はじめての電子工作 お品書き

2024-07-21 日本語 構想 電子工作

電子工作とは？

言葉の定義が広く、人によって想像する範囲はまちまちかもしれません。はんだごてを使って基盤にパーツを固定していくイメージが一般的かもしれません。ある程度頑丈で実際に使えるものを作る場合は必要になってくる技術ですが、もっとお手軽な方法として、ブレッドボードと呼ばれる穴のあいた板に、スイッチや電球（発光ダイオード）や電源を差し込んでいくタイプの工作があります。そのほか、最近では電子回路をシミュレートできるツールもネット上に幾つかありますので、まずはここで設計をして、うまくいったら実際に組む、といったことも可能です。

• ブレッドボード
  • 必要な工具: ニッパー、ラジオペンチ
  • LED,スイッチ,DCモーター
  • LEDキャンドル
• はんだ付け工作
  • 必要な工具: ニッパー、ラジオペンチ、はんだごて(本体、台)、はんだ、吸取り紙
  • IchogDake ハーフキット
• シミュレータ
  • Fritzing
  • Autodesk Thinkercad
• コンピュータ制御
  • IchigoJam
  • RaspberryPi 参考:Dive into RaspberryPi - 電子工作の章

このワークショップでやること

小さなブレッドボードとLEDやタクトスイッチ、ジャンパ線、それから、単三電池の入ったボックスをお配りします。 （足りないものは共有のボックスから自由に抜き取って使ってください） 最初は組み上がりの写真を見ながら、そして段々とヒントを減らしながら、以下のパズルに挑戦してみてください！ 各設問の下に書いてあるのは、最低限必要な部品です。ブレッドボードと電池ボックスは省略してあります。

パズルとは言いつつ、どれもれっきとした電子工作の部品です。間違ってつなぐと部品が急激に熱くなって焼けてしまうことがあります。必ず電池は最後に接続してください。そして、電池を繋ぐ前に「これであってるかな？」ともう一度確認する習慣をつけると良いと思います。また失敗を経験しておくことも大切です。この時間はちょっと自信なくてもどんどん前に進んでみましょう！

基本のパズル問題！

• まずはウォーミングアップ、LEDを光らせよう！
  • LED、1K抵抗(茶黒赤金)
• ボタンが押された時にLEDが光る回路を作ろう！
  • LED、1K抵抗(茶黒赤金)、タクトスイッチ
• 2つのボタンが「同時に」押されたらLEDが光る回路を作ろう！
  • LED、1K抵抗(茶黒赤金)、タクトスイッチx2
• 2つのボタンの「どちらかが」押されたらLEDが光る回路を作ろう！
  • LED、1K抵抗(茶黒赤金)、タクトスイッチx2、ジャンパ線x2
• 赤、青、黄3つのLEDが、それぞれに対応したボタンで光るようにしてみよう！
  • LEDx3、1K抵抗(茶黒赤金)、タクトスイッチx2、ジャンパ線x4
• トグルスイッチでLEDをON/OFFできる回路を作ろう！
  • LED、1K抵抗(茶黒赤金)、トグルスイッチ
• 2個のトグルスイッチのどちらを動かしてもLEDをON/OFFできる回路を作ろう！
  • LED、1K抵抗(茶黒赤金)、トグルスイッチx2、ジャンパ線x3
• ボタンが押されたらモーターが回る回路を作ろう！
  • タクトスイッチ、DCモーター、ジャンパ線x2

回答例

その他のパーツの仕組みを学ぼう！

以下は、各パーツの役割を確認するための課題です。

• スイッチがONの時に充電、OFFになったらコンデンサからの放電でLEDが光る回路を組んでみましょう！
  • LED、コンデンサ、トグルスイッチ、1K抵抗(茶黒赤金)x2
• トランジスタと可変抵抗でLEDの明るさ調整をしてみよう！
  • LED、1K抵抗(茶黒赤金)、トランジスタ、50K可変抵抗、ジャンパ線x2
• フルカラーLEDを赤く光らせてみよう！
  • フルカラーLED、1K抵抗(茶黒赤金)
• フルカラーLEDを緑色に光らせてみよう！
  • フルカラーLED、1K抵抗(茶黒赤金)
• フルカラーLEDを青くに光らせてみよう！
  • フルカラーLED、1K抵抗(茶黒赤金)
• 押したボタンによってフルカラーLEDがそれぞれ違う色に光る回路を組んでみよう！
  • フルカラーLED、1K抵抗(茶黒赤金)、タクトスイッチx2、ジャンパ線x3
  • 解答例はスイッチ2つですが、3つにもチャレンジ！

IchigoJamと連携しよう！

• IchigoJamの「+」「-」端子を使ってLEDを光らせよう！
• OUTコマンドでLEDのON/OFFが出来る回路を作ろう！
• OUTコマンドでフルカラーLEDの色をコントロールしてみよう！
• DCモーターの速度制御をしてみよう！
• サーボモータを動かそう！
• ANAコマンドで照度センサーの値を読んでみよう！

応用編

作りたかったけど、うまくいってなくて、回答例を用意できていないものたち。一緒にチャレンジしてみませんか？

• 照度センサーを使って、暗くなったらLEDが光る回路を作ろう！
• トランジスタを使って、ボタンを押したらLEDが消える回路を作ろう！
• 照度センサーを使って黒い地面に描かれた白い線に反応する仕掛けを作ろう！
• DCモーター2つを同時にIchigoJamから動かせる仕掛けを作ろう！
• センサーとモーターを組み合わせて、白い線の上を走る車を作ろう！（ライントレース）
• サーボモータを使ってロボットの手を作ろう！

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• IchigoJamと連携