光るロボットくんをつくろう!

Created Date: / updated date: 2016-08-03
    • Medium           2016 07 30 18.43.42
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    Summary
    8/3 福岡雙葉学園高2年向け講義の内容です。ブレッドボードをつかって電子回路の理解を深めます。

    Materials

      Tools

        Blueprints

          Making

          • 使うもの

            0
            Thumb fablogo d1 01
            今日は自分で回路をデザインします!
            • ミニブレッドボード

              0
              Thumb fablogo d1 01
              縦に並ぶラインが横に5本並んでいます。
              ここにうまく並べて電子回路を組みます。
              Small           2016 07 28 17.24.55
            • 電池

              0
              Thumb fablogo d1 01
              ボタン電池(CR1220)が入ります。
              赤が+、黒が-です。
              ブレッドボードに刺せるようになっています。
              Small           2016 07 28 18.18.35
            • LED

              0
              Thumb fablogo d1 01
              LEDにはたくさん色と形があります。

              左から、
              ・砲弾型(大 / 10mm)
              ・角型(小)
              ・角型(大)
              ・砲弾型(小 / 5mm)
              Small           2016 07 28 18.32.05
            • スイッチとセンサー系の電子部品

              0
              Thumb fablogo d1 01
              左から
              ・スイッチ
              ・照度センサ(フォトトランジスタ)
              ・CdSセル(明るさセンサ)
              ・振動センサ(傾斜スイッチ)
              Small           2016 07 30 18.15.14
          • ブレッドボードでLEDを光らせてみよう!

            0
            Thumb fablogo d1 01
            ブレッドボードの練習をしよう!
            • 電池でLEDを光らせてみよう!

              0
              Thumb fablogo d1 01

              Small           2016 07 28 18.44.30
            • (解説)回路図

              0
              Thumb fablogo d1 01

              Small           2016 07 14 10.51.54
            • スイッチを入れてみよう!

              0
              Thumb fablogo d1 01

              Small           2016 07 28 18.45.47
            • (参考)スライドスイッチの仕組み

              0
              Thumb fablogo d1 01
              3本足があるスイッチの中はこのような構造になっています。
              左から2本、もしくは右から2本をつかってスイッチON/OFFできるような回路をつくってみよう!
              Small           2016 07 28 19.16.50
            • (解説)回路図

              0
              Thumb fablogo d1 01

              Small           2016 07 14 15.16.00
            • 抵抗でLEDの明るさを変えてみよう!

              0
              Thumb fablogo d1 01
              電池とLEDの間に抵抗をはさんで明るさを変えてみよう!
              Small           2016 08 02 16.53.03
            • (参考)抵抗とは?

              0
              Thumb fablogo d1 01
              電気を"抵抗"することで、回路に流れる電気を少なくすることができます。
              たとえばLEDの回路で抵抗をいれれば、その分電気が少なくなるので、明るさも暗くなります。
            • (解説)回路図

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              Thumb fablogo d1 01
              抵抗はここに入れます。
              Small           2016 07 30 19.53.35
          • センサーをつかって回路を組んでみよう!

            0
            Thumb fablogo d1 01
            今回扱うセンサー / スイッチは

            ・抵抗の大きさが変化する
            ・電気の通り道が切れる

            によってLEDの光り方を変えることができます。
            • 例えば....

              0
              Thumb fablogo d1 01
              振った動きに応じてLEDが点滅したりできます!
              (振った時にスイッチがON/OFFするようになっている)
              Small           2016 07 30 19.23.45
            • そもそもセンサーって何?

              0
              Thumb fablogo d1 01
              音・光・温度・圧力などの大きさを数字として取り出し、信号に変える装置。検知器。感知器。センサ。など。(引用:wikipedia)

              一見難しそうに見えるけど、電子部品自体の構造はシンプルです。
            • センサーは抵抗と同じここに入れます!

              0
              Thumb fablogo d1 01

              Small           2016 07 30 19.53.35
            • 光センサ

              0
              Thumb fablogo d1 01
              CdSセル(硫化カドミウムセル)は元々光を取り込むことによって、抵抗値が変化する特徴があり、その抵抗値の変化を利用してセンサーの機能をしています。

              http://kccn.konan-u.ac.jp/physics/semiconductor/top_frame.html
              Small           2016 07 28 20.02.16
            • 振動センサ / 傾斜スイッチ

              0
              Thumb fablogo d1 01
              中にボールが入っており、上を向いているときは端子を接触させるためスイッチがONに、下を向いているときは端子が接触しないためスイッチがOFFになる仕組みとなっています。
              Small           2016 07 28 19.39.26
            • やってみよう!

              0
              Thumb fablogo d1 01
              センサか傾斜スイッチを入れた回路をつくってみよう!
          • マイロボットくんをつくろう!

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            Thumb fablogo d1 01
            <<使う道具>>
            ・ニッパー(電子部品の端子を切るため)

            <<使うパーツ>>  好きな色・種類を選ぼう!
            ・ロボットシルエットパーツ(赤・黄・緑・青)
            ・LED(砲弾型・角型) 
            ・センサー / スイッチ


            • 回路を組もう!

              0
              Thumb fablogo d1 01
              LEDや傾斜スイッチは、足をちょうどいい長さまでカットして収めます。

              使用したもの
              ・砲弾型LED
              ・傾斜スイッチ
              ・電池
              ・スイッチ


              Small           2016 08 01 16.45.11
            • 回路図を書いてみよう!

              0
              Thumb fablogo d1 01
              まずは図で書いてみて、今度はそれを参考に回路図おこしてみましょう。
              Small           2016 08 02 17.51.21
            • UVレジンで電子部品を固定する

              0
              Thumb fablogo d1 01
              UVレジンを筆でブレッドボードの表面に塗ります。
              UVライトに3分程度あてれば硬化できます。
              Small           2016 08 01 16.46.49
            • ボードを固定する

              0
              Thumb fablogo d1 01
              アクリル板の穴にボードを差し込み、固定します。
              Small           2016 08 01 16.38.36
            • キーホルダーをつけて完成!

              0
              Thumb fablogo d1 01

              Small           2016 08 01 16.38.29
          • カスタマイズデコレーションしよう!

            0
            Thumb fablogo d1 01
            今日は特別オープンラボです!デジタル工作機械をつかって自由にものづくりしよう!

            <<自由につかっていいマシン>>
            ・カッティングマシン
            ・レーザーカッター
            ・デジタルミシン

            <<自由につかっていい道具>>
            ・工具類
            ・文房具類(カッター)
            ・ハサミ・テープ・のり

            <<自由につかっていい素材>>
            ・廃材マテリアルコーナー
            ・マスキングテープ

            • 例. UVレジンでデコレーションする!

              0
              Thumb fablogo d1 01
              ビーズやフェルトなどをUVレジンで固めてくっつけます。
              固定できると同時にぷっくりとふくらむので、かわいくなります!
              Small           2016 08 01 16.47.05
            • シールフェルトでデコレーションする!

              0
              Thumb fablogo d1 01
              シールになってるのでそのままペタペタ!手頃です!

              レーザーカッターで好きな形を切ってみてもよし!
              Small           2016 08 01 19.24.22
            • ステッカーでデコレーションする!

              0
              Thumb fablogo d1 01
              シールフェルト同じく簡単にデコレーションできます!
              カッティングマシンで自分のイニシャルを切ったりしてもよし!
            • いろいろチャームをつくる!

              0
              Thumb fablogo d1 01
              デコレーションしたりない!そんなときは、追加で切り出そう!
              廃材マテリアルコーナーにアクリル・木がたくさんあります。好きな形に切ってみましょう!
              Small           2016 08 01 19.24.32
          • (おまけ)電子回路をつくるための道具

            0
            Thumb fablogo d1 01

            • ブレッドボードとジャンパワイヤー

              0
              Thumb fablogo d1 01

              Small arduino led2
            • はんだづけ

              0
              Thumb fablogo d1 01

              Small
            • 導電糸(どうでんいと)

              0
              Thumb fablogo d1 01

              Small
          • (おまけ)もっと複雑な動きをさせたいとき...

            0
            Thumb fablogo d1 01
            マイコンを使うと複雑な動きができます。
            たとえば、センサーの値で正確にLEDの色をフルカラーで光らせたりしたいときは、

            1. 温度センサで温度を数字としてを感知する
            2. その数字をマイコンで受け取る
            3. 受け取った値によってLEDへの電気量を正確に変える

            このように、マイコンを間に挟むことで、正確な動きをつくることができます。
            • 基本的な構造

              0
              Thumb fablogo d1 01
              入力(なにか値をとってきて)→マイコン(コンピューターに命令して)→出力(動きをつくる)

              この→になる部品同士「くっつける」ために使われるのが、はんだごてなど次にあげるものたち。
            • マイコン

              0
              Thumb fablogo d1 01
              コンピューターの脳みそ。ここに指令のプログラムを書き込むことで装置を動かす

              たとえば、電池とLEDの間にマイコンを挟み「暗くなったら光る」という命令を出せば、自動的に電気がつくライトをつくることができる!
              Small
            • 入力 / Input

              0
              Thumb fablogo d1 01
              その電子部品を介して、なにか値を受け取り、マイコン本体に"入力"すること

              • スイッチ
              • ボリューム / スライド(可変抵抗)
              • 温度センサー
              • 湿度センサー
              • 圧力センサー
              • 振動センサー
              Small
            • 出力 / Output

              0
              Thumb fablogo d1 01
              その電子部品を介して、「音を出す」「光る」「動く」「振動する」などができるのを出力部という

              • LED
              • スピーカー
              • ブザー
              • モーター
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