楽しく遊ぶための初心者にもわかる電子工作のヒント

このページは関連の記事を簡単に紹介しています、「インデックス」のページです。
順次、回路を作ったり実験をしたりしながら内容を進めます。

この記事は、シニア世代の方があまり費用をかけることなく電子工作を楽しんでいただきたい・・・と言う気持ちで記事を書いています。 


目次のページです

このページは記事の全体紹介です。新しい記事は順次加えていきます。
気に入ったところから読んでください。


工作に入る前に

最小限必要なことのおさらい(1-1)

どうしても、回路、電源、オームの法則などの最低限必要な事柄は避けて通れません。加減乗除で理解できます。避けるより、覚えてしまいましょう。

回路図は、フリーソフトBSch3Vを使わせていただいています。無料で、私も1から使わせていただいていますが、うまくできています。記事中で簡単に紹介しています。ぜひ使ってみてください。

多くはブレッドボードを使用して回路を組んでいます。
使用する電源は5V電源で、余ったスマホ充電器を利用して自作しました。記事を参考に。

たびたび確認用に砲弾型LEDを使います。最低限必要なことを、確認しておいてください。

LEDを点灯するための簡単な回路で、電流、電圧、抵抗などの計算して確認します。

LEDの回路測定例

このような簡単な「LED点灯回路」で、オームの法則で計算した値と、実際に電流や電圧を測って確かめましょう。LEDについては、別のページで取り上げています。

→このページに行く


最小限必要なことのおさらい(1-2)

このHPでは、基本的にはできるだけ難しい計算はやらないようにして、手を動かして「作る」「測る」を基本にしています。

オームの法則や回路とそこに流れる電流や電圧の様子、回路に必要な抵抗値などは計算して、製作して、実測すると、かなり楽しみ方が広がると思います。

ここでは ①オームの法則 ②抵抗の合成 ③キルヒホッフの法則 ④重ね合わせの法則 を紹介しています。ここで分かる必要はなく、こんな考え方があるのだなぁ・・・という程度で見ておいてください。

オーディオなどで「交流(AC)」をやろうとすると、かなり難しくなります。だから、このHPでは、少電力の直流(DC)の計算しか扱いませんし、計算しなくても、測定するほうが早いという内容のものだけですので、計算嫌いの方も、ついてきてください。

合成抵抗の求め方抵抗の合成

キルヒホッフの法則の考え方キルヒホッフの法則

重ね合わせの法則の考え方重ね合わせの法則

→このページに行く


最小限 必要な準備をしましょう

電子工作の道具と言っても、ピンきりです。プロになるなら高品質のものがいいのですが、そうでなければ、最低限の工具や道具を必要になったときに購入する程度に考えておきましょう。

「やるぞ!」と意気込むと、どうしても、余分なものを買ってしまいがちになります。必要な道具類は、電子工作をやっていると次々と出てきますので、ともかく、余分なものを買わないようにすれば、そんなに費用もかかりません。

電子部品については、近くに購入できるお店があれば、店員さんに質問すると、色々教えていただけるので便利ですが、やはり、便利さや安さから、WEBでの購入が多くなると思いますが、ただ、部品自体は比較的安いのに、送料が意外と高く感じます。

私は、いつもEXCELの表をつくっておいて、思いつくとそれを書きとめておき、まとめて買うようにしています。

WEBでの購入が不安な方も多いのですが、私の場合は、トラブルがあったことはありません。サイト(WEB店舗)ごとで単品価格に差があります。しかし、買いやすいところを見つけて、慣れることから始めましょう。

温度調節付きハンダゴテ

100均グッズも恐るべし・・・です。うまく購入すれば、結構使えます。

大きな虫めがね

→このページに行く

さあ! 何かやってみましょう

LEDで遊んでみよう

まず、電子工作は、LEDから入るのが入りやすいので、ここでも、それを説明します。

直列・並列などで、光り方がどうなるかについて実験しています。

LEDの実験は、少電力なので「電気の怖さ」もありません。LEDも安くなりましたので、少々オシャカにしても気になりません。結構楽しめますよ!

ともかく最初は、少しの約束事を知って、あとは、手を動かして色々と自分でやってみることでイメージを膨らませましょう。

ブレッドボードに組んだLED回路の例

→このページへ行く


モーターを使って遊んでみよう

ブラシ付きのDCモーターのことを書いています。

動くものを作ると遊びの幅が広がりますので、モーターを使って何かをして遊んでみましょう・・・ということですが、ここでは、回転の様子や発電の様子をみています。

モーターは、いろいろな種類があり、ロボットなどを考えるには、ステップモーターやコンピュータなどデジタルが主流ですが、ここでは、簡単なDCモーターを使用した内容だけを取り上げています。

直流ブラシ付きモーター

DCモーターの回転数を変えてみることをバイポーラトランジスタを使ってやろうとしたのですが、低速での回り始めがうまく行きませんでした。私のやった方法や考え方を説明しています。参考になれば・・・。

→DCモーターのページへ


バイポーラトランジスタを使ってみよう

簡単なトランジスタの使い方のヒントを少し紹介しています。

私自身、市販の書籍を読んでも、よくわからないことが多いうえに、うまくまとめられた本が見つからないので、私なりの見かたで最低限の内容に絞って紹介しています。

ここでは、かんたんな回路で、LEDの明るさを変えるという内容です。回路を考えて、その電流などを測って確認するということで進めています。

LEDとバイポーラトランジスタ

トランジスタの歴史は古く、現在は、オペアンプなどのICが安価で高性能なので、それを使えばいいのですが、やはり、基本的なことを知っていると応用が広がると考えて、ここでは、ここでやろうとしている電子工作に使えそうな、電流増幅用のバイポーラトランジスタやスイッチとして使用できそうなMOS-FETなどを取り上げています。

気軽に使えるようになるための計算や測定をしていきながら進めます。

トランジスタ各種

トランジスタに関連する記事

電子工作に使えそうなバイポーラトランジスタ 

バイポーラトランジスタの互換性を見てみよう

バイポーラトランジスタのダーリントン接続

電界効果トランジスタFETの基礎

発振によって簡単なBEEP音を出してみよう


電子部品の使い方を知って電子工作のヒントに 

CdSセルを使ってみよう

CdSセンサーの例

センサーについては、順次に紹介する予定です。

電子工作に使うスイッチ類

スイッチ類とメカニカルリレーとそれに関連する問題「突入電流・サージ・チャタリング」「最小負荷電流」などの簡単な説明と、なにかに使えそうなスイッチを紹介。

スイッチの種類  プッシュスイッチ例

メカニカルリレーを使った自己保持回路

電子工作では、使うことは少ないと思いますが、スイッチとリレーで必ずといっていいほど耳にする「自己保持回路」ですが、ほとんどが「シーケンス図」で書かれており、私を含めて、電子工作をする人にはわかりにくいもののような気がしています。回路図と、ブレッドボードを使って実際に動作を確認できるように書いてみました。

ブレッドボードに組んだ自己保持回路例

  

「電子工作」というと範囲が広いのですが・・・。「モノに触れる」ことが大切だと考えています。そこで、電子工作とは別に、「製品の仕組みを知る楽しみ」と題して、品物を分解したり、修理している内容を記事にしています。参考にしていただければ幸いです。

○ Doltzウォータージェットのホースを取り替えました
○ クリスマスファイバーツリー

*****

その他には、私が電子工作の勉強をしていても、よくわからないことが多いのですが、ちょっと気になった、本文と関係ある内容の話題を書いています。何かの折に読んでいただければと思います。

○ テスターは電子工作になくてはならない友達

初心者のための電子工作って何なのでしょうか?

  

「初心者のための」や「1から始める・・・」という電子工作本はたくさん出版されています。でも、読んでいくと、あるところに来ると、さっぱりわからなくなってしまったことはありませんか?

私も、なぜこうなるの?ここはどうしてこうなった?・・・などと、読んでいてすぐに行き詰まってしまう本が多すぎます。

2000円以上も出費して書籍を購入しても、それに答えてくれないし、金額分の値打ちのない本がたくさんあるのに閉口します。

私は真空管がトランジスタに変わっていった頃に電子工作にハマり、小さくて熱に弱いトランジスタに馴染むのが大変だった記憶が残っているのですが、当時は、雑誌の記事にある部品を購入して、はんだ付けや加工をしながらケースなどに組み付ける・・・というのが私がやってきた「初心者向けの電子工作」だったような気がしています。

それでも、ラジオから音が出たり、お風呂が沸くとブザーが鳴ったりする「もの=電子部品」を自分で作るのですから、なんとなく達成感や満足感がありました。

現在は?というと、その頃と比べ物にならないくらいに部品の種類も多い上に、IC(集積回路)など得体の知れないブラックボックス的な部品類も増えており、「デジタル回路」や「マイコン」などになり、プログラムなどの勉強もしなければならないとなると、ちょっと違ったやり方をしないと、簡単に楽しめない感じになってしまいます。

幸いなことに、部品が非常に安くなって、さらにWEBでも購入できるので、最先端のものではない、頭を使って考えることを目的にするなら、私の少年時代のような楽しみとは違った楽しみ方ができそうな気もしています。

このHPでは、楽しむためのヒント集になればいいなぁ・・・という気持ちで記事を紹介したいと思います。言い換えれば、教科書的なものではないものなので、まるまる真似をしても、大したものではない内容かも知れません。


大抵のものは、「自分で作るよりも買ったほうが安くて性能が良い」という時代になってしまっていることが昔とは完全に変わっています。

「100均」に並んでいるLEDグッズを見るとよく分かると思うのですが、部品を集めてつくると、数百円もかかりそうなものが100円で店頭に並んでいるのですから・・・。

そしてそのほとんどは「Made in China」です。

そういう現状ですので、ただ、誰かが考えた回路ややり方が書かれたとおりに作るだけではつまらないものになってしまいますので、この内容では、完成品はないことを了解いただかないといけません。

かつて、電子立国と言われた日本製品が立ち向かえない価格で、素晴らしい品質の製品が、日本の市場に押し寄せてきています。

だから、そのような製品についての知識を1から学んで、ただ単に「誰かの考えた回路図で何かを作る」というだけというのでは、2番煎じで、自分の身にならない感じがしますし、楽しくないでしょう。

例えば、そういうものでないもの、例えば、「自分でロボットを作る」「家の防犯システムを作ってみる」「仕掛けグルマを考える」・・・など、何でもいいので、頭で考えるものを具現化するためのヒントを考えたい・・・というのが私の希望です。

・・・と言っても、このHPで紹介できるのは、大したものではありません。何かの足しになる、例えば、①LEDを点灯すること ②モーターを回すこと ③かんたんな回路を考えること ④センサーを使ってみること ・・・などを考える中で、手を動かしながら、私が感じている「もやもや」をクリアにしていけたらいいなぁと思っています。

ここでは、①アナログ回路をメインにして ②実際に手を動かして ③できるだけお金をかけないで ④完成品は作らない・・・ という方針です。

50年前にやった「電子工作は面白かった」

このイメージが頭の中にあるので、どうにかして、若い頃に味わったワクワク感を感じていただける記事を書きたい・・・というのが、このHPを作ろうと思ったきっかけです。

私は金属学が専門だったので、電気電子の書籍を読むのも難しく、「初歩」の基本的な内容すらも、「わからないところは、いつまでたってもわからない」というレベルですが、私の思考回路が電子系でないのか、すでに20冊以上の本を読んだでしょうか。

それらのほとんどが、読んでいても、実に不親切な内容のものが多くて、ともかく独学しかできませんので、多くは私のわからなかったところをクリアにしてくれなかったのですが、これは時間をかけて取り組む以外はどうにもならないのでしょう。

私の気に入った本を1冊紹介します。

推奨本

これは、演習を交えた内容で、2000円程度でしたが、かなり、私の「初歩知識のモヤモヤ」を解決してくれました。

記事にもその内容を紹介していますが、わからないところは人それぞれですので、これが絶対いいと言えないのですが、基礎部分は(いやなものですが)一度は勉強しておいても損はないと思います。

ただ、この本には、トランジスタなど半導体について書かれていません。本屋さんを覗いても、トランジスタなどについて、1冊で最近の主流のIC部品などを含めて、基本的なことがわかりやすく書いていて、「もやもや」を解消してくれる本は見つからないので、記事の中で、私の理解できる範囲で説明しながら書いていこうと思います。

ただ、私自身も勉強しながら工作していますので、回りくどい方法になったり、説明が多すぎて、かえってわかりにくいかもしれませんが、それはご容赦ください。

ユニバーサル基板を使った例 これは、自己保持回路の実験用

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(来歴)R1.12記事作成 R2.2見直し R2.3見直し2カラムに
 

記事の目次

最小限必要なことのおさらい(1-1)

最小限必要なことのおさらい(1-2)

最小限 必要な準備をしましょう

LEDで遊んでみよう

モーターを使って遊んでみよう

DCモーターの回転数を変えてみる

電子工作に使えそうなバイポーラトランジスタ

バイポーラトランジスタの互換性を見てみよう

バイポーラトランジスタのダーリントン接続

電界効果トランジスタFETの基礎

発振によって簡単なBEEP音を出してみよう

CdSセルを使ってみよう

電子工作に使うスイッチ類

メカニカルリレーを使った自己保持回路

テスターは電子工作になくてはならない友達

初心者のための電子工作って何なのでしょうか?


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