エレショップblog

半導体・センサー・マイコン・電子工作キットほか、各種電子部品の専門店「共立エレショップ」から主に電子工作の関連情報をお届けします。 http://eleshop.jp/


記事担当:
ハンダ付け必須-非マイコン系


シリコンハウス2階で見つけた1枚の『電子工作のススメ』的なチラシ。
ElectricMusicBox-1

これを作ってみようと思い立ったオカポンは、ブレッドボードを使って回路図を参考に組み立て、無事メロディICを鳴らすことに成功したのだった!

ElectricMusicBox-3

ElectricMusicBox-4


そして次なるステップとして複数のメロディICをスイッチを使って個別に鳴らそうと試みた
が、何故かスイッチひとつですべてのメロディICが鳴ってしまうと言う回路ミスをやらかしたりしつつも、なんとかすべてのメロディICを個別に鳴らすことに成功したのだった!
ElectricMusicBox2-18


★前回の記事はこちら
電工女子★電子オルゴールを作ります!★2

と言う訳で、今回は次なる野望を叶えたいと思います!

今回はですね。
メロディICを鳴らすスイッチを押すと、LEDが光るようにしたいなぁと。
最終的にはそのLEDで曲名を照らし出せたらなぁ…とか思っています。

と言う訳で、実験のためにメロディICを鳴らす回路を一つ、端に寄せて実験です。
ElectricMusicBox3-01
この回路にLEDを入れて、スイッチと同時に光らせたいわけなのですよ。

まずはここにLEDを入れてみました。
ElectricMusicBox3-02
メロディICと電解コンデンサが並列に入っているところ。
そこにLEDも並列に入れてみました。
この部分は電源のプラスとマイナスが直に通っているところなので、大丈夫だろう、と。

ではスイッチを押してみます!
ElectricMusicBox3-03
あら・・・
光りませんでした。
ここに入れてもダメなようです。

では次。
ElectricMusicBox3-04
スイッチの向こう側、スイッチを押すとつながって電気が流れるところに入れてみました。
さっきもLEDは光らなかったけどメロディは流れたので、ここには電気が来ているはず。

ではスイッチON!
ElectricMusicBox3-05
あれ?
やっぱり光らない・・・
なんで????
と悩んでいると、先輩社員さんに「そういう時はテスターを使って電圧を測ってみたら?」と言われました。
テスターか・・・
薄々そんな気がしてたんですけど、あんまり使ったことないから面倒だなぁって・・・

逃げてても仕方ないので使い方を聞きながらLED部分の電圧を測ってみると、なんと0.6Vしか流れてませんでした
なんてこったい!
単純に電圧不足で光ってなかっただけでした。

と言う訳で、電源を電池からACアダプタに変更することに。
エレショップの商品ページを見ると、メロディICは3Vくらいまでは定格の範囲内だったので、DC3VのACアダプタを用意しました。
ElectricMusicBox3-06
このACアダプタに、作業スペースの部材入れに入っていたブレッドボードに挿すための(?)変換コードを装着。
ElectricMusicBox3-07
これでブレッドボードにDC3Vを入れられるようになりました。
誰だか知らないけど便利なもの作っててくれてありがとう!


これで電源もバッチリのはず!
気を取り直してスイッチを入れると・・・・
ElectricMusicBox3-08
光った!LEDが光ったぁ!!

これでバッチリだ!と思ったのも束の間。
前回スイッチをいれるとすべてのメロディICが鳴り出したトラウマが・・・・・

恐る恐る別のスイッチを押してみると・・・
ElectricMusicBox3-09
予感的中!やっぱり光ったァァァ・・・

よく考えたら、前回の失敗と同じく、ブザーと並列でLEDを入れてることになるのでそりゃ光りますよね。
まぁ先輩に言われて分かったんですけど・・・

では、と。
最初にダメだった、電解コンデンサと並列にいれる方法はどうだろうかと試したところ・・・
ElectricMusicBox3-10
そりゃそうですよね。
さっきも書きましたけど、この部分って電源がそのまま来てるところなんですから、スイッチとか関係なく光りっぱなしになりますよね!知ってた!

そんなこんなでイチから回路をやり直しとなりました。
もうどうしていいかわからなくなったので、素直に先輩社員さんに助けを求めてできたのが
↓の回路。
ElectricMusicBox3-11
電源のプラス側からメロディICに繋がる部分にスイッチを入れました。
なるほど、こうすればスイッチを入れない限り回路全体に電気が流れることはないんですものね。
案外単純な話で 驚きました。
で、注意点としては、タクトスイッチの性質上、プラス側に刺さる足を1本折り曲げて、ブレッドボードに刺さらないようにしました。
タクトスイッチの構造上、こうしないと常にプラス側とメロディICがつながった状態になってしまってスイッチの意味がなくなるんだそうです。
タクトスイッチは対角線につなぐ」というのが間違いを防ぐ基本なんだそうです。

で、この状態でメロディを鳴らしてみて気づいたことが。
スイッチを離した後も少しの間メロディが流れてしぼむように消えていくんです・・・
なんか気持ち悪い・・・
これ、なんでかと言うと、コンデンサに電気が残っている間はメロディICが鳴り続けるそうなんです。
もともとこの電解コンデンサは、電源電圧の低さを補うために入れられてるそうなので、電源を3VのACアダプタにした時点で必要なくなっていたんですね。

と言う訳で、このいらなくなった電解コンデンサの代わりにLEDを入れてみました。
ElectricMusicBox3-12
これでスイッチを押すと、メロディICにもLEDにも電気が流れて、LEDが光りつつメロディも流れる、んじゃないかな?と。

では、緊張の、スイッチ、ON!
ElectricMusicBox3-13
やった!鳴った!光った!!
大成功!!

そしてこれまた緊張の、別のスイッチを押してみると・・・
ElectricMusicBox3-14
光りません!
LEDは光りませんでした!!
やりました!大成功です!!
ここまで結構頭使って正直知恵熱気味でしたが、今はランナーズハイみたいな感じです!


と言う訳で、今回作った回路を増殖させていきますよ!
まずは一つ!
ElectricMusicBox3-15
2つ目の回路は緑色のLEDを使ってみました。なんかキレイですからね!

2個目の回路のスイッチを押すと!
ElectricMusicBox3-16
バッチリこの回路だけのLEDが光って、この回路だけのメロディICが鳴りました!

ルンルン気分で最初の回路のスイッチも押してみますよ!
ElectricMusicBox3-17
・・・・・・
・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

なんで隣のLEDも光ってるの!?
え、まって、だって関係ないじゃん・・・・
回路的にもつながってないはずなんじゃぁ・・・・・


え~なんで~~~・・・・・


と言うところで今回は時間が来てしまったのでここまで!
次回、この謎の現象について探っていきますよ・・・・


みなさんも是非、原因を考えてみてくださいね(´;ω;`)


(記事:オカポン)
更新予定:毎週木曜日(次回は4月4日です!) 

記事担当:
ハンダ付け必須-非マイコン系


皆さん、SDGs(エス・ディー・ジーズ)という言葉はご存じですか?
叫ばれ始めたのが2015~2016年頃からなので、いまや聞いたことがないという人は少ないのではないでしょうか。

SDGs(エス・ディー・ジーズ)とは「持続可能な開発目標」という意味で
2030年までに持続可能でよりよい世界を目指す国際目標です。

貧困をなくす、質の高い教育をみんなに、人や国の不平等をなくそう、海の豊かさを守ろう
など17個の目標を、2030年までに達成をめざしています。


そして、SDGsの17個の目標(ゴール)のうちの一つ
「エネルギーをみんなにそしてクリーンに」というのがあります。

すべての人に手ごろで信頼でき、持続可能かつ近代的なエネルギーへのアクセスを確保するのが目標ですが、それに適しているのがエコエネルギー、再生可能エネルギーとも呼ばれるエネルギーです。

再生可能エネルギーとは、石油や石炭、天然ガスといった有限な資源である化石エネルギーとは違い、
太陽光や風力、地熱といった地球資源の一部など自然界に常に存在するエネルギーのことです。
その大きな特徴は、「枯渇しない」「どこにでも存在する」「CO2を排出しない(増加させない)」の3点。

石油や石炭のように無くならないので、ずっと使える(持続可能)ですし、
「どこにでも存在する」ので、他の国に頼らず、世界中すべての人が利用しやすく
「CO2を排出しない」ので、クリーンなエネルギーです。


(1)太陽光、(2)風力、(3)水力、(4)地熱、(5)太陽熱、
(6)大気中の熱その他の自然界に存在する熱、(7)バイオマス(動植物に由来する有機物) の7種類のうち

今回は風力を利用したエネルギー、風力発電について学べるキットをご紹介します。


1.風力発電組立キット

キットの中身はこんな感じで、それほど難しくはない感じですね。
2.セット内容

ではさっそく、中に入ってる組立説明の通りに作っていきましょう。

まずは、型抜きのようになっている木材から台座の足の部分4つを取り出して組み上げます。
それぞれの穴にはめ込んで組み立てるのですが、台座を安定させるためか簡単にバラけないように
結構差し込むのがきついです。

ゆっくり、しっかりはめ込まないと、雑に扱うこうなります。。。

3.台座の足破壊

ま、まぁこれくらいなら、木材ですので木工用ボンドで接着すれば大丈夫
で、台座の足は完成。
4.台座の足完成

台座も取り出して、先ほどの台座の足をはめ込みます。
5.台座はめ込み

しっかりした台座ができたら、モーター取付板もはめ込みます。
6.モーター取付板はめ込み

お次はモーターとコネクタをつなげます
7.モーター結線1

先っぽのビニール被膜は簡単に取れますので、この状態にして
8.モーター結線2

黒と黒、赤と赤どうしをより合わせます。
9.モーター結線3

付属の組立説明には、このままゴムキャップをかぶせて接続完了となっているのですが
そんなので満足はできません。
そう、電子工作に慣れ親しんだ我々には、銅線はハンダでつなげるのがスタンダードのはず!

10.ハンダ付け

2本ともハンダ付けをして
11.ハンダ完了

ハンダ箇所は、むき出しにせずゴムキャップをかぶせます。
12.ゴムキャップかぶせ

で、出来上がったモーターをモーター取付板にはめ込みます。
コネクタも下の穴に入るので、入れてください。

13.モーターはめ込み1
14.モーターはめ込み2

結束バンドがあるので、ケーブルが邪魔にならないようにモーター取付板に固定します。

15.結束バンド1
16.結束バンド2

最後にプロペラをモーターの軸に取り付け
17.プロペラはめこみ

LEDをコネクタに差し込んで完成!
18.LED差し込み
19.風力発電キット完成

そんなに難しいキットではないので、ハンダ付けをしなければ人によっては5分くらいでできると思います。

では実際にプロペラに風を当てて、LEDが光るか確認しましょう。
LEDは+と-があるので、さす方向を間違えないように注意。
外に持って行ってもいいですが、たまたま強風が吹いてるとも限らないのでお口でフーフーします。

20.LED光る

ちゃんとLEDが光ってますね!
台座がしっかりしているので、このくらい光らせる程度なら倒れる心配もなさそうです。

組立説明には、風力発電機の仕組みも図を交えて描かれていますので
仕組みの勉強もできるようになっています。

簡単に説明すると、モーターが回ることで中の磁石がコイルに近づいたり離れたりして、電磁誘導という仕組みでコイルに電流が流れるんですね。


さて、キットは完成し動作の確認もできました。
これからは、実験のお時間です!

まずは、LEDをもっと明るいものに変えてみましょう!
明るいは正義です!

今回は日亜化学の緑の高輝度LED(★NSPG500DS)をチョイス。
ところが、フーフーしますがなかなか光りません

キットに元から付属の赤色LEDは、2Vくらいで光るのですが
チョイスした緑の高輝度LED3V必要です。

もっとパワーを!
ということで、本気でフーフーすると。。

21.コケる

こけちゃいました。

本気のフーフーで倒してしまいましたか。
大人げないとはこのことですね!

ってことで、台座に重しをのせて本気のフーフーにたえれるようにしてあげると

22.緑LED光る

やったぜ、あっかるーい!
ちゃんと3VのLEDでも光らせることができました

でも、光るだけじゃ物足りない!
実際にこの風力発電キットをどう使おうかと考えたときに、風の強い日センサーとかどうだろうと思ったわけです。
でも光ってても、気づかない可能性はありますよね。

ってことで今度はブザーを鳴らしてみようと思います。

先ほどは3VのLEDを光らせるのに結構大変だったので
今度は1.5Vで鳴るブザー(★LF-MB12B01)をチョイスしました。

23.ブザー

でも足の間隔は広く、そのままではささらないので、両端にミノムシクリップのついたケーブルでつなぎます。
このブザーも+と-があるので間違えないように。
24.ブザー接続

ここで、フーフーは疲れてきたのでサーキュレーターに登場してもらいました!
強風を想定しているので、実験のたびにフーフーは頭が痛くなってくるのですよ。。
扇風機とか、ウチワでもいいかと思います。

25.サーキュレーター登場

では、実験開始!
※音注意

んんー?
音小さいし、なんか変な音?


このブザーの本来の音は、こんな感じの音なんです。

さて、なぜこんな変な音なのか。
その答えは、電気の直流と交流にありました

モーターの電磁誘導で得られる電気は、交流になります。
これは、モーターが回ることで中の磁石がコイルに近づいたり離れたりすることで電気が得られるのですが、磁石が近づくときと、離れるときは、起こる電気の向き(電流の向き)が変わります。
ですので、交互に+の向き、-の向きと電流が流れるわけです。

このブザーの必要な電源は直流1.5Vなので、+の向きに電流が流れてるときは音が鳴り
-の向きに電流が流れているときは、音はなりません。

この鳴る、鳴らないを短い時間で繰り返しているために変な音になり、音も小さくなってしまっているのです。

というわけで、電気を交流→直流にかえてあげればブザーの音もマシになるはず。
交流から直流に変換する回路をつくります。

使用するのは、ブリッジダイオード
ダイオードが中に4つ入った構造で、+の端子から+の電流が、その向かいの端子から-の電流が出力され、あと2つの端子は入力用の端子で交流の電流を入れてあげます。
交流の電気を流すので、入力用の2つの端子に向きはありません。

28.ブリッジダイオード

このブリッジダイオードと、コンデンサを使って「全波整流回路」を作ります。
交流→直流に変換する回路には、半波整流と全波整流とがあり、どちらもダイオードの正方向しか電流を流さないという特性を利用して整流を行います。

半波整流はその名の通り、ダイオード1つで電気の向きが逆向き(-)になったときには電流を流さず、+のときだけ電気を流すので、半分の波(-になる波)を打ち消して、電気を流す→流さない→流すの繰り返しになります。

全波整流はダイオード4つでブリッジ状に回路構成することで、電気の向きが逆向き(-)になった時も+に反転して出力します。
全部の波を+だけにして、電気を流します。

回路図としては、こんな感じ。

29.整流回路図

入力の交流の電気は①の状態で、波が+と-を繰り返しています。
この交流の電気が、ブリッジダイオードに入力されると、-の波は反転して+の波になり②のような波が出力されます。
最後にコンデンサに充電してから電気を取り出すことで、波のへこんだ部分が減り③のような波になります。

出力のコンデンサの数を増やしたり、出力電流に合わせてコンデンサの容量を計算してしてあげると
波はもっとまっすぐになり、直流に近くなります。

そして完成したのがコチラ

30.整流回路

この回路を、風力発電キットとブザーの間に入れて、再度の実験!
※音注意

まぁ、選んだコンデンサも適当ですしこんなもんですかね。
回路を入れる前よりかはマシな音に、音の大きさも大きくなったと思います。


今回の風力発電組立キットは実験・学習用ですので、得られるエネルギーも少なく実用的とは言い難いです。
では、もっと大きなエネルギーを得るにはどうすればよいのか
大きなモーターを使う、プロペラを大きくする、発電機を2台・3台と並べて使う、
直接電気を使うのではなく充電池にためてから使うなど、いろいろ考えてみるのも面白いと思います。


みなさんも色々試してみてくださいね♪


(記事:TOY)
更新予定:毎週木曜日(次回は3月28日です!) 

記事担当:
ハンダ付け必要-マイコン系


本日は!
先週作成し始めました、WonderKitの★「音が鳴る貯金箱Liteキット / PG-BK05」の続きです!

→前回はこちら


前回は基板の作成までしました。
今回はその続き、動作チェックと紙箱への組み立てを行います。


まずは動作チェックから。
基板のスイッチがオフになっていることを確認して、電池を入れます
PG-BK05-2-11


次にジャンパーにソケットを装着します。
このジャンパーソケットの位置で鳴らすサウンドが決まるので超重要な選択です。
今回は1番(キャッシュレジスター(チーーーーンっ))を選びました。
PG-BK05-2-9
ちなみにこのジャンパーソケットを付けなかったり、間違った付け方をした場合サウンドは再生されません
動作確認の時に音がならない時は、ジャンパーソケットの位置も確認してみてくださいね。

で、スイッチをオンにすると、赤いLEDが光って、キャッシュレジスター(チーーーーンっ)と起動音が1回なります。
※セラミックコンデンサ 0.1μF(別売)を基板(C1とC2の間)に取り付けると、起動音が鳴らないようにすることが出来ますよ!
PG-BK05-2-10


次は、きちんとコインに反応するかのチェックです。
コインを投入口に通して、正しく反応するか確認します。
コインをセンサーの位置まで下げると・・・
PG-BK05-2-12
光りましたーーーー!!
センサーが反応した目印のLEDが無事点灯してくれました。

ここで注意ポイント
コインは導電性があるので、コインで基板のハンダ付け箇所に触れないようにしてください。
回路が短絡して、せっかく作った基板を壊しちゃう原因になりますよ…!


さて、ここまで出来たら他の効果音もちゃんと音が鳴るか、確認します。
ジャンパーソケットの位置を変えて、コインを通して・・・
PG-BK05-2-13

PG-BK05-2-14

うん、大成功です!!!
ちゃんと3つの効果音がなりました!

これで基板の動作確認は終了です。
なんにも問題なくてよかった!


という事で、次は紙箱を組み立てます。
PG-BK05-2-2


まずは、箱を四角く広げて…
PG-BK05-2-3


底の部分を組み立てます。
写真のように、一番大きいところを山折り(内側に折る)、
PG-BK05-2-4

次にその隣の左右を山折り、
PG-BK05-2-5

最後に下にところを山折りして、ググっと押し込んで挿し込みます。
PG-BK05-2-6


これで底部は完成です!
PG-BK05-2-7


フタ部分もあらかじめ曲げる所に折り目がついているので、すべて山折りにしていくだけでOK。
PG-BK05-2-8
これで紙箱の組み立ては完了です。
とても簡単でした。


次に、基板と紙箱を合体させます。
基板に入れていた電池は、一旦取り外しておきます。

まずは、基板の向きと紙箱の向きを合わせます。
PG-BK05-2-20

コインを入れる口の位置をあわせましょう。

位置を確認したら、基板にネジを差し込み、裏側にスペーサーを通します。
PG-BK05-2-21


そのまま紙箱の穴にネジを通して、裏面でナット止め。
PG-BK05-2-22

PG-BK05-2-23
↑こんな感じ。

ということで、残りの3箇所もスペーサーを基板と箱の間に通して、ナットで止めていきます。
PG-BK05-2-24


フタの裏面はこんな感じ。
PG-BK05-2-25



これで完成でございます!!!
ただ、白箱なのはさみしいので、千代紙やらキラキラシールやらで飾り付けていきます。

切って貼って・・・
PG-BK05-2-15

PG-BK05-2-16



完成です!!!
PG-BK05-2-26

PG-BK05-2-27

PG-BK05-2-28

ふぉっふぉっふぉっ!心ゆくまでデコりましたよ!!

中はね、こんな感じ。
PG-BK05-2-29


さて、ではどんな音なのか、動画を撮りましたので聞いてみてください!!
※コインのチャリチャリした音が入ってます。スミマセン。




という事で、音のなる貯金箱が完成いたしました!!!






ええ、完成したんですが、このキラキラの箱の上に基板が乗ってるのが・・・・やっぱり、イヤだなぁ。
可愛くない・・・・

ということで、改造しようと思います!
そう、基板をフタの裏に設置して見えなくしてしまおうと!

ただ、この改造には注意点が有ると開発担当の人から言われたので、書いておきますね。
(1)電池の取り外しをする場合は、一旦基板を外さないとダメ。
(2)効果音の差し替えをするときも、一旦基板を外さないとダメ。
(3)コインを入れる際、基板のスリットにきちんと入れないと最悪基板が壊れる。
※1
※1.先ほども書きましたが、コインが導通性を持っているので、基板上のハンダ付けしたところにコインが当たるとせっかく作ったのに基板が壊れちゃいます。
 紙箱のコイン投入口と基板のスリットが離れている上に、紙箱のコイン投入口のほうが穴が大きいので、適当にコインを入れるとフタと基板の間にコインが入ってしまって基板をショートさせてしまう可能性が・・・


そんな注意事項はちゃらヘッチャラだぜ!!むしろオラ、ワクワクしてきたぞ!!
ということで、追加部品を用意します
・15mmのスペーサー★「絶縁POM(ポム)スペーサー 六角 M3×15mm [RoHS] / SJA-315」を4つ
PG-BK05-2-1


★「ナベネジ(+) M3x6 鉄 ユニクロメッキ★受注単位有★ / M3-6」を4つ
※今回オカポンが使ったネジですが、実は↑のネジでは無いです。
 作業場所のネジ箱の中に転がっていた、頭が平べったいタイプのネジを使いました
 基板を止めるだけなので頭の形はそんなにこだわらなくてもいいと思います。

ということで、キットに入っていたネジを使って、基板に15mmのスペーサーを立てます。
PG-BK05-2-17
基板の上にフタが来るので、スペーサーも基板の上側に取付けます。
さっきと逆ですね。

スペーサーを立てたら紙箱に取り付けて、追加ネジでフタの表面から取り付けます。
PG-BK05-2-30


フタを閉じるとこんな感じ。
PG-BK05-2-31
きれいに更地になりました。

紙箱のコイン投入口から基板のスリットまで15mmあるので、ちょっと遠いですね。
PG-BK05-2-18

コイン入れるとこんな感じ。
PG-BK05-2-19
これは雑に入れるとコインがスリットに通らないわ・・・


・・・というわけで、そこからフタ部分もシール貼ったり、デコったりとキラキラさせました!!
じゃん!!!
PG-BK05-2-32

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オカポンの好きなものをこれでもかと詰め込んだ、見ててテンション上がる貯金箱になりましたよ!!
コイン入れると、ちゃんと歓声と拍手(ワーーーー!パチパチパチ・・・)で盛り上げてくれるし、いう事無しでございます!


皆さんも、ぜひ作ってみてくださいね♪

(記事:オカポン)
更新予定:毎週木曜日(次回は3月21日です!) 

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