パソコン上(TinkerCAD)でLEDをゆっくり交互に点滅させる自由研究の種

電子工作の「で」の字も知らない状態から、ネットで情報を集めて「自動霧吹き装置」を作るチャレンジをしています。

前回、IC555モジュールを使って、サーボモータを0°⇔180°に動かすことができました。

▼ [前回の記事] は、こちら ▼
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ただし、0°⇔180°の切り替えは手動で行っていたので、これを自動でスイッチングする必要があります。

ここでヒントになるのはLEDの「交互点滅回路」です。

ただし、ネットで紹介されている点滅回路のタイミングはかなり早いため、アレンジが必要だと思われますが、一つ一つ試すのは大変です。

そこで、電子工作のシミュレーションができるサイトがあることを知り、そちらで試してみることにしました。

そのシミュレーションを行うサイトは、「TinkerCAD(ティンカーキャド)」と言います。

目次

TinkerCADで、電子工作実験

STEP
TinkerCADにアクセスする。
STEP
登録と使い方

「国立 沖縄工業高等専門学校」 様のプレゼン資料を参考にさせて頂きました。

直リンはダメかもしれないので、「WEB上で回路を作ってみよう!with」をキーワードにググってみてください。

なお登録は、グーグルアカウントでもできたので、そちらで行いました。

TinkerCADは、いろいろな機能が使えますが、その中で「回路」を選びます。

STEP
TinkerCADで回路を作ってみる

点滅回路の参考にさせて頂いたのは、以下のサイトです。

回路図が紹介されているので、TinkerCAD上で組んでみます。

点滅をお見せすることができませんが、TinkerCAD上で2つのLEDが交互に点滅しています。
こんこっと。

で、できたー!!!!

ちなみに、試行錯誤を省略しているので、簡単にできたとように見えますが、ムチャクチャ時間がかかっています(笑)。

それだけに、PC上でLEDが点滅するだけですが、ちゃんと動いて、メチャクチャ嬉しいです(笑)。

STEP
部品構成を確認する。

TinkerCADは、組んだ回路の部品構成や回路図を出力することができます。
(回路図はよく分からないので、割愛w)

今回作製した回路は、LED1が7秒程度、LED2が3秒程度で交互に点滅します。
(電源を入れてからの最初の点滅は、10秒以上かかります。(回路の特性))

なお、点滅の速度を変える場合は、「R抵抗(点滅用1,2)か、Cコンデンサ(点滅用)」の容量を変えます。

こんこっと。

TinkerCADは、パソコン上で「抵抗とコンデンサの組み合わせ」を簡単にシミュレートできるので、実際に回路を組むより簡単です。

TinkerCADの使い方は、覚えないとダメですけどね;;。

ちなみに、この回路は「タイマーIC555+コンデンサ+抵抗」によりLEDを点滅させているのですが、原理は「ししおどし」に似ています。

水がただ一定に流れるだけでは時間は計れませんよね。

でも「ししおどし」のように、カップに水を溜めて、いっぱいになれば排出する仕組みを作れば、一定の間隔で時間を刻むことができる(=タイマーとして使える)ことができます。

これを電気的に作り、抵抗で流れる電気量を調節し、コンデンサに溜めて、タイマーIC555で全体をコントロールしているのが、今回の回路です。

こんこっと。

この仕組みは、すっごく面白いと思いました。
このおかげで、プログラム不要で、交互に動作する回路を作ることができました。

TinkerCADの使い方(使用上の注意点)

便利なTinkerCADですが、使ってみてちょっと難しい部分もあります。
使い方と気になったの部分を説明していきます。

最初はどこから始めるの?

PC画面では、右側に「+作成」があるので、そちらから始めます。

・ホーム>「+作成」>回路

どうやって使うの?

基本的な画面構成は、以下の通りです。

①:メイン画面

②:④に表示する部品の種類を決めます。

  「コンポーネント>すべて」を選べば良いでしょう。

③:部品を見つけることができない場合は、検索しましょう。

④:部品が表示されるので、使う部品を選んで①にドラッグします。

⑤:配線です。色を変えて分かりやすく回路を組みましょう。

⑥:部品を回転させてレイアウトできます。
  部品の種類によっては、反転させて使います(+-の区別が必要な部品の場合)。

⑦:回路が完成したら、動作を確認します。

⑧:回路の作製の他に、部品構成の確認や、回路図を出力することができます。

ブレッドボードの回路が正常に動かないんですが?その1

ブレッドボードの基本的な使い方を確認しましょう。

②と③はLEDが点灯していますが、①は点灯しません。

①は一見すると正しく見えますが、LEDの取り付け位置が間違っています。

ブレッドボードの「a~e」及び「f~j」は縦につながっているので(j5~f5参照)、①のLEDの位置は、ブレッドボードの中で接続されており、LEDに電気が流れません。

こんこっと。

これに気が付くのに、かなり時間がかかりました。

ブレッドボードに慣れていない場合は、③のようにブレッドボードを使わずに回路を組むのも一つの手です。

ブレッドボードの回路が正常に動かないんですが?その2

ブレッドボードに部品が正しく接続されているか確認しましょう。

例えば、電子部品を回転させて配置した場合、ブレッドボードの穴に接続されていないことがあります(左)。その場合は、ちゃんと配線してあげましょう(右)。

回路全体を選択して、削除したり、コピーしたいのですが?

「Shift+ドラッグ」で、範囲選択ができます。

その後、左上のメニューや「Delete」で、削除やコピペをしましょう。

今日の教訓

TinkerCADを使って、LEDが交互に点滅する回路を作りました。

TinkerCADを使えば、電子回路のシミュレーションができます。

ブレッドボードの使い方を間違えると動きません(当たり前w)。
原因が分からない場合は、ブレッドボードなしで回路を組んでみるのも一つの手です。

次は、TinkerCADで作製した回路を実際で組んで、動作確認をしたいと思います。

今日はここまで。
ではでは、またね。

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