LEDを点灯させる。そして壊してみる。
ブレッドボードを使ってLEDを点灯させてみました。
使用部品
・ブレッドボード
・赤色LED
・抵抗
・単３電池（1.5V）２本
・ジャンパーワイヤ（オス - オス）
LEDには、そのLEDが耐えうる最大定格電流というものが決まっているようです。が、それがどのくらいなのかがLED本体を見てもわかりません。一般的に最近のものは20mAくらいのようです。これも製造メーカーや、また、色によっても変わるようです。
電圧3Vに対して、LEDに20mA以内の電流を流すには抵抗値をいくつにすればよいかをオームの法則で算出します。
0.02A = 3V / R
R = 150（Ω）
最大定格電流で計算したものが150Ωなのでそれよりを大きい値の抵抗を使用します。私が持っている抵抗で一番近いものが330Ωだったのでそれを使い下記のように接続。
特に、難しいことなく点灯。終わりにしたいところですが、腑に落ちない点が１つ。なぜ抵抗をつなぐ必要があるのか。本やインターネットの解説サイトを見るとLEDを接続するときに抵抗をつなぐのは一般常識であり、繋がないと過大電流が流れLEDが壊れるとのこと。過大電流が流れる理論がわからなかったのですが、いろいろ調べてやっと理解できました。
抵抗をつながない場合、オームの法則の公式のRの部分が限りなく0に近くなります。導線のみでもわずかながら抵抗があるので0になることはない。たとえば、3Vの電源で抵抗なしの場合にR = 0.001Ωだとすると、LEDに流れる電流は下記のように3000Aとなります。
I = 3V / 0.001Ω
I = 3000（A）
実際には乾電池そのものに3000Aもの電流を流すことはできないため、もっと低いアンペアになるようですが、数アンペアの電流が流れることになります。試しに、乾電池に直接LEDを接続したところ、ブツッ、パキッと音を立てて焦げ臭い匂いがしはじめました。
正しい使い方とダメな使い方が分かったことでLEDについて少し理解を深めることができました。部品がもったいない上に危険でもあるのでLEDを点灯するときには抵抗を使用してください。
ハルロック
どうしても紹介しておきたい本があります。このハルロックという電子工作＆ギャグ？漫画です。
電子工作に興味を持った主人公の晴（ハル）がいろいろなものを作り、それによっていろんな問題を解決していく漫画です。ユニークな電子工作が登場し、読んでいるうちに電子工作の世界に引き込まれてしまいます。
この本の一番の魅力は、登場する場所やイベント、電子部品などが実在していることだと思います。また、晴が電子工作に興味を持ち、自分のアイデアを形にして、それが世の中の人に共感してもらえる様子を自分の将来に当てはめて妄想できるところも魅力です。ものづくりを志す人にとって最高のストーリーが描かれています。
是非一度読んでみて下さい。全４巻なので一気読みをおすすめします。
DCモーターコントローラー
習うより慣れろということで、まずは、秋葉原の秋月電子通商さんで購入したDCモーターコントローラキットを製作しました。このキットを選んだ理由は値段が安く（780円）、部品が少なそうに見えたからです。店内で見つけて、これが何なのかということすら考えずに買いました笑。
結局何ができるのかというと、DC（直流）モーターの回転速度を可変抵抗器という部品（ボリューム）を操作することで速くしたり遅くしたりすることができるというものです。
キットを購入してイチから制作するのは初めてなので、もちろん回路図はまだ理解できませんし、はんだ付けは正しくできているのかどうかすらよく分かりませんでしたが、付属のデータシートと秋月電子さんの販売サイトを参照しながら作成し、無事に完成しました。完成写真がこちら。
ボリュームを調整することでモーターの回転速度が変わります。ここまでできると必然と何をモーターで回そうかなと考えますよね。これがものづくりの醍醐味なのかなと思いました。本来は回したいものがあるからこの回路を作るのだと思いますが。今回使用した部品それぞれの機能についてや、回路図についても理解できればもっと面白くなるはずです。勉強します。何を回そうかな。。。
今回の工作で学んだこと
・電子部品には極性があるものとないものがある。電解コンデンサやLEDは極性あり。抵抗器やセラミックコンデンサは極性なし。
・モーターなどの回転速度を表す単位としてrpm（rotation per minute）が使われる。今回使用したモーターは5200rpm（1分間に5200回転）でした。
・オペアンプ、電界効果コンデンサ（FET）という電子部品があるということ。機能はまだ理解できていません。
・はんだごては相当熱い。やけどしました。
今回使用した「DCモータ・コントローラキット DC Moter Controller 2PK2400」は下記サイトで通販コードを入力することで検索できます。
通販コード：K-00908
MAKERS
- 作者: クリス・アンダーソン,関美和
- 出版社/メーカー: NHK出版
- 発売日: 2012/10/23
- メディア: 単行本
- 購入: 28人 クリック: 1,027回
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すでにご存じの方が多いとは思いますが、今のメイカーズムーブメントの火付け役となったのがこの本「ワイアード」US版編集長のクリスアンダーソン氏が書いた「MAKERS」です。私は、高校生のころプロダクトデザイナーを志していたのですが、まじめに勉強をしなかったこともあり、希望の学科のある大学に行けず、別の大学に進学しました。そんな、私にもう一度プロダクトデザインを含む、ものづくりへの意欲を出させてくれたのがこの本です。
基本的に、ものをつくる、特に電化製品となると大量生産するには多くの費用がかかるため、大手メーカーのように大規模な工場と機械を保有している企業に限られていました。しかし、ここ数年、インターネットの普及、ハードウェアやソフトウェアのオープンソース化、3Dプリンターのようなツールやクラウドファウンディングという新しい資金調達方法が生まれてきたことにより、中小規模の企業や個人でも大手メーカーと同じように製品の大量生産が可能になってきています。もうすでに個人メーカーとして企業されている方もおられます。夢がありますよね。
すでに組み込みソフトウェアエンジニアとして仕事をしていた私は、この本を読んで今が勉強しなおすチャンスだと思いました。ものを作ることが好きな方、勉強しなおしたい方、一緒にこのブログを通して勉強していけたらうれしいです。また、もし、ハードウェア、ソフトウェアのエンジニアやデザイナーの方など、知識を共有していただける方がおられましたらどんどんコメントして下さい。私もまだすべてにおいて勉強中の身ですので。。。
本の紹介が少なくなりましたが、自分にもできる！という気持ちにさせてくれる本です。是非一度読んでみて下さい。
