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マイコン(microbit)を勉強するならハードも作れるようになろう!

プログラミングが小学校の必修授業に入ってくるようになりますが、そもそもプログラムとはハードウェア(実態があるもの)を動かすための「ソフトウェア」です。(このことをより詳しく知りたい場合はFabshopのコンピュータ・サイエンスをご覧ください。)

ソフトウェアを使ってハードウェアをコントロールするわけですから、ハードの知識も知らないといけません。

という事で、今回は最も簡単だと思われるLEDを光らせる回路を使って、「はんだ付け」を体験して基本的な電子回路を作ります。電子回路は当サイトでも取り扱いのある「microbit LEDの3色ライト 信号機制作キット<KN5642K>」を使います。

作る回路を理解する

まずは、自分の作る回路を理解しておきましょう。これはmicrobitとLEDを接続して、プログラムからLEDライトを光らせるというものです。ブレットボードなどで実験する場合は、ワニ口クリップやジャンプワイヤを使って、図のように配線します。これをあと黄色と緑色のLEDも同様に作ることで同様の回路がつくれます。

Fabshop micro:bit

ハードを作ってよりリアルに!

キットでは、黒い基板上に電子部品を配置していきます。基本的にはブレットボードと同じ回路ですが、基板の方ではより信号機の形に近づくため制作のモチベーションも上がります。

それぞれのLEDに「抵抗」と呼ばれる電気の流れを調整するための部品を接続します。この抵抗は「電流制限抵抗」と呼ぶこともあって、LEDに流れ込む電流を抑える役割があります。LEDに大きな電流が流れるとLEDが壊れてしまうため必要な部品です。

Fabshop Signal

抵抗には大きさがあるため、抵抗が大きくなれば電気は流れにくくなり、抵抗が小さくなればより大きな電流が流れます。当然LEDに流れる電流が大きくなればLEDは明るく光り、小さくなれば暗くなります。

抵抗の値はカラーバーで判断できます。(抵抗についての詳しくは過去の記事「抵抗を学ぼう!」をご覧ください。)

はんだ付けをしてみよう!

電子工作用の「はんだ」は「鉛(なまり)」と「錫(すず)」の合金を糸のように長くしたものが一般的で、これを「はんだゴテ」と呼ばれる高温になる棒状の工具を使って溶かしていきます。

はんだ付けを行う際には「コテ台」と呼ばれるはんだゴテを置いておくスタンドは必需品です。

はんだゴテはとても高温になります。写真の電子工作用のものでもコテ先は480℃もの高温になります!

置いたときに手に触れないようにするためにもコテ台はとても重要です。

fabshop solder
fabshop soldering

電子回路の製作

キットの電子回路は、3つのLEDと3つの抵抗の合計6個の電子部品だけのシンプルなものです。

まずは部品を確認し、基板にはんだ付けする部品を取り付けていきます。部品は背の低い部品から取り付けていくとはんだ付けがしやすくなります

【STEP.1】抵抗を取り付ける

まずは抵抗を取り付けます。抵抗は部品に向きがありませんので、どの向きにつけてもかまいませんが、今回は3つともカラーバーが同じ色ですので、向きをそろえた方がかっこいいかもしれません。まずは、抵抗の足を折り曲げて、基板に差し込みます。

【STEP.2】抵抗をはんだ付け

はんだをする際には基板に開いている穴の部分と部品の脚の部分にコテ先をあてて基板と脚を十分にあたためます。(およそ1秒~3秒程度)次に糸はんだをゆっくりとその2点の接合部分にあてていくとはんだが解けていきます。これを2カ所行います。

fabshop soldering

【STEP.3】ニッパーで脚を切る。

同様に残りの2つもとりつけます。取り付けが完了したら、ニッパーで余分な脚を切り取ります。

fabshop soldering

【STEP.4】LEDをはんだ付け

LEDは部品が少し重いため部品がうまく固定されない場合があります、写真のように脚をハの字に開くと部品が抜けずらくなります。この状態ではんだ付けします。

fabshop soldering

【STEP.5】スタンドを作る。

抵抗同様足をカットしたら、最後に手で基板の下を割ります。これでこの基板のスタンドが出来上がります。

fabshop soldering

【完成】これで完成!

はんだ付けの際に、利用する部品によっては高温に弱いものもあります。その場合は必要以上にはんだゴテをあてないようにするのがポイントです。

Fabshop Signal

以上ではんだ付けは終了です。

はんだを使った後はこまめに電源ケーブルを抜いてコテを冷やしてください。数分後に使う予定があったとしても使わない時間ははんだゴテを温めておかない方が良いです。はんだは非常に高温で一瞬触っただけでもやけどをします。誰かがケーブルをひっかけて火傷する場合もありますし、そのまま電源が入っているのを忘れて火災につながるなどの例もあります。

続いて「プログラム制作編」へ>>

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