今回は、電子工作を安全に楽しむために「やってはいけないこと」を集めてみました。 電子工作を始めたばかりの人や、何に気をつけていいか分からなくて電子工作が怖く感じてしまう、という人はぜひ最後まで見てみてください。 ■目次 0:00 オープニング 0:23 ①剥き出しの金属同士を近づける 1:02 ②マイコンボードの電源ピンを多用する 1:37 ③電源を付けたまま線や部品の付け外しをする 2:25 ④燃えやすいものを周りに置いて実験を行う 3:01 ⑤「想像」や「記憶」で回路を組む 3:23 ⑥予期せぬ動作になってもそのまま実験を続ける 4:00 ワンポイントアドバイス ■自己紹介 ・ハードウェアエンジニア ・電子工作歴：9年 ・電子工作をゼロから体系的に学べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます ■SNS Web : https://start-electronics.com/ Twitter : https://twitter.com/buonoatsushi #電子工作 ■動画文字起こし まずは、剥き出しの金属同士を近付けて実験する、という事です。 ブレッドボードに長い脚のまま刺したり、ケーブルをたくさん使っていると、ちょっとした振動が起きただけでも金属同士が接触してしまう危険があります。電気の世界ではコンマ1秒でも接触してしまうと大電流が流れ、故障の原因になってしまいます。 長い脚は切る、金属部分は絶縁テープで巻くなどして、あらかじめ対策しておきましょう。また、万が一接触しても大電流が流れないように、電源にはいわゆる過電流検知機能が組み込まれているものを用意しましょう。この機能があるかどうかは、データシートや説明書を見れば書いてあると思います。 続いては何でもかんでもマイコンボードの電源ピンを電源にしてしまう、という点です。 Arduinoやmicrobitのようなマイコンボードには5Vや3.3Vのような電源ピンがあり、実験の際にはかなり重宝します。ただ、これらの電源ピンには実はかなり貧弱な回路や素子が使われていて、たくさんの電流を流すことができません。 電源ピンを使う時は、あまり多くの部品をつなげず、できればあらかじめ各部品の電流量を把握してから使うようにしましょう。電源ピンの中身については別の動画で説明しているので、そっちも合わせて見てみてください。 次は、電源を付けたまま線や部品の付け外しをしてしまう、ということです。 これは専門的には活線挿抜とか活性挿抜と言って、やってはいけないことの一つとして知られています。付け外しをする瞬間は、人から見ると一瞬ですが電気的にはかなり長い時間、電圧が不安定な状態が続くことになります。特に、ピンがたくさんある部品は各ピンの電圧の上がり方に微妙に時間のずれが発生するので誤動作や故障につながる可能性があります。例えば、本来は電源を先にかけないといけないのに信号ラインの電圧が先に上がってしまう、などということが起こり得ます。 活線挿抜をしたからといって必ず壊れるわけではないですし、自分もたまにやってしまうのですが、めんどくさがらずに付け外しの際は必ず電源を切ってから行うようにしましょう。 次は、燃えやすいものを周りに置いて実験を行う、ということです。 電子部品は見た目では分かり辛いのですが、実験中に意外と熱を持っていることが良くあります。特に抵抗やトランジスタ、FET、コイル、レギュレータなどの部品は多くの電力を消費するところに使われることが多いため、熱くなっていることが多く、注意が必要です。使い方や環境次第では、100℃を超えることも普通にあります。 なので、実験中は燃えやすいものは周りに置かないようにしましょう。不安な場合は、電源を切った後に部品を直接指で触ってみて熱くないか確認してみるのもいいと思います。 続いては、「想像」や「記憶」で回路を組んでしまうという事です。 トランジスタやダイオード、プッシュスイッチなどは部品の向きがあり、想像や記憶で回路を組んでしまうと思わぬルートで電流が流れ、故障や誤動作につながる可能性があります。 ピン配が分からなければデータシートを見たり、より確実にはテスターで事前にチェックをしてから回路を組むようにしましょう。 最後は、予期せぬ動作になってもそのまま実験を続けてしまう、という事です。 普通、実験は何らかの「期待される動作」をイメージしながら行うと思います。ただ、電源を入れた直後、その予想通りにならないことも良くあります。その場合は実験を続けずに、一回電源を切ってから何が問題か検討するようにしましょう。 電源を入れ続けてしまうと、一部に電流が集中したりして異臭や異音などの更なる被害に拡大する可能性があるためです。特に初めての実験の時は、何か異変を感じたら即座に電源を遮断できるように片手を電源やスイッチに添えながらやるのがおすすめです。 最後にワンポイントアドバイスとしては、より安全に実験を行うために、電源を入れる前に、配線や部品の向きが合っているかなど、指差し確認をするのがおすすめです。 指差し確認は大げさに思われるかもしれませんが、指を差しながら一つ一つ見ていくと思わぬミスに気づくことも多々あります。 私も過去に電源設計を行なっていた時の名残で、毎回必ず指差し確認をするようにしています。特に慣れないうちは意識してやってみてはいかがでしょうか。 ... https://www.youtube.com/watch?v=4v24Sp_tuSk

今回は、これから電子工作を始める方向けに、ブレッドボードを使う時のコツと注意点について説明していきたいと思います。 ここで紹介するコツや注意点を抑えておくと、ブレッドボードの最大の欠点である「信頼性の低さ」をカバーする事ができ、ミスなく安全に使用する事ができるようになります。 もっとブレッドボードを使いこなしたい、という方はぜひ最後までご視聴下さい。 ※動画内に誤字がありました 誤：Lチカ回路 正：LED点灯回路（点滅はしません） ↓テキスト派の方はこちらから https://lab-b.jp/tools/breadboard-point/ 【目次】 0:00 オープニング 0:54 配置に関するコツと注意点 2:51 配線に関するコツと注意点 5:04 ワンポイントアドバイス 5:23 まとめ 【関連動画】 ・ブレッドボードの使い方 https://youtu.be/bJ7lHhG8POE 【自己紹介】 ・ハードウェアエンジニア ・電子工作歴：9年 ・電子工作をゼロから体系的に並べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます 【SNS】 Web : https://lab-b.jp Twitter : https://twitter.com/buonoatsushi #電子工作 #入門編 #工具 #ブレッドボード 【動画文字起こし】 今回は、こちらの2つのボードを使って説明をしていきます。 これは、どちらもLEDを点灯させる回路を3つ並べたものになっています。 見た目は全然違いますが、 このように同じようにLEDが点灯します。 ただし、結論を先に言ってしまうと、この右側は良い組み方の例、左側は悪い組み方の例になります。 順番に、その理由と、上手に組むためのコツを説明していきます。 まず、配置に関してです。 1つ目としては部品の脚はこのように短く切りましょう、という事です。 電子部品は購入したばかりの状態ではこのように長いものが多いのですが、それをそのまま使ってしまうと、こちらにあるように部品が傾いた時に脚同士が接触し、ショートしてしまう危険性があります。 自分も、切るのが面倒くさかったり、もったいないっていう理由でそのまま使う事も良くあるのですが、本当は良くないので、できるだけ切るようにしましょう。 2つ目は、できるだけ回路図をイメージして並べる、という点です。 これは今回作成した回路図で、LEDの点灯回路が3つ並んでいます。 まずは悪い例からお見せすると、バッテリーからの電流が左に行ったり右に行ったり、何度も左右を行き来しているのが分かると思います。 一方で良い例では、回路図と同じように、3つの経路とも、電池から流れた電流が、このようなルートで右から左へまっすぐ向かっているのが分かると思います。 回路図をイメージして並べると何が良いかと言うと、例えば回路が正しく動作しなかった時に、だいたいの場合は回路図を眺めて怪しいところを潰していく事になります。 その時に、回路図とブレッドボードの回路が近い状態にあると、確認・検証がとてもしやすい、というところにあります。 次に、配線に関するコツと注意点です。 3つ目としては、配線の色の思想を統一しましょう、という点です。 これは見比べれば一目瞭然で、悪い例では色を適当に選んでいるので例えば電源ラインがどこにあるのかが全く分かりません。 一方で良い例では、電源ラインは赤色と決めているので、一発で電源ラインの配線を見分ける事ができます。 これは、例えば手元に6色の線がある場合の思想を書いたものです。 もちろん好みもあるので分け方は人それぞれですが、大事なのはルールは決めたらそれを守り続ける事、です。 一度、自分ルールを作ってみる事をおすすめします。 次に4つ目としては、配線はできるだけ短くする、という事です。 見ての通り、悪い例ではかなり配線が長く、 ごちゃごちゃしています。 配線が長いと電流を流した時の 電圧降下が大きくなってしまったり、 配線が間違いやすくなるというデメリットばかりなので、 線は極力短くするに越した事はありません。 なお、電圧降下とは、電圧が下がってしまう現象であり つまり、電流が流れる根本が例えば5Vであっても 流れた先は実は4Vしかなかった、という事も起こり得ます。 誤動作の原因となってしまうので この配線の抵抗値をできるだけ下げる事を常に意識しましょう。 そういう意味で、もっと長さの短い、 このジャンパーワイヤーと呼ばれる線を使うのも 一つの選択肢だと思います。 最後に5つ目のコツとしては、電源はできるだけ根本から取りましょう、という点です。 「ブレッドボードの使い方」でもお見せしましたが ブレッドボードというのは内部で金属のピンで繋がっています。 先程お話した配線と同様に、このピンは抵抗値がゼロではないので、 こちらも電流が流れると必ず電圧降下が発生します。 ただし配線と違ってピンの場合は長さを変える事ができないので 抵抗値を下げる唯一の選択肢は こちらにあるように電源の根本にできるだけ近づける事です。 という事で、こちらにあるように電源ラインはできるだけ根本から取りましょう。 以上、ここで挙げた事をまとめると、ブレッドボードを組む際はここで挙げた5つの観点を頭に入れて配置・配線をしましょう、という事になります。 また、最後に一つだけワンポイントアドバイスがあります。 電源から流れ出た電流は全てGND側に帰ってくるので、電源とGNDの違いは電流の向きでしかありません。 なので、GNDラインに対しても、このように根本から配線すべきというポ ... https://www.youtube.com/watch?v=aJzR4qenZ_o

今回は、マイコンボードの電源ピンから学ぶ2つの電源方式、というテーマで話をしていきます。 なおこの動画は、私が執筆を担当した、CQ出版のメルマガの内容を動画で解説したものになります。メルマガの方も合わせて読んでみて下さい。 ↓テキスト派の方はこちらから 更新中 ■目次 0:00 オープニング 0:22 電源ピンとは 1:20 2種類の電源の特徴 3:14 実機デモ 4:13 ワンポイントアドバイス 4:38 まとめ ■CQ出版メルマガ https://cc.cqpub.co.jp/system/contents/6/ ■関連リンク ・動画内で使用しているサーモグラフィ（FLIR ONE Pro） https://amzn.to/3pS7vNa ・動画内で使用している電流プローブ（FTVOGUE CP-05+） https://amzn.to/3nFIqCd ※当チャンネルでは、一部にアフィリエイトリンクを貼らせて頂いております。 発生した収益は、動画内で使用する部品・ツール・キット購入などの費用に使用し、より良い動画作りに役立たせて頂きます。 ■関連動画 ・動作の邪魔をする共通インピーダンスに要注意｜LTspiceで始める実用電子回路入門https://youtu.be/YnFcf5bKW5g ■自己紹介 ・ハードウェアエンジニア ・電子工作歴：9年 ・電子工作をゼロから体系的に並べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます ■SNS Web : https://lab-b.jp Twitter : https://twitter.com/buonoatsushi #電子工作 #マイコンボード #CQ出版メルマガ ■動画文字起こし それではまず、電源ピンについて簡単に説明しておきます。 ここで電源ピンと呼んでいるのは、マイコンボードの入出力ピンの中にある、5Vや3.3Vといった電源を供給するピンの事です。例えばAruinoではこちらのピンです。 マイコンボードはいくつも種類がありますが、基本構成としてはどれも同じです。まずマイコンボードにはUSB経由で5Vが供給され、5Vピンはそれをそのまま出力しています。また、3.3Vピンに対しては、電圧変換部を介して5Vから作られた3.3Vが出力されています。 ここで言う電圧変換部は、専門的にはDCDCコンバータと呼びます。DCDCとは、直流の電圧から、別の直流の電圧へ変換するという意味です。 実は、DCDCコンバータの方式にはリニア方式とスイッチング方式の2種類があり、それぞれ異なる特徴を持っています。特徴を理解しておくと、より安全に使いこなす事ができるのでぜひここで抑えておいて下さい。 それでは、2つの電源方式について紹介していきます。 まずリニア方式とは、このように負荷に直列に可変抵抗を接続し、抵抗の大きさを調整する事で欲しい電圧を出力する方式です。動作や使い方は非常にシンプルで、部品の端子が3つしかない事から、三端子レギュレータとも呼ばれます。また、電圧変動を調整する時間的なループが非常に早いので、電圧が安定しやすいというメリットもあります。 一方で、リニアレギュレータは、この図のように電力を熱に変換してエネルギーを放出する事で電圧を調整しています。そのため、発熱しやすく、大きな電流が流せないというデメリットがあります。 以上の特徴をまとめるとこのようになります。 次に、スイッチング方式とは、この図のようにスイッチを使って電圧を調整する方式です。リニア方式と比べると動作がやや複雑ですが、簡単に言うとスイッチがオンの時にエネルギーをコンデンサに蓄え、オフの時に放出する事で電圧を調整しています。 出力電圧の大きさは、このオン・オフの時間比率で変える事ができます。 スイッチング方式はリニア方式と違い、エネルギーの消費ではなくエネルギーの形を変える事で電圧を変換しているため、消費電力が低いというメリットがあります。 一方で、部品点数が多く必要であったり、電圧変動が大きいといったところがデメリットです。 以上をまとめるとこのようになっています。 リニアとスイッチング方式の違いが分かったところで、世の中にあるマイコンボードはどちらを使っているのか？を見てみましょう。 こちらは最近人気のあるマイコンボードの、3.3V出力がどのように作られているかをまとめた表です。 結論として、用途が限られていたり小型化を重視しているものはリニア方式、用途や機能の豊富さをアピールしているボード　はスイッチング方式が採用されているようです。 このように、どちらの方式も世の中には普及していて、適材適所で使い分けられています。 これらの2つの方式の最大の違いは、消費電力の大きさです。そこで最後に、負荷をつなげてそれぞれの方式で実際に熱がどの程度異なるのか見てみましょう。 ここでは、代表としてmicrobitとM5Stack BASICのマイコンボードの3.3V電源ピンを使いました。負荷としては、今個人的に開発中の、加湿器で良く使われる超音波噴霧モジュールが負荷の大きさとして丁度よかったので、こちらを繋いで温度をモニターしてみました。 なお、超音波噴霧モジュールの負荷は抵抗値換算で大体5〜10Ω程度だと考えてください。 まずリニア方式のmicrobitを繋いでみると、このように温度がかなり高くなってしまいました。 一方でスイッチング方式のM5Stackでは、やはり温度はかなり抑えられている事が確認できました。 という事で、マイコンボードの電源ピンを題材にして、2つの電源方式と特徴について紹介しました。 なお、実際に電力値としてどの程度違いがあるかは、CQ出版のメルマガの方で解説しているので、続きはそちらをご覧ください。 なお、最後に一点だけアドバイスをしておきます。 � ... https://www.youtube.com/watch?v=M-L2sK6Yykw

今回は、これから回路シミュレーションにチャレンジしてみたい、という人に向けて、電気屋じゃなくても分かる回路シミュレーション、というテーマで話をしていきたいと思います。 ひとまずこれだけ抑えておけば、自分のパソコンで最低限のシミュレーションはできるようになると思うので、まだやったことのない人はぜひ最後までご覧ください。 ■目次 0:00 オープニング 0:23 回路シミュレーションとは 2:10 回路シミュレーションの使い方 9:12 回路シミュレーションの注意点 9:52 まとめ ■関連リンク https://www.analog.com/jp/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html ■自己紹介 ・ハードウェアエンジニア ・電子工作歴：9年 ・電子工作をゼロから体系的に並べるチャンネル「今日から始める電子工作」を運営してます ■SNS Web : https://lab-b.jp Twitter : https://twitter.com/buonoatsushi #電子工作 #LTspice ■動画文字起こし まず、そもそも回路シミュレーションとは何かについて説明しておきます。 回路シミュレーションとは、電子回路を簡単な形にモデル化して、パソコン上で動作を再現することを言います。 回路シミュレーションを使うとできることとしては、例えば各電子部品に何Vの電圧がかかっているかや、それぞれのルートの電流値が何Aになるか、また、温度が変わった時にそれらの値がどう変わるか、といったことを確認することができます。また、少し専門的な使い方になってしまいますが、電流や電圧の大きさが時間的に急激に変化した時の応答性や、各部品のパラメータを変化した時の動作をグラフ上で比較する、というような便利な使い方もできます。 回路シミュレーションを使うメリットとしては、実際に電源を入れる前に各部の動作を予想できるので、部品の故障が減らせること、安全に実験を進められることなどがあります。あとは少し視点が変わりますが、パソコン上に回路を作るので、自分用に知識として蓄えておいたり、他の人とシェアしたりできることも隠れたメリットになります。一方でデメリットも挙げておくと、パソコン上で回路を作る手間が増えてしまうことや、シミュレーションの結果を信じすぎてしまって実際の不具合が起きた時に原因発見が遅れる、といったこと等があります。特に2つ目に関しては、意識してないとついやりがちなので注意が必要です。 そしてもう一つ抑えておきたいのが、シミュレーション用のソフト選びです。世の中にはシミュレーション用のソフトは無料のものから有料のものまでたくさんの種類がありますが、ひとまず初めてシミュレーションをやるならLTspice一択だと思ってください。このソフトは無料で使えて、他のソフトと比べても使い勝手が良く、本もたくさん出ているので初心者には最適のソフトになっています。しかも機能もかなり充実しているので、設計現場でも普通に使われている優れものです。 それでは次に、LTspiceを使って実際に回路をシミュレーションしてみましょう。 まずは準備として、LTspiceを公式サイトからダウンロードしてインストールしておきます。現時点ではバージョン17が最新になっています。Windows、MacどちらのOSにも対応していますが、Mac版は少し使い勝手にクセがあるので選べる人はWindows版を使うことをオススメします。この動画でもWindows版をベースに進めていきたいと思います。 インストールしてソフトを起動すると、この画面が出てきます。まずは上のメニューバーでFileからNew schematicを選んで、新しい回路図を開きます。この画面に回路図を作っていくことになります。ちなみに私は色の設定をカスタマイズしているので、見た目が少し違うと思いますが、そこは気にしなくて大丈夫です。 ここでは簡単な回路を用意したので、この回路を作っていきたいと思います。ちなみに大まかな流れとしては、まずは回路図を作って、次に各部品のパラメータやラベルを入力し、シミュレーションを実行した上で最後に電圧・電流を測定する、という流れになります。 それではまず回路図を作っていきます。順番はどれから置いていってもいいので、置きやすいものから進めてもらって大丈夫です。ここではまずは抵抗を置いていきます。上のツールバーから抵抗マークをクリックし、デフォルトでは縦になっているので回転ボタンを押して90°回転させます。それを3つ配置したいので、コピーボタンを押して今置いた抵抗をクリックし、空いているところでもう一回クリックしてコピーします。→それを3つ配置します。次に直流電源として電池を置きます。電池は上のツールバーにはないので、そういう部品はcomponentというボタンを押して呼び出します。この中にはLTspiceに登録されている全ての部品が登録されていて、電池はbatteryという名前で登録されています。ちなみに部品はたくさんあるので、名前が分かっている場合は、ここの検索窓で「battery」と入力して調べた方が早いです。これをダブルクリックして回路図画面に配置します。なお直流電源は他にもcellという部品がありますが、見た目が違うだけで全く同じ機能なのでどっちを使っても大丈夫です。 次にツールバーからGNDを探して回路図上に置きます。GNDはシミュレーション上だけに存在する部品で、ここを0Vの基準として計算することになるので必ず置く必要があります。あとは、Wireをクリックしてそれらの部品をつな�� ... https://www.youtube.com/watch?v=sfcHA1X_mD8