ペルチェ素子というものがあります。
板みたいな形状で、表と裏に温度差があると電圧が発生します。
こんな見た目をしています。
ペルチェ素子にホットコーヒーを入れたカップを置いてみます。
カップはホーロー製で結構熱いです。
↓カップとペルチェ素子を並べたところ。
この時、ペルチェの電圧は0Vです。
ペルチェの上に熱いカップを置きます。
テーブルの面は常温ですので、カップに接触している面とテーブルの面で温度差が生じます。
しばらくすると、0.4Vの電圧が出てきました！
素子の特性を見てみると、表と裏で温度差が66℃あると電圧が15Vくらい出るそうです。
コーヒーを入れたカップでは、それほどの温度差はなかったということですね。
でも、表に熱いものをつけて裏を冷たいところに接触させれば、15Vまでは出るということです。
その電圧でLEDを光らせるとか、電池を充電させるとか、仕組みを利用して工作を考えるのは
楽しいですよね。
電圧を確保する方法を見つけて、電子工作キットとつなげてみましょう！
電子回路の勉強を始めた頃は、トランジスタってよくわかりませんでした。
増幅する部品、というのはわかりますが、
具体的にどうやって選んで使うのか、感覚的によくわからないなあ、
と思っていました。
ある時、トランジスタをスイッチとして使う回路を作った時、
なんとなく、トランジスタの存在意義というものがわかった気がしました。
こんな回路です。
モーターを回す時、手動のスイッチであれば、スイッチを取り付けて、
手でスイッチオンすれば良いですが、
これをマイコンからスイッチオンしたい場合、どうするか。
それはトランジスタをスイッチとして使えば良いです。
トランジスタをONさせるには、マイコンからの信号でできます。
NPNトランジスタを使うのであれば、マイコンから High の信号を出力します。
マイコンの端子は電流があまり流せないので、モーターは直接回せません。
そこでトランジスタを使って、大きな電流をコントロールするわけです。
この回路は、モーター以外にもLEDや豆電球などにも使えます。
一度自分で作ってみるとトランジスタを使う意味がわかってきました。
それから、トランジスタの回路をみると、なんとなく意図がわかるようになってきました。
なかなかトランジスタがピンとこない方、一度このような回路を作って動かしてみてはどうでしょう？
色々な回路あります↓
電子回路ではパスコンという言葉に出会うことがあると思います。
これは、バイパスコンデンサのことで、ICの電源とGND端子間につける
コンデンサのことをいいます。
ICの電源にあるノイズをGNDにバイパス（逃す）し、電源をキレイにして、
ICの動作を安定させる狙いがあります。
ノイズをGNDに逃すためのコンデンサ、と覚えれば良いですが、
コンデンサのはたらき方を見るとちょっとイメージが違います。
↑こんな感じにコンデンサをつけます。
コンデンサとしては、ノイズをGNDに流すというより、
単に充放電をしているだけです。
電源が３Vだとすると、ノイズにより３Vより低い電圧になった場合、
コンデンサに充電していた電気が電源に流れ出し、
電圧の落ち込みを抑えるように働きます。
結果的に、ノイズがコンデンサを通してGNDに流れているように見えます。
コンデンサは交流を通す、と言われますが、
コンデンサの性質は１つで、単純に充放電をおこなっているだけです。
充放電の働きが結果として、交流を通したり、ノイズを流したり、
という現象に見えることになります。
部品の性質を理解していると、どうしてここにこの部品が使われるのか、といったことが
想像しやすくなると思います。
簡単に考えて電子工作を楽しみましょう！
ハンダごては電子工作で必須のものです。
ハンダごては熱くなり、机にそのまま置くわけにはいかないので
ハンダごて台が必要です。
こんなものです↓
こて台にあるスポンジに水を含ませて、不要なハンダがついたコテ先をキレイにします。
スポンジではなく、金タワシみたいなものが付属しているものもあります。
使い方は一緒です。
こて台はハンダごてと同時に購入した方が良いです。
あと、これは個人の好みかもしれませんが、コテ先の形状は平らな形状のものが使いやすいです。
使い古しているので、輝きのないコテ先ですが、先が斜めになっていて面があるものが
お勧めです（正面から見ると斜めの平面が見えます）
平面は面積の大きいところのハンダ付けに便利です。
また、先の尖った部分を利用して細かい部品のハンダ付けもできます。
ハンダごてを購入するときは、以上のことにも気をつけてみてください。
では、電子工作を楽しみましょう！
脈拍を指先から検知して、LEDを光らせる回路です。
新しいキットにできないか実験中です。
ブレッドボードで実験中です。
左端にある長方形の部品はフォトセンサで、
上面に反射物があるかないかで出力が変化する部品です。
今は反射物がない状態で、この時LEDが点灯するようにしています。
ここを指で押さえるとフォトセンサで光が反射して出力が変化し、
LEDが消えます。
指をこのままにしておくと、指先の血流に応じて、LEDが点灯したり
消灯したりします。
これは指先を流れる赤血球が脈拍に応じて増えたり減ったりし、
フォトセンサの反射が変化するためです。
回路はフォトセンサの出力をオペアンプで増幅して、
その信号でLEDを点灯させるトランジスタをON、OFFさせています。
目には見えませんが、指先の赤血球って光の反射を変化させるほど、
量が変わるんだ、ってことわかります。
なんだか不思議ですね。
こういった回路が元になって、医療用のセンサも作られています。
電子回路がわかってくると、身の回りの機器の仕組みにも興味が湧いてきます。
面白いですね！
脳活？！のためにも簡単な回路から電子工作を始めてみませんか↓
電子工作でよく使われるグッズにブレッドボードというものがあります。
こんな感じで、穴がたくさん開いています。
写真のabcde と書いてある列は内部で全てつながっています。
1の行のa-b-c-d-eは全てつながっています
2の行のa-b-c-d-eは全てつながっています
3の・・・・
これを利用して、穴に部品のリードを挿して回路を組み立てていきます。
ハンダ付けが不要ですので、回路の実験がすぐにできます。
慣れれば使いやすくて便利です。
でも、こればっかり使っていると、たまにハンダ付けをしたくなってきます。
ブレッドボードも色々な大きさのものやカラーのものもありますので、
気になったら、取り揃えてみるのも楽しいですね。
ブレッドボードは、設計関係の仕事でも使えるので、
未経験の方は使ってみては。
残念ながら、いなぎ 電子キットではブレッドボードの販売はしていませんので、
ネット通販などで購入してみてください。
人を検出するには、体から出ている赤外線を受信するセンサーを使います。
人体に限らず、動物からも赤外線が出ているので、反応します。
最近よくセンサーライトを見かけます。
そばを通るとライトが点灯する家を多く見かけるようになりました。
防犯には良いですね。
赤外線センサーからは微弱な信号は出てきますので、
それをオペアンプで増幅して、検知信号であると認識します。
オペアンプのICには、検知すると電源レベルになる端子があり、
この端子の電圧で検知したかどうかを知ることができます。
LEDを点灯させるには、この検知信号を使います。
いなぎ電子キットでは、人感センサーライト回路をキットにしています。
自分で部品を自由な位置に挿してハンダ付けするユニバーサル基板タイプと
部品の場所が決まっていて、はんだ付けだけすれば完成するプリント基板タイプが
あります。
この回路は部品が割と多いので、プリント基板タイプが作りやすいです。
どんな回路もそうですが、ハンダ付けをして、思ったように動作すると感動しますよね。
その感動をまだ味わったことのない方、ぜひ体験してみてください。
電子工作をするときはテスターがあると「安心」です。
この「安心」というのが大事です。
テスターはこのようなものです。
安いものですとホームセンターやamazonで1000円くらいで売っています。
写真のものは、¥10,000 くらいだと思います。
(以前勤めていた会社の目上の方にいただきました)
安いものでも良いですが、すぐ故障したりすることがありますので、
ちょっと無理して、5000円〜10,000くらいのものをお勧めします。
テスターがあると「安心」な理由は、
キットをハンダ付けしたあと、
電源を入れる前にプラスとマイナスがショートしていないことを
確認できることです。
ハンダがとなりのリード線とくっついていたりして、プラスとマイナスが
ショートしていると、電池をつないだときに大電流が流れて、部品が壊れてしまいます。
この確認ができるだけで「安心」です。
ショートしていないことを確認して、電源を入れたけど、動作しないというときは、
接続チェックがテスターでできます。
つながっていなくてはいけないところが、つながっていない、ということを発見できます。
これは目視で確認するより確実です。
テスターがあると、最初の動作の「安心」と動作しない時の不具合探しが確実にできます。
電子工作をしている方、これから始める方、もしテスターをお持ちでなかったら、
思い切って購入してみてください。
後悔はしないと思います。
電子工作のお手伝い↓
自宅の庭にネコが入り込んで、粗相をするということがあり、
ネコが嫌がるという超音波を発生する装置を作りました。
ネコが嫌がるという周波数 25kHz〜65kHz を発生させる回路です。
この周波数は人間には聴こえません。
周波数の発生はarduinoを使っています。
ネコの検知は人感センサーライトキットを改造しました。
ネコを検知すると 25kHz〜65kHzの周波数を５秒おきに
約30秒間、ランダムに発生させます。
スピーカーは超音波スピーカーと言われるものです。
人間には聴こえないので、どのくらいの音量で超音波が出ているのか、
そもそも本当に鳴っているのかもわからないのですが、
とりあえず、庭の片隅に設置しています。
効果は、、、粗相される回数は激減したのですが、
ゼロではないところが、効果があると言い切れないところです。
でも、こういう工作は楽しいです。
プログラミングの勉強にもなりました。
↓改造したキットです。
電子工作でのハンダ付けには、
ハンダゴテ
ハンダ
ハンダゴテ置き台
ニッパー
ピンセット
が必要ですが、ハンダ吸い取り線 があると便利です。
こんな感じのものです。
ユニバーサル基板に間違えてハンダ付けしてしまった時や、
ハンダをたくさんつけすぎて、隣の部品とくっついてしまった時など
ハンダ吸い取り線を不要なハンダに当てて、
上からハンダゴテを押し付けるようにすると
ハンダが吸い取り線に吸い取られていきます。
ハンダが無くなったら、部品を基板から外すことができます。
ぜひ、１つ持っておくと良いです。
ホームセンターや秋月の通販などで購入できます。
電子工作を始めたくなったら、いなぎ電子キットへ！
