、メモ＝Ca 試料・40min・0.1秒/点）。名前・メモは記録の中身から作るハッシュ（SHA-256＝内容が同じなら必ず同じ値になる指紋のようなもの）をキーに別ファイルへ保存され、同じデータを次に読み込んだとき自動で復元されます。
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CSV / Excel に出力する（本体データは非破壊）
［CSV出力］／［Excel出力］で、チェック中の記録をまとめて書き出します。列は『点番号・経過時間(s)・Rec0(℃)・…』の統一形式。画像は出力直後の状態で、上のステータスバーに保存先（…\ams_demo_export.csv）が出ています（保存後に「開きますか？」の確認も出ます）。本体のデータには一切書き込まないので、何度でも読み出して出力できます。
ダウンロード
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AM-8001Kビューア（Windows・ZIP） ↓
約29MB・展開して AMS800Viewer.exe を起動／初回のみ同梱Zadigでドライバ設定（Windows）
仕組みと使った技術
全体の流れ
- 1. USBドライバ設定（初回のみ）: ZadigでAM-8001K（VID_1599&PID_0001）にWinUSBを割り当てる。公式ドライバ（dcusb.sys）はPID_0002向け・署名失効のためWin10/11では使えず、WinUSBが現実解。
- 2. 接続確認: アプリ起動時にWinUSBが実際にオープンできるか試行（winusb_openable）して本体の接続・ドライバ状態を判定する。PnP照会フラグでなく実open試行を正とすることでZadig再導入後の誤検知を防ぐ。
- 3. ダウンロード（プロトコル実行）: 確定済みASCIIキーワード6種（END/STATUS/STATUS2/TRANS/N/NEXT）を許可リストに固定した read-only プロトコルで通信。送信後にsettleペーシング（120ms）を挟み、永続バッファでCR境界までフレームを読み切ってからNEXTを送る。終端（YYYY）受信を成功条件に必須化し、途中打ち切りを成功扱いしない。
- 4. デコード: 受信した ASCII-hex ブロック列をレコードに分解し、記録間隔をヘッダ byte8-10（例 010083: 先頭4桁=値100→0.1s、末尾2桁83=ミリ秒フラグ）から自動取得。公式ソフトのパースコード（CString::Mid + atoi）を逆追跡して特定し、実機100msの既知値で裏取り済み。
- 5. 整合検証: チェックサム検証と自動リトライ（settle 80→120→300ms）をアプリ層で実施。生バイナリは Output/ に日時付きで自動保存。
- 6. 表示・比較: 取得した複数記録を「各記録＝1チャンネル」に写像して重ね比較。折れ線グラフにカーソルパネルで点番号・経過時間・温度を表示。記録の名前・メモは内容のSHA-256ハッシュをキーにサイドカーJSONへ永続化し、再読込で自動復元。
- 7. 出力: CSV・Excel（点番号/経過時間(s)/Rec0(℃)…の統一列）で出力。ExcelはopenpyxlでXLSXを生成し、pandasへの依存を排除してexeを軽量化（24MB）。
使った技術
- Python 3.9+
- アプリ全体の実装言語
- Tkinter（標準ライブラリ）
- GUIフレームワーク。matplotlib不使用で折れ線グラフをCanvasに直接描画
- ctypes（標準ライブラリ）
- WinUSB APIをPythonから呼び出すUSBトランスポート層（winusb_transport.py）
- openpyxl
- Excel出力（pandas不使用でexeを軽量化）
- WinUSB（Windows組み込みドライバ）
- AM-8001KへのUSBバルク通信の基盤。Microsoft純正・署名済みのためSecure Boot環境でも動作
- Zadig（同梱ツール）
- AM-8001KへのWinUSB割り当てを自己署名込みで自動処理する初回セットアップツール
- PyInstaller
- Python不要の単一exeへのビルド（--windowed --onefile）
実装の工夫
- プロトコルは送信コマンドを許可リスト6種（END/STATUS/STATUS2/TRANS/N/NEXT）に固定したread-onlyコマンドのみに制限。メモリ消去・時計設定・リモート設定は構造上送れない設計にし、非破壊を保証。
- プロトコル解析フェーズ（protocol_candidates.pyによる候補台帳管理）と本番ダウンロードフェーズ（am8001k_download.py）を別モジュールに分離。未知コマンドはblocked/ready_to_try/tried/rejectedの状態管理で送信前に人間レビューを必須化した。
- USB読み出しはポーリング連射でなく「送信→settleペーシング→CRフレーム境界まで読み切り→確認→次へ」の順次処理に統一。連射時は装置が脱同期してチェックサム不一致・データ破損が発生することを実機で確認し、settle=120msで安定化（約12秒・約5倍速）。
- 記録ラベル（名前・メモ）の永続化キーは生バイトではなく「正規化した内容（点数＋丸めた値）のSHA-256」を使用。保存形式差（.bin/.csv等）で同じデータが別物と判定されないようにしている。
- WinUSBの接続判定は特定GUIDの一致ではなく実際にopenできるか（winusb_openable）を真とする。Zadig再導入で汎用GUIDに登録された場合にGUID照合では誤ブロックが発生することを実機で確認して修正した。
- windowed exeではsys.stdout/sys.stderrがNoneになるため、起動時にNoneガード付きの_force_utf8()でStringIO差し替えかreconfigureを行い、cp932対策テンプレートによる.buffer参照クラッシュを防ぐ。
用語
- AM-8001K / サーモロガー
- 安立計器（Anritsu Meter）の小型温度データロガー。設定間隔ごとに温度を本体メモリへ記録し、後からPCへ吸い上げて解析する測定器。
- リバースエンジニアリング
- 仕様書が手に入らない完成品（ここでは本体とUSB通信）から、外側の観察と純正ソフトの解析で内部の仕組み・通信手順を読み解くこと。本ツールはこれで通信仕様を特定して作った。
- 記録 / Rec
- 1回の測定（計測の開始〜停止）で得られる1本のデータ列。本体には複数の記録が溜まり、ビューアでは Rec0・Rec1… と並ぶ。
- 記録間隔
- 1点を記録する時間の刻み（例 0.1秒/点）。本体のヘッダに埋め込まれており、ビューアが読み込み時に自動取得して横軸（経過時間）に使う。手入力で上書きも可能。
- 経過時間（横軸）
- 記録開始からの時間。記録間隔×点番号で計算する。本体の絶対時刻（2004年固定）は使わない。
- WinUSB / Zadig
- WinUSBはWindows標準の汎用USBドライバ（Microsoft純正・署名済み）。Zadigはそれを本機に割り当てる初回セットアップ用の同梱ツール。
- 読み取り専用（非破壊）
- 本体には読み出しコマンドしか送らず、メモリ消去・時計設定・設定変更は一切しないこと。元データを壊さないので何度でも安全に読み出せる。
- 昇温ランプ
- 温度を一定速度で上げていく測定。Rec0 がこれで、室温21.9℃から527℃まで連続的に上昇している。
- チェックサム
- 受信データが途中で壊れていないかを確かめる検算値。各ブロック末尾の値と照合し、不一致なら警告して取りこぼしを検知する。