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• 【電子工作基礎編】ブレッドボードと相性バッチリの変換モジュール紹介し
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13 Jun 2022 12:39:04 UTC
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【電子工作基礎編】ブレッドボードと相性バッチリの変換モジュール紹介します
今回は、ブレッドボードをもっと使いこなしたい、という方のために、相性バッチリな変換モジュールについて紹介していきたいと思います。
ブレッドボードを使っている時に、部品や電源の端子が挿さらなくて困った、という方は多いのではないかと思います。そんな時に、ここで紹介する変換モジュールが手元にあると、とても重宝します。
ぜひ最後までご視聴下さい。
↓テキスト派の方はこちらから
https://lab-b.jp/tools/breadboard-module/
【目次】
0:00 オープニング
0:33 変換モジュールとは
1:28 おすすめのブレッドボード用変換モジュールの紹介
4:39 ワンポイントアドバイス
5:15 まとめ
【関連動画】
・ブレッドボードの使い方
https://youtu.be/bJ7lHhG8POE
・ブレッドボードを使うときのコツと注意点
https://youtu.be/aJzR4qenZ_o
・ブレッドボードの選び方
https://youtu.be/4_RPXyA7Q4w
【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
【参照リンク】
・USB変換モジュール USB2.0 typeB
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-07429/
・USB2.0 microUSB
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-06656/
・USB2.0 microUSB シリアル変換機能付き
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-08461/
・DCジャック変換モジュール 内径2.1mm
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-09408/
・イヤホンジャック変換モジュール 3.5mmステレオ
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-05363/
・チップ部品変換モジュール SOP8
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-05154/
SOT23-3
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03659/
・HiLetgoジャンパーピン
https://amzn.to/3AVKWdf
※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。
【動画文字起こし】
それでは本題に入っていきます。まずは、そもそも変換モジュールとは何か?について簡単に説明します。
ここで言う変換モジュールとは、何かしらの電子部品や端子やモジュールを、ブレッドボードに挿せるようにする部品の事を言います。
ブレッドボードは便利なのですが、ピンを差し込めるタイプの部品しか使えない、というのが一つの難点です。
しかし、こちらにあるように、世の中には色んな部品をブレッドボードで使えるようにするための便利な変換モジュールがたくさん出ています。
ケーブルを切断したり、線を引き出して半田付け作業等を行えば同じような事はできるのですが、変換モジュールを使う事のメリットは、半田付け等の作業が不要で素早く回路を組めるので開発効率が上がるという点や、しっかりとブレッドボードに固定して使えるので信頼性・安全性が高まる、という点にあります。なので、できるだけ変換モジュールを使う事をおすすめします。
それでは次に、電子工作用途におすすめの4つの変換モジュールを紹介したいと思います。
まず真っ先に紹介したいのは、USB用の変換モジュールです。こちらは、USBで使用されている5V電源をブレッドボードに供給したい時に使えるモジュールです。
センサやICは5Vで動作するものが多く、5V電源というのは電子工作の中でかなりの頻度で出番があります。Arduinoやラズベリーパイ等のマイコンボードを合わせて使っているのであれば、5Vを出力するピンがあるのでそちらを使えるのですが、そうでない時はやはり何らかの手段で電源を供給する必要があり、そういった時にこの変換モジュールは非常に便利です。
USBの実際のピン配はこのようになっています。使い方としては、ACコンセントに、スマホ等で良く使う一般的な充電器を取り付け、USBを挿します。その反対側を変換モジュールに接続し、それぞれ5V、GNDのラインから線を出す事で、あっという間に5V電源の出来上がりです。
次に紹介するのは、DCジャック用の変換モジュールです。
こちらも用途としては先ほどと同じく、ブレッドボード上に電源を供給する用途として使います。違いとしては、USBは5Vに規格化されているので5Vの1種類しかないのに対して、DCジャックは複数の種類の電圧に対応している事や、最大で18Vまでの電源が取れる、という点にあります。モータを駆動する場合やセンサの種類に依っては高い電圧が必要になる場合があるので、こちらも持っておくと便利です。
例えばこれは、自宅で使用しているスピーカー用の電源アダプタです。仕様は直流の17.0V出力となっているため、100Vのコンセントにこれを指すと、この先端のDCジャックから、17.0Vが出力される事になります。
実際にブレッドボードに挿してテスターで確認してみると、確かに17Vが出力されている事が分かります。
次は、イヤホンジャック用の変換モジュールです。
あまり知られていませんが、イヤホンジャック端子は実は微弱な電力を取り出す事ができ、結構電子工作用途では色々遊ぶ事ができます。
詳細はまた別の動画で紹介する予定ですが、ひとまず電圧が取り出せるというところをお見せするために、こちらのスクラッチのネコの鳴き声を使いたいと思います。「ニャーの音を鳴らす」ボタンを押すと、このようにネコの鳴き声が鳴ります。
パソコンと変換モジュールをケーブルで繋ぎ、オシロスコープでこの猫の鳴き��
...
https://www.youtube.com/watch?v=I46L_Qff1w0
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【電子工作とは】今まで作ってきたガジェットを紹介します
lbry://@StartElectronics/【電子工作とは】今まで作ってきたガジェットを紹介します
今回は、今まで作製してきたガジェットの一部を紹介します。 ・音で子供を見守るガジェット「mimie( ミミー)」 ・世界初?の氷型ガジェット:カクテル色に空間を照らす「カクテルキューブ」 ・ベンチャー企業とコラボしたスマホ用ガジェット「AYATORI」 ・USB及びイヤホンジャックの信号を検出するための検討用基板 ・FET駆動用のパルストランス回路 ・周波数ー電圧変換回路 ・簡易MBD(モデルベースデザイン)用の検討基板 色々と作ってきましたが、やっぱり伝えたいのは電子工作、モノづくりは楽しい!という事です。 これを見て、少しでも皆さんにその気持ちを感じ取ってもらえたら嬉しいです。 まだ電子工作をスタートできてない方も、一緒に始めてみませんか? -------------------動画関連------------------ 【mimie紹介動画】 https://youtu.be/aTou74KLk5g 【カクテルキューブ紹介動画】 https://youtu.be/8iH1zmlapn4 【スマホ用ガジェットAYATORI】 https://www.indiegogo.com/projects/ayatori-light-up-your-relationships#/ 【周波数電圧変換回路】 https://www.njr.co.jp/products/semicon/products/NJM4151.html 【Techshop Tokyo】 https://www.techshop.jp/ 【コロナ社の本】 実習で学ぶモデルベース開発 https://amzn.to/38hI8be -------------------自己紹介------------------ 【BLOG】 本業はハードウェアエンジニアです(12年目に突入)。 プライベートでは電子工作を行っており、2012年から、モノづくりで世の中を変える人を応援するブログ「Makepresso(メイクプレッソ)」を運営しています。 ブログもチェックしてもらえたら嬉しいです! https://lab-b.jp/ 【Twitter】 https://twitter.com/buonoatsushi ... https://www.youtube.com/watch?v=m3R_Vy1KZUo
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【最新ガジェット紹介】magicbit
lbry://@StartElectronics/【最新ガジェット紹介】magicbit
今回は Magicbitという新しいマイコンボードを提供して頂いたので サンプルコードを使っていろいろと遊んでみました。 最初に結論を言ってしまうと かなりオールマイティに使えるマイコンボードになっているので ボード選びで迷っている方は選択肢の一つになってくると思います。 ぜひこの動画を参考にしてみてください。 ■目次 0:00 オープニング 0:22 Magicbitとは 2:22 サンプルコードで遊んでみた 8:27 レビュー 9:15 まとめ ■関連リンク ・Makuake ゲームもラジコンもロボットもゼロからできるIoT電子工作Magicbit https://www.makuake.com/project/magicbit ■関連動画 ■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 #クラウドファンディング ■動画文字起こし まず、magicbitとは何かについて紹介します。 magicbitとは、スリランカのスタートアップチームが開発した六角形の形が特徴のマイコンボードで、2022年8月から9月にかけてMakuakeでクラウドファンディングを行い、見事目標金額を達成しました。 このボードの最大のアピールポイントは、なんといっても、これ一つあればオールインワンであらゆる工作に対応できる、という拡張性の高さです。公式ホームページではゲーム、ラジコン、ロボット、IoTなど、実に50種類以上の工作に対応できるとうたっています。これだけ幅広い開発ができる理由は、センサやディスプレイ、通信機能があらかじめ搭載されているだけでなく、スマホアプリや動くロボットカーなど、より拡張性の高いモジュールまで網羅的に提供されている点にあります。似たようなコンセプトのボードは他にもmicrobitとかM5Stackとかがありますが、それらと比べてもやはり応用範囲という意味ではmagicbitの方が幅広いんじゃないかと思います。 そしてもう一つのポイントは、初心者でもすぐに開発を始められる手軽さにあります。ハード面においては、先ほど話したようにあらかじめ色んなモジュールが搭載されているため、このボードセットを一つ用意すればすぐに開発をスタートすることができます。そしてソフト面においてもしっかりと初心者向けの配慮がされていて、今ではすっかり定着した子供向けの開発ソフトScratchをベースにしたmagicCodeや、プログラミング不要でIoT開発によく使われるNode-REDをベースにしたmagicBlocksなど、すぐに開発をスタートできる環境が用意されています。そしてもちろん、コードをバリバリ書いていきたいという人のためにもArduinoやPythonによる開発もできるので、中上級者のニーズにも応えることができます。以上の特徴を、microbitやM5Stackと表にまとめて比べたのがこちらです。microbitやM5Stackも十分いろいろな機能は持っているのですが、magicbitはより一層、充実させたものだということが分かるかと思います。 次に、試しにサンプルコードを使って遊んでみたのでいくつか事例を紹介したいと思います。 なおここでは開発環境として、ビジュアルプログラミングのNode-REDがベースになっているmagicblocksをチョイスしました。Node-REDはその名の通り、ノードと呼ばれるパーツをつなぎあわせてプログラムを作っていきます。基本的にテキストのコードは書く必要がなくて、画面左側のパレットと呼ばれているスペースにあるノードを作業スペースにドラッグ&ドロップをして、レゴを組み立てるような感覚で楽しく組んでいくことができます。また、操作用の画面UIも簡単に作ることができるのが特徴です。 まずはブラウザから、お決まりのHello worldをmagicbitのディスプレイに表示させてみましょう。パレットにあるダッシュボードからtext input、magicBitの中にあるDisplayをドラッグ&ドロップし、その間を線でつなぎます。ダッシュボードはブラウザ上に配置できるユーザインターフェースのパーツを集めたもので、それっぽいアプリケーションを簡単に作ることができます。text inputをダブルクリックして新規にui_groupとui_tabを追加します。次に、DisplayのDevice IDの中から、接続したいmagicbitを選びます。ここでデプロイを押すと、WiFiを介してプログラムがmagicbitに書き込まれて実行されます。Dashboard画面を開いてHello worldと打ち込むと、これもWiFi経由で指示が伝わり、約1秒後にディスプレイに表示されるのが確認できます。 次は超音波センサを使って距離をブラウザ上に表示させてみます。パレットからInject、Ultrasonic、Gaugeの3つのノードを持ってきて線でつなぎます。まずはInjectを開き、ペイロードを日時にします。ちなみにペイロードは聞きなれない言葉ですが、データの本体、のような意味合いです。そして繰り返しを「指定した時間間隔」にして時間間隔を1秒にします。そうすることで、1秒おきにこのプログラムを呼び出すことができます。次にUltrasonicをダブルクリックしてデバイスIDを選び、Gaugeでダッシュボードを作ります。最後に超音波センサをつなげ、デプロイを押したら完了です。物を近づけたり遠ざけたりすると、ゲージの値が変わることが確認できました。 次はIoTガジェットで使われることの多い、APIを取り入れたものを紹介します。APIとはアプリケーションプログラミングインターフェースの略で、簡単に言うとサーバのデータを一般に公開して、第三者が簡単に利用でき ... https://www.youtube.com/watch?v=xcswSDoGvIM
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【電子工作の世界】スクラッチに連動して動くリアルスクラッチキャット
lbry://@StartElectronics/【電子工作の世界】スクラッチに連動して動くリアルスクラッチキャット
子供向けのプログラミングツール、スクラッチに出てくるネコに連動して動くネコを作りました。 パソコン上だけでなくリアルの世界で動くので、子供がより興味を持ってプログラミングをする事ができます。 オムニホイールを使用してるので四方八方、旋回が自由自在です。 マイコンボードはmicrobitを使用。 ギヤ比を間違えてしまったのでかなり動作が速くなっています。 今後アップデート予定。 ... https://www.youtube.com/watch?v=-bRSzDel4yA
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【初めてのarduino】7.サーボモータ
lbry://@StartElectronics/【初めてのarduino】7.サーボモータ
このレッスンでは、サーボモータを使って、以下のような内容を学んでいきます。特にfor文は汎用性が高く、何をするにしても必ずと言っていいほど登場するプログラムなので、必ず抑えておいてください。 ・繰り返し構文:for ・ライブラリの読み出し ・シリアルモニター(グラフ) ■目次 0:00 サーボモータについて 0:51 今回作るもの 0:58 使う材料の準備 1:03 回路図 1:27 回路を組む 1:55 プログラムの作成 4:07 ボードに書き込む 4:30 まとめ ■関連動画 Arduinoコース1 Arduinoとは https://youtu.be/F1RlVllBwxk Arduinoコース2 準備編 https://youtu.be/jHuWhbQdLhA Arduinoコース3 Lチカ https://youtu.be/vNFUslQCxPs Arduinoコース4 スイッチ https://youtu.be/xk2BCZTjTLU Arduinoコース5 フルカラーLED https://youtu.be/MiQ5aftfZIQ Arduinoコース6 サーミスタ https://youtu.be/Onypu6Dkirw ■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 #Arduino ■動画文字起こし サーボモータとは回転角度や速度を制御できるモータのことで、ロボットの関節や踏切の開閉など、ある決まった角度の範囲で精度良く物を動かしたい時に広く使われています。構造はこのように、通常のブラシ付きDCモータに加え、いくつかのギヤと、制御基板、回転量を検知するポテンショメータという部品からできています。こちらは、サーボモータの簡単なシステムを表したものです。Arduinoなどのコントローラから回転角度の指示が来ると、DCブラシモータが回転します。その回転量をポテンショメータで検知し、指示された角度に来たらモータを停止する、という仕組みになっています。なおこのように、変化量を検知して次の動作を決めるシステムは一般的にフィードバック制御と呼ばれます。 これは今回作成した回路で、5秒おきに180度回転するように動作させています。それではこの回路を作っていきましょう。 今回使う材料は、Arduino Uno、サーボモータ、オスオスのジャンパーワイヤ3本です。 こちらは、今回作成する回路図になります。サーボモータの電源は、Arduinoの5V出力端子から供給しています。Arduinoの場合、5Vの出力端子の電源はUSBポートに直接つながっているので、USB規格である500mAまで電流を流すことができます。大きなモータは動かすことができませんが、今回使っているようなホビー用の小さなサーボモータであれば問題なく使用することができます。 次に、回路図にならってブレッドボード図を作成したのがこちらです。今回使用しているタイプも含めて、多くのサーボモータはオレンジ、赤、茶色の3本の線が出ています。この場合、オレンジは信号、赤は電源、茶色はGNDラインを表しているので、間違えないようにしてください。それではこの図にならって、回路を組んでいきましょう。はい、ということで、回路を組むことができました。 それではコーディングを行っていきます。Arduino IDEを起動して、ファイル→新規ファイルをクリックし、この画面にあるプログラムを入力してください。ここではまず、最初の行で#includeというコードを使って、Servo.hというサーボモータ制御用のライブラリをインポートしています。ライブラリとは、あるモジュールを動作するために用意された、コードの集まりのことです。ArduinoにはこのServo.hを始め、いくつかのライブラリがデフォルトで用意されています。ライブラリを活用すると、ゼロからコードを書くより簡単にコードが書けるので、積極的に活用していきましょう。ちなみに今回使うservo.hには、以下のような6個の機能が用意されているので使う前に軽く目を通しておいて下さい。そして読み出したライブラリを使えるようにするために、下準備としてこの部分でオブジェクトを作成しています。オブジェクトというのは少し概念が難しいですが、実際にその機能を使えるようにするために、設計図の状態から現実世界に呼び出したものを言います。 Setup関数内では、servoライブラリの中にあるattachという機能を使い、9ピンを信号用のピンに割り当てています。また、今回はシリアルプロッタという機能を使って値をモニタするために、シリアルモニタ機能と同様にSerial.begin関数を使用しています。 次にloop関数内では、for文を使って繰り返し行う処理を書いています。for文では波括弧の中で囲まれた部分を、丸括弧内の条件が成立している限り繰り返すようにプログラムが動作します。丸括弧の中は、初期化処理、条件式、増分という3つのセクションに分かれています。増分はいくつか書き方がありますが、全て同じ意味なので頭に入れておきましょう。今回の場合で言うと、サーボモータの回転角度を表したangleという変数に最初に0を代入し、180に到達するまでは、1ずつ追加していきながら処理を繰り返す、という動きになります。そしてその処理の部分では、servoライブラリのwriteという関数を使って各angleの角度になるように回転させています。その後、30msの時間待機すると共に、現在のangleの値をシリアルプロッタで見れるようにしています。これは簡単に言うと、0〜180度までを1度ずつ回転させていることになります。そしてその回転時間は、1度あたり30msなので180度で5秒程度ということになります。180度まで回転させた後は、1秒待機した後で ... https://www.youtube.com/watch?v=7Niq22v6MFk
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【電子工作の舞台裏】普段使ってる測定器と工具たち
lbry://@StartElectronics/【電子工作の舞台裏】普段使ってる測定器と工具たち
最近、サンワのLCRメータ、LCR700が追加されました。 ... https://www.youtube.com/watch?v=WASYzKKMoBQ
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デジタル麻雀-技術を駆使した全く新しい麻雀牌
lbry://@StartElectronics/デジタル麻雀-技術を駆使した全く新しい麻雀牌
デジタル麻雀は、技術を駆使した全く新しい麻雀牌です。 有機ELディスプレイとワイヤレス給電と送受信用コイルを搭載しています。 マット内のコイルを通して通信する事で牌の位置や役を確認する事ができます。 アガった時の演出やスマホと連携しての点棒計算なども行ってくれます。 デジタル麻雀で、あなたの麻雀ライフが変わるかも? ... https://www.youtube.com/watch?v=CWirAycoasg
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【電子工作基礎編】スイッチをon-2
lbry://@StartElectronics/【電子工作基礎編】スイッチをon-2
今回は、スイッチをオンオフする時はチャタリングに注意しましょう、というテーマで話をしていきます。 この動画の内容はCQ出版のメルマガでも解説していますので、ぜひそちらも合わせて見てみて下さい。 ↓テキスト派の方はこちらから https://lab-b.jp/elec/switch-chattering/ ■目次 0:00 オープニング 0:17 チャタリングとは 1:23 問題 2:11 実測した電圧波形をLTspiceで再現する方法 4:24 チャタリングを除去する方法 6:13 RSフリップフロップを用いたチャタリング除去 7:02 まとめ ■関連リンク ・オシロスコープ:RIGOL DS1054Z https://amzn.to/3oDSddz ※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 DCブラシモータを安全に使いこなす方法|LTspiceで始める実用電子回路入門 https://youtu.be/rXWKGLc9q3M ノイズを除去する4つのフィルタ|LTspiceで始める実用電子回路入門 https://youtu.be/fxQeRebpXC8 マイコンボードの電源ピン|LTspiceで始める実用電子回路入門 https://youtu.be/M-L2sK6Yykw LEDに抵抗を挟まないとどうなるのか|LTspiceで始める実用電子回路入門 https://youtu.be/sZcGYZMU0o4 ■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 ■動画文字起こし まずは、チャタリングとはなんなのかについて説明します。 スイッチはどんな製品でも使われている一般的な部品で、理想的にはスイッチのOFF/ONに応じて電圧値もHigh/Lowがキレイに切り替わることが期待されています。 しかし、実際にはスイッチが切り替わる瞬間には、チャタリングと呼ばれる、ON/OFFが高速で繰り返される不安定な期間が存在します。実際にオシロで見てみると、スイッチの種類にも依りますが、多くのスイッチで数100us〜数ms程度のチャタリング期間が観測されました。 このチャタリングの原因は、スイッチの中身を分解してみると理解することができます。これはマイクロスイッチと呼ばれる、マウスにも良く使われるスイッチの中身を拡大したもので、スイッチと可動部と3つの端子から成っています。スイッチが押されていない時は端子1と2が導通しており、スイッチが押されると可動部が下に勢いよく移動し、端子3の壁にぶつかります。この時、端子3にぶつかった衝撃で、目に見えないほどの高速で可動部がバウンドします。これがチャタリングの原因で、スイッチを離した時にも同じような現象が発生します。 それでは突然ですが、ここで問題です。 図の回路は、このようなチャタリングを除去するための回路です。このチャタリングを除去するために適した回路定数の組み合わせは、次のうちどれでしょうか?なお、ここで記載する仕様は満足することとします。 ちなみにチャタリング除去のためのRC回路は、目安として時定数(R×C)をチャタリングの数分の一から1/10程度のオーダーで設計すると比較的良くチャタリングを除去できます。 今回の例題の場合、正解は(b)になります。各条件の時定数はこのようになり、(b)の条件が一番目安の範囲に近いです。また、実際に(a)〜(d)の条件でシミュレーションしてみると、仕様を満足するのは(b)だけであることが確認できます。 シミュレーションをした結果は後でお見せしますが、まずは準備として、実際のチャタリング波形をLTspiceに取り込む方法を説明します。 LTspiceには正弦波や方形波等の電圧源は用意されていますが、スイッチのチャタリングのような複雑な波形は作るのが難しいので、実測した波形を取り込んだ方が正確かつ効率的にシミュレーションを行えます。 電圧波形を取り込む方法としては全部で3ステップあり、まずはオシロスコープで観測した波形をCSV形式で出力します。例えば自分が使っているRIGOLのDS1054というオシロの場合は、出力したい波形を表示させた状態でRUN/STOPボタンを押した後、Storageボタンを押して出力タイプをCSVにします。次に保存ボタンを押すと保存先を聞かれるので、USBメモリの場合はDisk Dを選び、新ファイルを押してファイル名を入力したら、確定を押せばファイルが保存できます。 次に、パソコンでCSVファイルを読み込んで、LTspiceで認識できるフォーマットに加工します。まずA列が連番になってしまっているので、記載されているサンプリング周期間隔の時間となるように変換します。次に、1,2行目と不要な列を削除して、時間と電圧のデータだけが並ぶようにしたら保存してデータは完成です。 最後に、加工したCSVファイルをLTspice上で読み込みます。CSVファイルを読み込むときは、まずは回路入力画面の電源の上で右クリックをし、「Advanced」をクリックします。次に「PWL FILE」をクリックし、「Browse」をクリックして加工したCSVファイルを選択します。最後にOKをクリックすると、CSVデータを読み込んだ電圧源を作る事ができます。 オシロスコープ上で観測した波形とLTspice上で再現した波形を見比べてみると、かなり細かいレベルで再現できている事が分かると思います。 それでは、チャタリングを除去するための回路を説明していきます。 チャタリングの除去方法は大きく分けるとハードウェアによる方法とソフトウェアに� ... https://www.youtube.com/watch?v=4Y6eMXlDAd8
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【電子工作入門編】電子工作初心者のためのオームの法則の使い方
lbry://@StartElectronics/【電子工作入門編】電子工作初心者のためのオームの法則の使い方
今回は、電子工作初心者のためのオームの法則について説明します。 ここで話す内容は、電子回路を組む上で必須となるので必ず抑えておいて下さい。また、最後に実例も交えて使い方を紹介します。 ↓テキスト派の方はこちらから https://lab-b.jp/elec/ohm-housoku/ ■目次 0:00 オープニング 0:24 オームの法則とは 1:15 直列接続と並列接続 2:22 実例:電子工作の回路での使い方 5:13 ワンポイントアドバイス 5:50 まとめ ■参考サイト オームの法則を「仮面ライダー」で覚えるという発想は、以下サイトを参考にさせて頂きました。 https://media.qikeru.me/ohms-law-memorize/ ■関連動画 ・電子工作を始める人がまず抑えるべき電気の基本 https://youtu.be/KfHEQTrlpdQ ・電子工作はまずこの5つの部品から覚えよう https://youtu.be/ZzfslHqdRGY ・マイコンボードの特徴と選び方 https://youtu.be/aHkP-tNBiOI ■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 #オームの法則 ■動画文字起こし それではまず、オームの法則とは何かについて説明します。 オームの法則とは、回路を動作させる前に、電流や電圧を事前に予測するための計算式で、回路を安全に且つ正確に動作させるためには必須の知識となります。 式で表すとこのようになっており、意味合いとしては、Rオームの抵抗にIアンペアの電流が流れると、V ボルトの電圧が発生する、という事を言っています。ちなみにV、R、Iは、それぞれここに記載した単語の頭文字から来ています。 オームの法則は、このような図で書くと、使う時に便利です。例えば、電圧を知りたい時は電圧を指で隠し、抵抗×電流を計算します。また、抵抗を指で隠し、電圧÷電流を計算すると、必要な抵抗を求める事ができます。 また、回路の電流・電圧を計算するためには、オームの法則とセットで抑えておかなくてはいけないルールがあるので説明します。 部品の接続方法には、直列と並列という2つのタイプがあり、どんな回路も、基本的にはこの組み合わせによって作られています。各部の電流と電圧は、どちらの接続方法で組まれているかで変わってきます。 直列接続の時は、回路全体の電圧Vは、各部の電圧V1とV2を足したものになります。また、回路全体の電流Iは、直列接続の場合は同じルートを流れるためIとI1とI2は全て等しくなります。 一方で並列接続の時は、この関係が逆になります。各部の電圧V1とV2は、回路全体の電圧Vと等しくなります。また、回路全体の電流Iは、電流I1とI2に分岐した後で再度合流するため、I1とI2を足したものになります。 以上を表でまとめたのがこちらになります。これは式だけで覚えようとせず、電流が、水の流れと同じ性質である事をイメージして考えると、少し覚えやすくなるかと思います。 それでは、オームの法則と基本ルールを抑えたところで、電子工作で実際に回路を組むところをイメージしながら、電流や電圧を計算してみましょう。 まずはこちらの例題からです。あなたは今、赤色LEDを光らせようとしています。手元にあるのはUSBから取った5Vの電源と、10Ω〜1kΩの数種類の抵抗です。LEDに20mAの電流を流すためには、抵抗はどれを繋げば良いでしょうか?なお、LEDでは2Vの電圧降下が発生するとします。動画を止めて、Excelやノートで計算してみて下さい。 それでは正解になります。正解は150Ωです。 今回は求めたい値は抵抗になるので、オームの法則の図で抵抗の部分を隠すと、電圧÷電流を計算すれば良いという事が分かります。まず電圧はいくつになるかというと、5Vのうち2VはLEDにかかるので、直列接続のルールにより、残り3Vが抵抗にかかる電圧になります。電流の方は、直列に繋がっているので、LEDに20mA流すとすると、抵抗にも20mAの電流が流れる事になります。なので、3V÷20mAを計算して150Ωというのが正解になります。 続いて、今度は赤・緑・青色のLEDが内蔵されたフルカラーLEDを点灯させようと思います。ただし今度は、手元に100Ωの抵抗が3本と、出力が5Vで定格電流が100mAの電源しかありませんでした。この時、電源に流れる電流は定格電流以下に収まるでしょうか?なお、定格電流とは「それ以上流してはいけない電流の事」であり、LEDの電圧降下はどれも2Vとします。今回も、動画を止めて考えてみて下さい。 それでは正解の発表です。正解は、定格電流以下に収まる、です。 今度は並列接続になるので、電源に流れる電流Iは、各ルートの電流I1、I2、I3を足したものになります。そして、各部の電流を求める時は、オームの法則の図で電流を隠すと、電圧÷抵抗をすれば良い事が分かります。並列の場合はかかる電圧はどの回路も等しく、今回の場合は5Vです。5Vに対して、さっきの例と同じく2VはLEDにかかるので、残り3Vが抵抗にかかります。そして、今度は抵抗は100Ωなので、3V÷100Ωで30mAが各ルートに流れる電流です。電源に流れる電流は全ての回路を足したものなので、30mAを3回足して90mAとなり、定格電流の100mA以下となります。 オームの法則の使い方や、直列接続と並列接続の計算方法の違いがイメージできたでしょうか。例題の説明は以上です。 なお最後に、1つだけワンポイントアドバイスがあります。 オームの法則を使う時はこちらの図を ... https://www.youtube.com/watch?v=OUEo5x3Ha0k
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【電気のキホン】6.超基本の電子部品の原理と構造-2
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ここでは、超基本となる6つの電子部品の原理と構造ついて説明します。 ※動画の一部に誤りがありました 9:56 正しくは、(a)と(b)で電池のプラスマイナスの向きは同じです。なぜか(b)の「+」と「ー」の向きが逆になっておりました。ご注意ください。 ↓テキスト派の方はこちら 準備中 ■目次 0:00 抵抗 2:04 コンデンサ 3:58 コイル 5:25 ダイオード 8:15 トランジスタ 10:14 FET ■関連動画 【電気のキホン】1.電気の正体|学び直しエレクトロニクス https://youtu.be/0-AIwjN7gjE 【電気のキホン】2.電気の使い道|学び直しエレクトロニクス https://youtu.be/c_y-iby0sew 【電気のキホン】3.電気と磁力|学び直しエレクトロニクス https://youtu.be/HMu5GobOkvc 【電気のキホン】4.電気と材料|学び直しエレクトロニクス https://youtu.be/T8s0MfdmyEs 【電気のキホン】5.電子部品の種類と役割|学び直しエレクトロニクス https://youtu.be/jsp9knVDLSk ■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 ■動画文字起こし 次に、超基本となる6つの電子部品にフォーカスして原理と構造を説明します。 まずは、全ての電子部品の中でも最も基本と言える、抵抗について説明します。抵抗の主な役割は「電気の流れを抑える」ことであり、流れを制限することで、ここで挙げたようなメリットが生まれます。 これは抵抗の役割をモデルで説明した図です。モデル内では、抵抗は、電子の流れを邪魔する障害物で表す事ができます。Aは抵抗がない場合を表しており、抵抗がないと、電子の供給元である電源から大量の電子が流れてくる事が分かります。この結果、接続している電子部品や配線を壊してしまったりする可能性があります。また、電源も無限に多くの電子を送れるわけではないので、流しすぎにより電源を壊してしまう恐れもあります。そこで使われるのが、Bで示すように、障害物である抵抗です。障害物を置くと、電子の流れを邪魔し、少しずつ流すことができます。結果として電子部品や銅線、電源を保護することができます。 また、電源から供給できる電子の量には限りがあります。そのため、複数のルートが存在する回路の場合、それぞれのルートに適切に電子を分配する必要があります。その際に、抵抗を使うと電子の量を調整できるため、簡単に分配することができます。 なお、抵抗値の大小は障害物の大小に相当します 次にこちらは、抵抗のパッケージを一部開いた実物写真と断面のイメージ図です。構造としてはシンプルで、ボディはセラミックでできており、その周りは炭素皮膜で覆われています。セラミックは絶縁体であるため電気は流れず、代わりに表面の炭素皮膜を流れます。炭素皮膜は、金属ほどではないものの電気を流しやすい性質を持っています。 炭素皮膜には切れ込みが入っており、炭素皮膜の幅を狭くすることで障害物の役割を果たしています。その外側には保護用の塗料と、さらにその外側にはカラーコードと呼ばれるカラフルな線が塗られています。カラーコードは、それぞれの色に意味が割り当てられており、このコードを見るだけでその抵抗の大きさを読み取ることができます。 次はコンデンサです。コンデンサは抵抗に続き2番目に多く使われる電子部品です。主に「電圧の変動を抑えたいところ」に使われます。 コンデンサの役割は「バケツのように電気を一時的に蓄えること」です。電気を蓄えることで、次のようなことに役立てることができます。こちらに、コンデンサの役割をイメージで書いてみました。IC(集積回路)のような電子部品は動作に必要な電流量は常に一定なわけではなく、状態によって変動する事があります。その時に、遠くの電源から供給しようとしても、電子の供給が間に合わずに動作不良を起こしてしまう恐れがあります。そんな時に、この図のように近くにコンデンサがあると、その中に一時的に蓄えられた電子が流れ出て、電子部品に足りない部分を補充してくれます。そのため、電子部品を安定的に動作させることができます。 また、電子回路は静電気や電磁波など、様々なノイズにさらされています。ノイズが回路に乗ってしまうと電圧が急激に変動するため、誤った電圧値を読み取ってしまったり電子部品を破壊してしまうリスクがあります。 そんな時にコンデンサがあると、電子が一時的に増えてもバケツのように蓄えてくれるため、電圧変動量を抑えることができます。この図は、コンデンサのパッケージを開いた写真と、構造を説明した図です。ここで示すように、コンデンサはプラス電極とマイナス電極の間に絶縁体の層があり、それぞれが薄い膜になってぐるぐるに巻かれた状態になっています。 コンデンサに電圧をかけた様子を表したのがこの図になります。コンデンサは、絶縁体を挟み込む形で、プラス電極とマイナス電極が配置されています。この絶縁体は電気は通さないのですが、非常に薄く作られているため、プラス電極側のプラスとマイナス電極側のマイナスが互いに引かれ合って保持されます。結果として、外から何らかのエネルギーを加えない限り、これらのプラスとマイナスは居続けるのでバケツのように蓄えることができます。 次に紹介す ... https://www.youtube.com/watch?v=2FIbsE2J1hI
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