デジタル脳でわくわく楽しいを実現する
内藤です。
いつでもわくわく、楽しいを
追いかけています。
子ども向けデジタル家庭教師！
子ども向けオンライン教室
子どものどうやったらいいのを
内藤がお助けいたします。
「電子工作」の世界
マイコンボード
（Micro:bit、Arduino もろもろ）
半導体、マイコン、システムボード、FPGA
そういわれる世界に28年いたので
電子工作を子どもに広めたい
何でもできるってわかって欲しい
プログラミングとの違いも理解して欲しい
ここって、プログラミングより、さらにもっと
深い世界なんだよなぁ。
位に思っていて
よく、ソフトウェアエンジニア
完全にでっかいシステムとか、面倒なのを
がつがつ作ってる夫と時々けんかになります。
そんなハードウェアエンジニアです。
「電子工作？？」
一番最初に子供たちに電子工作を教えたのは
会社員時代です。
夏休の工作教室を会社で開催していて
会社で開発しているマイコンキットを使ってランタンを作る。
という夏休みのキッズ向けのイベントを会社の組合が
主催で開催し、私は長男が参加する見学者のはずが
えぇ、えぇ、周りは知り合いだらけなので
教室の中にいましたわ。
えぇ。えぇ。もう15年くらい前。
「電圧を変える？？」
マニアな会社なので、その時に
電池→マイコンキットの間には
電圧の違い、が発生するように仕掛けていました。
単3乾電池 1.5V
キットのボードは、0.8V
約 1/2 にする、分圧、と呼ばれる仕組みが
必要になるように作っていました。
それを、抵抗とはんだを使って、ボード上に作ってもらう
までやっていたのです。
考え方は簡単
小学校の豆電球の実験
直列 を思い出して頂ければよろしいかと。
だけど、この電圧を
小学校で教えられているんだろうか？
という疑問。
あとは、感覚で、乾電池の違いをもうちょっと
興味持ってほしいなぁということで。
今日は電圧から、電圧を作る話。
直列からの電圧の考え方
直列と並列って意味わかります？
小学校の教科書、あれでは難しい！！！
左が直列、右が並列
豆電球が明るいのは、直列
長く持つのは、並列。
こう暗記したのではないでしょうか？
ちょっと簡単な図にしてみましょう！
まずは乾電池の電圧の説明
単3乾電池 1.5V
これは、出力の電圧値が1.5Vという意味です。
1.5Vを図解すると、イメージとして、
0Vをマイナス側にして、プラス側が１．５Ｖを持つ。
と考えてください。
幅が1.5V何ですね。
で、これを直列にします。
乾電池を直列にした時の電圧の説明
下の乾電池は、0V（マイナス側）から1.5V（プラス側）で
電圧幅、というイメージの電圧値は１．５Ｖ
上の乾電池は、0Ｖから、１．５Ｖ何ですが
既に下の電池で、下のマイナス側の電圧が
1.5Vなので、電圧幅の1.5Vを足して
1.5V（マイナス側）、3.0V（プラス側）
電圧幅、というイメージの電圧値は1.5V
直列のふたつの電池を外から見ると
0V（マイナス側）、3V（プラス側）
電圧幅、というイメージの電圧値は3.0V
✅電圧のマイナス側を1.5Vにすると、電圧値1.5Vの乾電池の
プラス側の出力値は、
✅1.5V+1.5V=3.0Vになる。
ここまでご理解いただけたでしょうか？
では、3.0Vから、1/2の電圧,1.5Vを作ってみましょう！
これを
分圧
と呼びます。
作り方のイメージ図を、さっきの直列に置き換えます。
さっきの、電池と電池の間真ん中の電圧は
1.5Vでしたね。
そう、3.0Vの半分、1/2です。
感覚的に、同じ抵抗値を２つつなげた真ん中は
1/2かなってことは絵でイメージできるかと思います。
はいココまでで一旦OK
ね、絵にしたら、電圧の幅とかのイメージにしたら
簡単ですよね！！！
という事で
半分の電圧を作る（分圧する）
とは、同じ抵抗値2つを使って
真ん中のポイントの電圧を使う。
という事でした。
はい、ここからはちょっと考えますよ。
さてさて、この電圧、
電源電圧は電圧降下の総和と等しい
というありがたい法則がありまして、左の乾電池電圧と
右側の電圧を3.0Vから0.0vに電圧降下させる総和は
等しいんですね。
なので、上図の抵抗値２つで電圧を3.0Vから0.0Vへ
電圧降下させている絵にになります。
電圧＝抵抗値×電流
という計算式もあり
この時の抵抗２つに流れる電流は同じ
という事もあり
抵抗値と電流が同じなら
電圧＝抵抗値×電流
だから、図の、上の抵抗値を挟んだ電圧幅、電圧値と
下の抵抗値を挟んだ電圧幅、電圧値が、イコールである。
同値である。というのが分かります。
はい、もう一度！！
電源電圧は電圧降下の総和と等しい
ってことは、同じ抵抗値なら、
3.0V＝1.5V+1.5V であることが求められますね。
抵抗値が同じなら、同じ電圧幅、電圧値である。
という事で、抵抗Aと、抵抗Aの間の電圧は1.5V
となり、元の電圧の、1/2になりました―――！
パチパチ！！！
電圧を語りましたが、その位、電子工作には電圧の考え方ら
重要になってきます。
✅重いものを動かすときに使うエネルギー
✅このマイコンボードにつなぐ電源電圧値
✅パソコンとのUSB接続の時の電源
これらを、イメージしないで使ってもいいですけどね
イメージして使った方が
より、安全に、そして頭のイメージをそのままに
物を作ることが出来るんです。
そんな話もする、内藤の電子工作教室は
小学生中学年から、15歳まで
対面の大きな教室は、現在の状況を見て中止しており
zoom、小さな個別の承りを行っております。
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もしくはマンツーマン指導により電子工作および、
CPU、マイコンと呼ばれるICへのプログラミングの指導を
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2時間5000円
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となっております。
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参加費：お一人 3,300円（税込）
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内藤千寿（ないとうちず）
もの作り伝道師。
占星術師。
起業家のデジタル関連サポートの他、
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