7/23(土) 部品を配置しよう 結線しよう



    電子回路では、回路図は次のように簡略化して書きます。 左が実際の配線図 右が,電子回路でよく使う,簡略回路図です. ポイント:電源の+の記号 −の記号 抵抗(R)の記号 発光ダイオード(LED)の記号 ※今後、いちいち「抵抗」とは書きません。Rと書いて、「抵抗」と読みます。 なお、Rの記号は、中学校や高校で習う記号(新記号)とは異なりますが、 電子回路の世界ではまだまだ旧記号がまかり通っているので、ここでも旧記号ですすめます ※デジタルの電子回路では,電源の電圧は,必ず5vです.そう決まっています.電池の場合は 4本(6v)ですが,電池は使えば減るので,実質5vくらいになってしまいます. これについては後で触れます. LEDには、+−の向きがあります。足の長い方が+、短い方が−です。 左がLEDの回路図記号,右は実際の写真です.   正しくは、+側をアノード(A)、−側をカソード(K)といいます。 つまり、LEDは、AからKへ電流が流れると、光ります。 逆向きには電流は流れません(=光りません)。ダイオードですからね。 回路図記号をよーく見てください.記号の中が矢印になってるでしょ. この向きに電流が流れ,そして光るのです. ...でも、足を切ってしまったら、どっちがAで、どっちがKか わからなくなってしまいますよね。 LEDは中が透けて見えるので、よく見ると、ふつうは電極の大きい方がKです。 ふつうはね. だいたい,確率80%でそうです。でも、20%は、電極の大きい方はAです ...あはは 迷惑ですね.例えば,写真のLEDは,20%です(笑) イラストのは80%です LEDを逆つなぎにして半田付けしてしまって,後で泣く人はけっこう多いので、 ハンダ付けする前によく確認しましょう。 Rには+−の向きはありません。どっち向きにつないでも良いです. Rの値は、Ω(オーム)で表します。 1kΩ=1000Ω  1MΩ=1000kΩ=(ナイショ)Ωです。 例えば,4.7kΩは,4700Ωって意味だよね. なお、MΩは、メグオームと読みます。ふつうはMはメガなんですけどね(MB、MHz etc.)。 これだけは例外です。 Rの値は、ふつうはカラーコードで表します。 例えば,写真のRは,上が茶黒赤金=1kΩ 下が黄紫赤金=4.7kΩ(共に誤差 ±5%)です. そのうちRのカラーコードの問題も出しますので、下記のHPを参考にして、 読めるようにしておいてください。 参考HP (標準 http://www.jarl.or.jp/Japanese/7_Technical/lib1/teikou.htm) (ややハイレベル http://www4.zero.ad.jp/electronics/stdata/ resistor/colcode.html) そしてスイッチ(SW)ですね 上2つのスライドSWは安いのでよく使いますが、ユニバーサル基板に直接ハンダ付け することができません(プリント基板を焼けば別ですが)。 ふつうは基板から電線を引き出して、外づけSWにします。面倒ですね。 下2つの基板用SWは、基板に直接ハンダ付けできます。でも,ちと高いです。 多くのSWは、図のような3Pスイッチ(3端子SW つまり切り替えSW) として売られています。右が回路図記号です. 6Pスイッチというのもあります。これは3Pの2つが連動して動くSWです。 連動して動くというのがミソです.けっこうよく使います. 例えば,モータの逆転SWとかね.(参考)右の回路図が,逆転回路です.    でも普通,SWと言えば,ON-OFFスイッチ(つまり2PのSW)ですよね. 2PのSWも確かに売られていますが,普通,電気屋さんは3PのSWを買って, 下図のように流用します.だって,どうせSWの買い置きをするなら,3PSWの 方が,適用範囲が広いでしょ. 上が回路図記号,下が,3PSWをON-OFFSWにするための配線方法です. ちなみに,左よりも,右のような配線をする方が良いです.
    それでは、さっそく課題です. 課題 次の回路を,ユニバーサル基板上に作りたいと思います. ペイントを使って,次の(1)〜(4)の手順で,部品を基板上に配置し, 指定する色で結線をしてください. ※ペイントが使えない人は、印刷して手書きにしてもかまいません。 印刷もできない人は、紙に手書きで写してもかまいません。 使用する部品は,R,LED,SW(3P),そして電池ボックス(電池4本= 6vだけど,5vだと思って下さい)です. LEDの向き(A,K)に注意しましょう.逆につなぐと,LEDが光りません. 課題図 ちなみに,ユニバーサル基板は,みんなが大好きな「大阪基板」を使います(笑). この写真は,基板の裏面です.銅箔が貼られています.穴がたくさんあいて います. 裏面に半田付けをします.  基板のオモテ面は,何もついていません.穴があいているだけです. オモテ面から部品を挿します. で,上の課題図は,基板の裏面図です.青い部分は銅箔です.電気的につながっています. の部分(ランドといいます)に部品を挿して,半田付けします。 ランドには穴があいていて、ここに部品やビニール電線を基板のオモテ側から挿し、 ハンダ付けしてつなぎます。穴と穴の間隔は、2.54mmです。 なお、1つのランドには、1つの部品orビニール線しかつなげません.だって、穴に はリード線は1本しか挿せないでしょ。 ピンクが部品(R),緑線がビニール線ですが,左のビニール線のようなつなぎ方はダメです. 右のビニール線はOKです.大阪基板は,こうやって使うのですよ. では,手順です. (1)課題図のユニバーサル基板(大阪基板)の上に,部品を並べます. まず,上の課題図を右クリックして,「名前をつけて画像を保存」し,このbmpファイルを ペイント等で開き,部品を並べていきます. ※この図は,部品も基板もすべて,底面図(基板の裏から見た図)です.つまり, 実際の部品は,画面の向こう側に並ぶことになります.わかるかな. ペイントが使えなかったら,プリンタで紙に印刷して手書きで部品を書き込んでもいいし,課題図ごと丸写しでも構いません. その場合は,学校の田部井ポストへ課題を提出してください.  なお,ペイントの重ね合わせ設定は,左のように「透明背景モード」にしましょう.でないとうまくいきません. 例えば,上のような回路図なら,こんな風に書きます. ペイントの「回転」も使ってみたよ.もっとコンパクトにできる配置法はあるのですが,それはナイショです.自分で見つけよう. 今回の課題で,基板上に載せるのは,SW,LED,Rの3つです. 電池はさすがに基板上には載らないでしょう. なるべくコンパクトに並べる方が,基板を小さくできてかっこいいですが, コンパクトすぎると,部品の結線ができなくなって破綻します. そもそも大阪基板ですからね.何事もほどほどに. なお、当たり前ですが、部品どうしがぶつかってはいけません。 つまり、ピンクの外形線どうしが重なったり交わったりするような配置は、 できません。部品と部品のすきまは、広すぎるのも無駄ですが、 あまり狭すぎるのも、作業しずらいです。ちなみに、穴と穴の間隔 は2.54mmです。 (2)基板上の部品どうしを,部品の足やスズメッキ線でつないで(結線して) ください.ペイントで,赤い線で線を書いて下さい. ただし,この赤い線(部品の足や,スズメッキ線)は,むきだしの線なので, 他の赤い線や,青い部分とくっつくと,そこは電気的につながってしまいます. 部品配置を工夫したりして,つながってほしくない部分がつながることの ないように結線して下さい.  これはダメ なお,ナイフ等でパターンカットをするのは,今回の課題では許可しません. つまり,青線を消すことは許されません. どうしてもうまくいかない場合,(1)に戻って,部品を配置し直してください. ※スズメッキ線で「立体交差」をつくればいいじゃないかって? 絶対ダメです!! いくら半田でスズメッキ線を固めてもだめです. 万一ショートする可能性だってあるじゃないですか.信頼性が無いのはロボコンでは 致命傷です 絶対ダメ ※ちなみに,部品どうしを半田を盛りあげて無理矢理つなぐのも,絶対にやめてください. 半田は,作業中に溶けて切れてしまう可能性だってあるのです.ダメよ. (3)電池は基板上には載らないので(当たり前だ),基板からビニール電線を 引き出してつなぎます.これは緑の線で書いて下さい. この緑の線(ビニール線)は,ビニール被覆されている線なので, 他の赤線や青い部分をまたいでいてもかまいません.  これはOK (4)メールか紙で課題を提出します.提出先はトップページを見てください. 今回の課題は,ペイント等を使うのがちょっとやっかいですね.手書きでもいいですよ.または,課題提出は後回しに してもいいし(じゃあ初日にやるなよ笑) でも,学習内容はしっかり学んで下さい.

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