電子工作をかじってみる自由研究の種 その2

YouTubeで「自動霧吹き装置」の動画を見て、電子工作に興味を持ちました。

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そこで、YouTubeとネットから知識を得て、「0」の状態から、どこまで電子工作ができるのか、チャレンジしてみます。

目次

電子工作界隈のチャレンジ1年生の足あと

STEP
電子工作の基本を、ネットで調べる

0からのスタートなので、電子工作の基本を説明しているYouTubeを見まくりました。(笑)

調べたのは、電子部品(コンデンサー、ダイオード)や、ブレッドボードの使い方などです。

色々調べたことを、備忘録として残しておきます。

  • 電気は、「電力」として利用する場合と、「電気信号」として利用する場合の2つの使い方があります。
  • 電気は水に例えられますが、「電子部品」は、電気信号の流れる量を調節したり(抵抗)、流れる方向をコントロールしたり(ダイオード)、溜めたり(コンデンサー)して、目的の電気信号を作り出すために使われます。
  • 電子工作の電圧は、3.0V、3.3V、5.0Vを使うことが多いようです。
  • 電気信号は、DC4-20mAやDC0-5Vを使うことが多いようです。
  • 電気信号とは、意味のある情報(「測定量やON/OFFの状態、またはその変化量など)を、「電流、電圧、周波数」を使って伝える信号です。
    言い換えれば、「モニタリングしたい状態・状況」と「電気の特性」を比例関係にし、電気の信号に変換したものです。

あと、用語も忘れたらダメなので残しておきます。

  1. AC
    =交流
  2. DC
    =直流
  3. GND
    =グランド、電子工作では通常0V、電源のマイナス極のこと
  4. Vcc
    =電源のプラス極のこと
  5. サーボモーター
    =電気信号によって、回転する角度を調節できるモーター
  6. パルス信号
    =波打っている(周波数を持った)電気信号。サーボモーターを動かす時の電気信号になる。
STEP
YouTubeの自動霧吹き装置を見て、どうやって動いているのか考える
  1. サーボモーターを動かすには、パルス信号が必要
  2. 紹介したYouTubeの動画では、パルス信号を発生させるために「かんたんサーボIC」というセットを使用している。
こんこっと。

ただ、回路図が良く分からないので、サーボモーターについて、もう少し詳しく調べてみます。

STEP
サーボモーターとタイマーIC555

サーボモーターを動かすには、パルス信号が必要で、パルス信号を発生させる電子部品として「タイマーIC555」という有名なICがあることが分かりました。

しかし、タイマーICを使うには、結局回路を組まないといけないのですが、回路を組むには、知識が足りません。

そこでもう少し調べてみると、タイマーIC555を使ったモジュールがあることがわかりました。

こんこっと。

モジュールを使ったら、サーボモーターを動かすことができるのかな?
試してみます。

STEP
電子部品を購入する

ネットで情報収集ばかりしていても、いまいちイメージができないので、実際に購入してみました。

▼ [Miuzei サーボモーター マイクロサーボ 9g]  写真クリックでAmazonへ ▼

霧吹きを動かす動力となるモーターです。

かわいい箱に入って到着しました。好感が持てます(笑)。
思ったより小さい!初めての電子部品に感動です!

「マイクロサーボ9g SG-90」という電子工作で有名なサーボモーターがあるのですが、こちらはジェネリックのようです(笑)。Amazonの評価がそれなりに良かったので、コレにしました。

こんこっと。

これを上手く動かすことが、当面の目標です

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パルス信号を発生させる電子部品です。
5個入りが、連なって届きました(笑)。

これが、サーボモーターを動かす信号を発生してくれると期待しています。

こんこっと。

直接、封筒に入って送られてきました。意外と雑に扱っても大丈夫なのかな?

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DSO-TC3は、主に以下の機能が3in1になったコスパの良いガジェットです。

  1. オシロスコープ
    ⇒電気信号の電圧の波形を確認します。
  2. シグナルジェネレータ
    ⇒任意の電気信号を発生することができます。
  3. 部品テスター
    ⇒電圧や電流を測定することができます。
こんこっと。

ということは、「オシロスコープ」でIC555モジュールのパルス信号を確認したり、「シグナルジェネレータ」でサーボモーターを動かすことができるのかな?

よく分からないのですが、とりあえず購入してみました(笑)。

思ったより小さいですが、本格的っぽい(笑)です。
▼ [スターターキット] 写真をクリックするとAmazonへ飛びます ▼

電子工作に必要な部品が一通り入っている「スターターキット」も購入しました。

こんこっと。

使ってみた率直な感想は、品質は「それなり。。。」でした。特に接続線(ジャンパー線)の作りがチャチかったです。
それでも、必要は部品が一式入っていて便利だし、そもそも安かったので「まぁ、OK~!」としておきます。

たくさん部品が入っていますが、ほとんどが「謎」アイテムです(笑)。
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電子工作で必要となると思い、半田ごても購入しました。

温度調整機能は欲しかったのですが、デジタルは高いので、コスパ重視でアナログで温度調整ができるタイプです。

温度調節ができないタイプは持っていたのですが、電子工作には、温度調節は必須なようです。
STEP
DSO-TC3の使い方が分からないので調べる。

DSO-TC3の取扱説明書は、日本語がないので使い方がよく分かりません。そこで、YouTubeで使い方を調べました。

DSO-TC3は多機能ですが、今回の工作のために使う機能は、3つだけです。

  1. シグナルジェネレータ
    「サーボモーター」にパルス信号を送り、問題なく動くことを確認するために使います。
    ※ワニ口クリップは、「DDS」に接続します。
  2. オシロスコープ
    「IC555モジュール」のパルス信号を確認して、調整するために使います。
    ※ワニ口クリップは、「DSO」に接続します。
  3. Tools>2.Voltage
    電圧のテスターとして、使用します。
    ※ワニ口クリップは、「IN(0-40V)」に接続します。

※ワニ口クリップの位置を間違えると動きません。   
いくつかの機能を続けて使う時は気を付けましょう。

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サーボモーターの使い方を調べる。

サーボモーターを使うには、適切なパルス信号を入力する必要があります。

いろいろ調べた結果、以下のパルス信号を発生させる必要があることが分かりました。

  1. 電圧  :4.8V(≒5V)
  2. 周波数 :50Hz =20ms(ミリ秒)
  3. パルス幅:0.5msの時、  0°
         1.5msの時、 90°(ニュートラルポジション)
         2.5msの時、180°

あと、パルス幅0.5ms~2.5ms以外の信号を入れた時にどうなるのか、気になっていたのですが、「動かないし、下手したら熱を持って壊れる」らしいです。

こんこっと。

注意しないとね!

今日の教訓

電子工作の基本的な情報を集めました。

電子工作に必要な部品を1通り準備しました。

次は、実際にサーボモーターを使って、動作実験を行いたいと思います。

今日はここまで。
ではでは、またね。

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