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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