電子ルーレット

先日のものづくり市出店品の２つめは電子ルーレットです。
ボタンを押すたびに、ランダムな数字を表示します。

７セグメントLEDという、線状に光る７つのLEDの組み合わせで数字をあらわす表示装置を使います。写真の下の図は部品の中の回路図をあらわしています。実際にはLEDは８個入っていて、残りの１つは小数点を表します。８つのLEDのプラス（アノードと呼びます）側の端子が共通の１つの端子にまとめられています（アノードコモンと呼びます）。

電子ルーレットの回路図と、ブレッドボードでの配線を右に示します。LEDが１つの部品にまとめられているので、前の電子サイコロよりすっきりと見えます。
動作は電子サイコロと同じで、マイコンのプログラムでいろんな数字を表示させています。

（12/９追記）
この回路で使っている７セグＬＥＤは秋月電子で１０個入り１５０円で売っているＧＬ９Ａ０４０Ｇです。モノによってピンの配置が異なる場合がありますので、ご注意下さい。

電子サイコロ

先日のものづくり市に出店した３つの回路を順番に紹介します。
まずは「電子サイコロ」です。
７個のLEDの組み合わせで１から６のサイコロの目をあらわします。ボタンを押すとマイコンの制御で、ランダムな数のサイコロの目の形にLEDをONにします。

回路図は右の図のようになります。
LEDは直接つなぐと電流が流れすぎてしまうので、抵抗を入れて流れる電流の量を調整します。

上の回路図をブレッドボードで組むと右の図のようになります。図では電池を省略して描いていませんが、単三電池を２本直列につなぎます。
すべての部品が上の回路図のとおりつながているか、考えてみてください。１ヶ所わかりにくいかな、と思うところがあります。ブレッドボードの一番下の横一列の穴が、どうやって電池のマイナスにつながっているのか、わかるでしょうか。

その答えは押しボタンスイッチにあります。このスイッチには４本の端子がありますが、中では右の図のように縦にならんでいる２本同士はつながっています。なので、結局、一番左の列は一番上の穴から一番下の穴までずっとつながっていることになります。

最初に紹介する回路としてはちょっと部品数が多くて複雑でしたでしょうか。さらに、LEDをサイコロの目のように配置しているので、よけいややこしく見えてしまいます。でも、冷静によくみると、一つ一つのLEDは抵抗を介してマイコンの端子につながっているだけです。あとはマイコンがプログラムにしたがって、それぞれのLEDをONしたり、OFFしたりして、サイコロの目ように光らせてくれます。ちなみにマイコンにはホビー用途ではかなりメジャーなPICというマイコンを使っています。具体的にはPIC16F630という型名です。

マイコンのプログラムについては、ちょっと難しいので、今回は省略させていただきます。そのうちプログラムの中身も紹介するつもりです。

ところで、ふと思ったのですが、先日の「ものづくり市」と関係なく、たまたまこのブログに来ていただいた方もおられるかもしれません。そのような方は、すでにお気づきかもしれませんが、せっかくここまで読んでいただいても、 残念ながらこの回路を作ることはできません。仮に部品を全部買い揃えて、この回路を組んでも、動作しません。なぜなら、マイコンにプログラムが書き込まれていませんので。マイコンのプログラムは後日公開させていただくつもりですが、やはりプログラム書き込み器がないと書き込めません。どうかご容赦ください。。。
そのあたり、ご意見、ご要望、苦情などなどございましたら、コメントにお願いします。

書き忘れていましたが、電池は単三型のマンガン電池を２本直列にしてつないでください。あとの２つの回路もも同じです。

よく使う部品

今日は私の電子工作でよく使う基本的な部品の紹介をします。詳しいことはリンク先のWikipediaを見てください。

●LED（エ ル・イー・ディー、発光ダイオード）電流を流すと光る半導体です。足の長いほうがプラスです（まれに反対のものもあるようです）。上から見て丸の 一部が平らになっている方がマイナスです。逆向きでは光りません。

●抵 抗
電流を流れにくくします。
カ ラーコードという色の帯で抵抗値をあらわしています。
プラス、マイナスの向きはありません。

●マイコン（マイクロ・コントローラー）
電気信号を読みとったり、スイッチを入れたり、切ったりしてくれます。どんなはたらきをするかは、マイコンの中のメモリーに、プログラムを書きこんで決めます。
例えば、
・１番の端子に（ある電圧より）高い電圧の信号が入ってきたら、２番の端子をONにする。
・その後、１秒待ってから、３番の端子をONにする。
というようにプログラムをします。
このブログの電子工作では、主にこのマイコンを使って色々なもの作っていきます。

この他にも、いろいろな部品を使うと思いますが、あとはその都度、紹介していきます。

で、最後に少し、マイコンについて大切なお話。マイコンはとても便利で、これを使うと複雑な動作をする回路も簡単に組めるのですが、これから電子工作を始めようという人にはとっては、１つ問題があります。それは、どうやってマイコンにプログラムを書き込むか？ということです。プログラムを書き込むには専用の書き込み器が必要になります。マイコンそのものは、安いものでは100円弱～200円程度なのですが、このプログラム書き込み器は、正規のものだと安くても3500円くらいします。このあたりの詳細は、後日、また改めて書きたいと思います。

簡単に回路が作れるブレッドボードの使い方

本題に入る前にお断りです。これからこのブログの中で製作品の作り方やしくみなどをいろいろ説明していくことになりますが、ある程度きちんと説明しようとすると、どうしても小学生には難しくなってしまいます。本ブログのタイトルにもありますように、どうぞ親子で協力して理解していっていただきたいと思います。

では本題です。電子工作を始めたいと思っても、難しそうと思う原因のひとつはハンダ付けではないでしょうか？ そんな方も心配ご無用です。小学生くらいの子供でも、ハンダ付けなしで簡単に電子回路が作れる便利な道具があります。それはソルダレス・ブレッドボード（右の写真）です。単にブレッドボードとも呼ばれています。写真の小さなブレッドボードは秋月電子で150円で売っています。

ボードにはたくさんの穴があいていて、穴の下では下の図の青線で示すように一列に並んだ穴が同士が電気的につながっています。この穴に部品や電線をプスプスと挿し込んでいくだけで、あっという間に電子回路ができあがります。

では簡単な使い方の例です。LEDを１つ光らせる回路を作ってみましょう。回路図で描くと右の図のようになります。押ボタンスイッチを１つ入れてあるので、スイッチを押すとLEDが光ります。

この回路をブレッドボードで組むと右の図のようになります。穴の下でつながっているところは青線で描いています。電流がどのようなルートで流れるかわかりますでしょうか？




11月3日修正
図の電池の向きが反対だったので修正しました。

ものづくり市出店してきました

昨日、長岡京市のバンビオものづくり市に体験ブース「親子で電子工作」を出店してきました。
メインターゲットは小学生〜中学生だったのですが、あいにくこの日は長岡京市民大運動会と重なっていました。天気もあいにくで、午後から雨が降りだし、全体的にお客さんはまばらでした。

電子工作を体験していただいたお客様は４人でした。年齢層は少４歳〜小学校４年生。選ばれた商品は７セグLEDを使った電子ルーレットと「自分でオルゴール」が各２個でした。
２時過ぎからは雨が本降りになってきて、周りのお店がポツポツと店じまいをはじめ、私も３時頃に店じまいしてしまいました。
ご来店＆ご体験いただいた皆様ありがとうございました。

 　３つの商品の詳細な資料は近日中にこのブログで公開する予定です。体験していただいた方は、添付の資料とほぼ同じものです。

なお、掲載の写真はプライバシー保護のため顔を隠しましたが、都合が悪い場合はご連絡いただければ削除致します。 もしくは逆に顔出しOKの場合もその旨ご連絡いただければ幸いです。

バンビオものづくり市出店予定

１０月３日（日）JR長岡京駅前バンビオものづくり市に初出店予定です。
出展内容は体験ブースとして「かんたん電子工作」です。

ハンダ付けなしで電子回路を作れるブレッドボードというものを使って、次のようなものを作ってもらえます。

①電子サイコロ（右の写真）
マイコンとLEDを使ったサイコロです。

②電子ルーレット
７セグLEDという数字を表示するLEDとマイコン使ったルーレットです。

③自分でオルゴール
圧電スピーカーとマイコンを使ったオルゴールです。
自分のリズムでボタンを押して音楽を演奏します。

小学生でも作れると思います。
電子工作に興味のある方、是非お越しください。

自己紹介

電子工作好き＋子供好き＝親子で電子工作を模索しています。
（自称）電子工作インストラクターといいながら、単なる電子工作好きなおやじです。
じわじわと活動を拡張していこうと思っています。
よろしくお願いします。