マイクロビットを使ってみる 〜電子回路(コンデンサとトランジスタ)

マイクロビットには、他の電子部品をつなぐための「入出力端子」があります。
ワニ口クリップやネジをつかって、マイクロビットと他の電子部品をつなぐことができます。

ここでは、さまざまな電子部品のうち「コンデンサ」と「トランジスタ」について説明します。
コンデンサやトランジスタなどの電子部品をつないで「回路」をつくり、メロディーをならしてみます。


メロディIC(UM66TxxL)とは

今回の工作では、電子回路でメロディーをならすために「メロディIC(UM66TxxL)」をつかいます。
電源(乾電池)と圧電スピーカーをつなぐだけで、メロディーがなります。

電子工作1

メロディICに乾電池と圧電スピーカーをつなぎ、メロディーをならします。

すずメッキ線で、下の写真のような「コの字」型のパーツを3個つくります(1辺8mmぐらい)。

以下のようにつなぎます。

電池ボックスのスイッチをオンにすると、メロディがなります。

コンデンサとは

電気をためることができます。電気をためることを「蓄電(充電)」といいます。
容量の大きいコンデンサには、たくさんの電気をためることができます。

電子工作2

+と-の間に47μFのコンデンサを入れます。

先ほどの回路にコンデンサを追加するだけです。

電池のスイッチをオンにすると、メロディーがなるのと同時にコンデンサに充電されます。
スイッチをオフにしても、少しの間だけメロディーがなりつづけます。

コンデンサを470μFに変えてみます。
スイッチをオフにしたあと、メロディーがなりつづける時間が長くなります。

トランジスタとは

トランジスタにはエミッタ(E)、ベース(B)、コレクタ(C)という3つの端子があります。
B→Eに小さな電気を流すと、C→Eに大きな電気が流れます。

この仕組みにより、トランジスタは「スイッチ」になったり、電気を「増幅」したりします。

可変抵抗とは

ツマミを回すと、抵抗値が小さくなったり大きくなったりします(0Ω〜100kΩ)。
3つの端子がありますが、今回は2, 3のふたつだけをつかいます。

電子工作3

ここでは、トランジスタをスイッチとして使います。
メロディICにトランジスタをつなぎ、トランジスタでメロディーをならしたり止めたりします。

以下のようにつなぎます。

可変抵抗を回すとメロディがなります。

光センサ(Cdsセル)とは

明るさによって抵抗値が変わります。
暗いと抵抗値が大きく(1MΩ)なり、明るいと抵抗値が小さく(10〜20kΩ)なります。

電子工作4

抵抗を光センサ(Cdsセル)に変えて、明るさによってトランジスタのオン/オフを制御します。

抵抗をCdsセルに変えるだけです。

周囲が明るくなるとメロディーがなります。どのぐらいの明るさでメロディーがなるかは、可変抵抗で調整します。

マイクロビットとの接続

トランジスタはスイッチとして使えるので、マイクロビットとトランジスタをつなぐことで、たとえばモーターの回転などを制御することができます。
以下のようにつなぐことで、モーターの回転・停止をマイクロビットで制御することができます(この回路では、モーターの回転方向を制御することはできません)。

マイクロビットには「電源ボード」をつないであります。マイクロビットは「電源ボード」の電池で、モーターは「電池ボックス」の電池で動きます。
マイクロビットのプログラムで、「高度なブロック」>「入出力端子」>「デジタルで出力する」ブロックを使います。

ボタンAを押している間だけ、モーターが回転します。

なお、今回つかったトランジスタ(2SC1815L)は能力が小さいため、大きなモーターを回すことはできません。
今回は、消費電力の小さい小型モーターをつかって実験を行いました。

また、使用するトランジスタや電源電圧によって、トランジスタのベースにつないでいる抵抗の値は変える必要があります。


なお、私がマイクロビットの使い方を習得するのにあたっては、以下の書籍を参考にさせていただきました。


初心者向けから、比較的高度なものまで、さまざまな情報が記載されているだけでなく、子供向けの作例も多数掲載されていますので、「プログラミング教育」のための題材さがしなどにもおすすめです。


このサイトで書いている、マイクロビットに関するブログ記事を、「さとやまノート」という別のブログページに、あらためて整理してまとめました。

他のマイクロビット記事にも興味のある方は「さとやまノート」をご覧ください。