計測器のブラウザからの制御　USB｜用語集

USB接続された計測器をブラウザから直接制御する場合、現在最も一般的で標準的な方法は WebUSB API を使用することです。

従来は専用のドライバー（VISAなど）をインストールしたPC上で、PythonやC#のプログラムを動かす必要がありましたが、WebUSBを使えばブラウザ単体で計測器と通信が可能になります。

1. WebUSB API の仕組み

WebUSBは、ブラウザ（ChromeやEdgeなど）が直接USBデバイスと通信するためのJavaScript APIです。

ドライバ不要: OS標準のUSBスタックを介して通信するため、ユーザーにランタイムのインストールを強いる必要がありません。
セキュリティ: HTTPS環境が必須であり、ユーザーがブラウザのポップアップで「接続」を許可したデバイスのみにアクセスできます。

制御のフロー

デバイスの選択: navigator.usb.requestDevice() で計測器を選択。
セッション開始: device.open() で接続し、selectConfiguration() や claimInterface() で制御権を取得。
コマンド送信: transferOut() でSCPIコマンドなどを送信。
データ受信: transferIn() で計測結果を受信。

2. 制御のポイント（SCPI通信）

多くの計測器はUSB-TMC（Test and Measurement Class）という規格に従っていますが、WebUSBでこれらを叩くには、USBのバルク転送（Bulk Transfer）エンドポイントに対して直接バイナリデータを読み書きします。

コードのイメージ

// 計測器（例：SIGLENTやKeysight）にIDNクエリを送る例
const device = await navigator.usb.requestDevice({ filters: [{ vendorId: 0xXXXX }] });
await device.open();
await device.claimInterface(0);

// "*IDN?\n" を書き込み
const encoder = new TextEncoder();
await device.transferOut(1, encoder.encode("*IDN?\n"));

// 結果を読み込み
const result = await device.transferIn(1, 64);
const decoder = new TextDecoder();
console.log(decoder.decode(result.data));

3. メリットと課題

項目	内容
メリット	インストール不要、OSを問わない（Windows/Mac/Linux/Android）、UI開発が容易（React/Vueなどが使える）。
課題	USB-TMCドライバとの競合: Windowsの場合、標準のVISAドライバが占有しているとWebUSBから見えないため、WinUSBドライバへの差し替えが必要になる場合があります。
ブラウザ制限	SafariやFirefoxはWebUSBをサポートしていません（Chrome系のみ）。

4. 代替案：Web Serial API

もし計測器が USB-シリアル（仮想COMポート） として認識されるタイプ（テスターや自作のESP32/Arduinoベースの治具など）であれば、Web Serial API を使う方が実装ははるかに簡単です。

ボーレートなどのシリアル設定だけで接続可能。
writer.write("*IDN?\n") のような直感的な記述ができる。

5. 実用的なライブラリ

ゼロからUSBスタックを操作するのは大変なため、既存のラッパーを利用するのが近道です。

WebUSB-TMC: USB-TMC規格に準拠した計測器をWebUSBで動かすためのオープンソースライブラリなどがGitHubで公開されています。

研究室や工場のラインで「特定のPCに依存せず、タブレットやノートPCを繋ぐだけで即座にグラフ表示したい」といった用途には、非常に強力なソリューションになります。

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