目次 †
電子回路と電気回路 †
電子回路 †
- データや音、映像などを処理する回路。
- 目的の動作に必要となる情報を導き出す。
電気回路 †
- 熱や力などのエネルギーとして電気を取り出すための回路。
- 電子回路が処理した情報によって動作を行う。
初めての電子回路 †
1：必須道具・工具を揃える。博物館の1Fを参考にしてください。
2：キットを作ってみよう。博物館の4Fを参考にしてください。
好きなものをパーツ屋さん、通販で購入しましょう。秋葉原では千石電気（初心者向けが多い）、秋月電子（キットが豊富だが、ものによっては難易度が高いものもある。狭いので探しにくい）がオススメ。
ラジオ、インターホン、光スイッチなどが簡単でなおかつ、完成後使えるものなのでよいでしょう。
3：ブレッドボードを使ってみよう。
4：本やWebで紹介されている回路図から何かを作ってみよう。
この段階では、ユニバーサル基盤を使うとよい。
キット製作から実験回路製作へ †
電子回路を理解するための方法のひとつにその回路を製作することが挙げられる。アナログ回路は発振やドリフトなどを考慮して回路製作をしなければならないが、デジタル回路はある程度雑に製作してもほとんどの場合動作する。また、ブレッドボードとデジタル回路は相性がよい。
よって、初心者が電子回路を製作する場合は、アナログ回路よりデジタル回路から始めた方がよいと言える。私自身もデジタル回路から始めた（まだマスターしてないのでなかなかアナログの方に目がいかないが…）。
そのことを主張する格言もいくつかある。
用意しておくとよい電子部品たち †
パーツ屋・通販で揃えましょう。
キットでなく、本の製作記事などをもとに部品を集めてくる場合が出てくると思うが、安い部品であれば、多少多めに買っておくとよいだろう。部品が破損した場合や異なる部品に変えて実験したい場合に、自宅にある程度の在庫があると便利である。
また、秋葉原では抵抗やコンデンサをまとめてジャンク袋で300円や500円くらいで売っていることがある。また、オークションでもたまに売られている。うまくいけば実売価格の数十分の1程度で色々な部品を調達できる。よって、見かけたら買ってみるとよいだろう。
抵抗器 †
- 100Ω〜1MΩくらいまであるといい。
- 特に、330Ω・1kΩ・10kΩ・100kΩは多めに揃えておくとよいだろう。
- 1本3〜5円くらい。
- 秋月電子では100本100円で売られているので、まとめて買うのがよい。
可変抵抗器 †
- ボリュームである。
- 値段高いけどあったほうがいい。
- 半固定抵抗も結構使う。
ダイオード †
- 小信号用で一般的なやつといえば分かってくれると思う。
- 小電流用のでOK。
- リレーを使いたい人は、中の見えない黒いプラスチックの大電流用のも買っておくとよいだろう。
- 20〜50円くらい。
発光ダイオード †
- 好きな色のを買う。
- まだ青や白は高く、赤が一般的。
- 20円（赤）
- 50〜100円（赤以外）
- 千石電気だと10個セットのものが割安。
トランジスタ †
- SC945/2SC1815/2SC1740
- デジタル回路では、2SC1815 はよく使います
- 電流増幅率に応じて Y・GR などのモデルがありますが、Yのもので十分（hFE 100）である。
- アナログ回路では、2SC1815以外にも使うだろう。
- 2SC1815はNPN型トランジスタですが、これをPNP型にしたトランジスタ「2SA1015」もたまに使う。
- 2SA1015も数個あるとよいだろう。これもYのモデルでOK。
- 単価は1個10円からある。
リレー †
- DC3V〜5Vくらいで基板に取り付けられるもの。
- AC100VをON/OFFしたいときに必要になったりする。
- 制御できる電圧・電流に注意しよう。
- もっと大きい電圧を使いたいときや、高速スイッチングならトライアックを使う。
- 100〜300円くらい。
コンデンサ †
- 0.1μF〜100μF各種。
- 0.01と0.1μＦを5個ずつくらい買うと便利。
- セラミックコンデンサ・積層コンデンサで十分である。
- こだわる人はタンタルコンデンサを使ったり車載用など高温になるところでは他の物を使ったりするようである。
- 1個40〜50円くらい
電解コンデンサ †
- 10μF〜300μF
- 1/10/100μＦを2個ずつくらい買うと便利。
- 安定化電源作るときは必須。
- 50〜200円くらい。
- トランジスタより高いので、粗大ゴミから取り出すという手もある。
IC †
スイッチ †
センサー †
- 光センサー（CdS・フォトトランジスタ）
- 温度センサー（サーミスタ・温度センサーIC・熱電対）
- あれば、音センサーやタッチセンサーなどは自作もできる。
- フォトトランジスタは、使い捨てカメラのコニカ「SuperGoody」に入ってたりする。
ユニバーサル基盤（蛇の目基板） †
- 紙フェノール系または紙ポリエステル系。
- 100円以下（小さいもの）。
電線、コード †
- AWG22〜26の電線（AWGは線の太さ）。
- 内部がより線。
- 太さは見た目で1mmぐらいの太さ（芯線0.12*7か0.18*7程度）。
- 値段が1メートル20-30円程度のもの。
- 数100円。
工作・実験の作業効率のために †
私にとっての工作・実験の最大の天敵は、面倒と思ったり、億劫に感じたりすることである（そもそも向いてないのだと思う）。工作・実験を行うのにエネルギーを使うタイプの人向けに、色々考えてみた。
環境編 †
- 工作・実験用の机を用意する。
- 部品箱は引き出しタイプにする。
- 作業台を用意する。
- 傷が付いたり汚れても問題のない机を使う。そのような作業台の確保が難しい場合、DIY店でコンポジット材の厚手の板を購入し、適当なサイズに切断し、作業台にする机の上にクッションになる布や新聞紙を敷いた上に置くとよい。
工具編 †
- ツールボックスを用意する。
- 部屋で使うには重いツールボックスは使いづらい。
- 私はコメリのキャスター付きツールボックス（2kと安い!）で大満足している。
- はんだごては熱容量切り換えボタン付きのものだと、すぐに使用できる。
- はんだごて用クリーナーがスポンジタイプの場合は使用前に水を染み込ませなければならない。スチールウール状のタイプならば水などはまったく不要。
- 線材の皮むき用に、ワイヤストリッパーを用意する。手に馴染むものを探してもらいたい。
測定器編 †
- テスター以外の測定器や実験用の機材を自作していくという手もある。
- 購入品と比べて高性能なものはなかなか作れないが、測定器や実験器具を作っている過程で仕組みや使い方、問題点・弱点を学ぶことができるはずである。
初めての電子工作 †
工作のヒント †
- 回路図は何枚かコピーしておき、作業時にはコピー版を使う。
- 部品取り付け完了後にも、配線チェック用としてにもう一枚コピーを使う。
- 回路図を見て部品をチェックする。
- マーカーペンや色鉛筆で作業をチェックする。
- どこまで部品の取り付けが完了したかがわかるように、実体配線図・回路図にペンで印を付けながら作業を進める。
動作確認前に †
- 電源を入れる前に行う。
- せっかくの部品や作業も、1箇所でも配線が間違えていたりするだけで、一瞬にして部品が壊れて無駄になってしまうこともあるからである。
- ケースに取り付ける前に行う。
- 問題があり修正が必要なときにケースへの取り付け・取り外しを頻繁に行うのは面倒だからである。
- 少なくとも2回は回路図と実際の配線の状態、部品の取り付け向きを照合して、間違いがないことを確認する。
- ICやコネクタを取り付けない状態のまま、テスターですべての電源端子とGND（グランド）との間の抵抗地を測る。
- このとき0Ωになるようなら、どこかに配線間違いがあるはずである。
- 数Ωなどわずかでも抵抗があれば、とりあえず電源関連のショート（短絡）はないので電源を入れてみることができる。
- 抵抗値の測定を行う前に、必ずテスターの抵抗値測定の調整を行う。回路によってはテスターによる抵抗値測定の結果が1,2Ωといったわずかな値になることも多いからである。
- コネクタにケーブルを差し込み、外部接続回路を接続した状態で、すべての電源端子とGNDとの間の抵抗地を測り直す。この段階ではまだICは取り付けない。
- もし抵抗値が0Ωになるなら、外部接続の回路または接続ケーブルやコネクタのどこかがショートしていることになる。
- 長いフラットケーブルの場合、動作が不安定になることがある。元々フラットケーブルはノイズに対しては不利なケーブルで、余り長い距離を配線するのには適していない。
通電テスト †
- 電源を入れるのは部品や配線の取り付け間違いは絶対無いと確信を持った後で行う。
- ICとコネクタを外して確認する。
- 最初に電源を入れるときには、部品や回路の保護の意味も兼ねて、ICや外部接続ケーブルを取り付けない状態で確認作業を行う。
- 異臭や発煙がないことを確認する。
- もし異臭や発煙（白い煙）、異音（パチンという音）がしたら、直ちに電源を切り、部品や配線の間違いを確認する必要がある。
- 異臭・発煙・異音が起きたら回路のどこかが間違っており、コンデンサやICが壊れてしまったためと考えられる。
- 電源電圧を確認する。
- テスターで電源端子の電圧を測定し、規定の電源電圧になっていることを確認する。
- もしこの段階で電源電圧が規定の通りでなければ、直ちに電源を切り、配線を確認する必要がある。
- 最悪の場合電源が壊れてしまうことがある。
- 発振回路を確認する。
- もしオシロスコープがあれば、発振回路の様子を見ることができる。
- なければ回路の全体的な動作から発振がうまくいったかどうかを類推するしかない。
基本動作の確認 †
- 例えばラジオであれば、ボリュームを中程度まで上げてみて、何らかの放送を受信できないかどうかを選曲ツマミをゆっくり回す。
- オシロスコープなどがあればどこまで動作しているのかをざっとチェックすることができる。
参考文献 †
- 『雑学3分間ビジュアル図解シリーズ 電子』
- 『見方・かき方ディジタル回路』
- 『電子工作ハンドブック1 工作・部品 入門編』
