[ものづくり]

2024年10月28日

前回、LCRや半導体について紹介しました。
今回は、実際に回路を作成する前段階を紹介していきます！


前回も簡単に触れました、LCR。
インダクタ（コイル）、コンデンサ、抵抗を指します。
抵抗は、電流や電圧を調整するときに利用します。
一方、インダクタやコンデンサは、電気信号より駆動電気の制御で多用します。
いずれも電気を蓄積することから、電流の整流（電源電圧の一定化）に使われます。


まずは抵抗に関してです。
電子回路内では、一番利用する電子部品かと思います。
半導体を利用した電子回路では5Vを最高値としてオン・オフを利用することが多いです。
省電力型の場合では、3.3Vを利用することもあります。
抵抗値を使用しない場合、電子部品等の抵抗は限りなく小さいため、大量の電流が流れます（オームの法則）。
大量の電流は、電子機器に対し悪影響を与えます。最悪の場合、一瞬で壊れることも多々あります。
よって、ICなどの仕様書を読みながら、適切な抵抗値を選択することが求められます。
アプリ屋さんの視点だと、1Ω単位で売られておらず、220、370などの数値、そして5%の誤差を許容するというのは、気持ち悪さを感じます。
ただ、ハードウェアの視点からすると、コンセントに差し込むとノイズが発生するなど、安定ではないので、セオリーにそった抵抗を選択すればOKなようです。
ひょうたん型の両端に端子が接続されていて、導体には４、５本の色の線が巻かれています。
この色には数値が割り振られていて、部品の特定を行うことができます。


コンデンサは、フィルムを巻いた銀地の筒に２本の端子がついている事が多いです。
コンデンサは電気の充放電を行います。
リチウムイオン電池（携帯電話等）の様な２次電池に比べると、そのスパンは短いです。


インダクタはコイルの一種になります。
家電を分解したときに、電源近くに設置されているのが有名でしょうか。
穴の開いた黒い円形の石に、金属線が巻かれているものです。
インダクタもコンデンサと似た機能を有しています。
主に交流電気に有効で、低周波数と高周波数に向き不向きがあるようです。

LCRのいずれも、一々ハンダ付けを行うのは、大量生産に不向きです。
そこで、工場などでは、基板に1mm角未満の電子部品を載せて、上から接着しているそうです。
興味のある方は、壊れた家電を分解してみてみましょう（自己責任で）。
YoutubeやBlogなどでも多くの情報があるので、そちらの方が楽かもです。



次は、基板と線材についてです。
前回までは、抜き差しできるブレッドボードを利用していました。
プロトタイプの作成や、再利用にもうってつけです。

次のステップとして、ユニバーサル基板に電子部品をハンダ付けして、電子回路を作成していきます。
はじめに、部品の配置や配線図を作っておくと、安心して作成ができます。
用途に合わせ、配置図を考慮しながら、サイズを選ぶとよいでしょう。


基板上で、各電子部品をつなげるものが複数存在します。
まずは錫メッキ線。
少し離れた部品をつなげる時によく利用します。
短い（隣の穴など）場合は、ハンダで２つの穴をつなげることも。
購入時には丸まっているので、ラジオペンチなどで両端を引っ張り、まっすぐにしましょう。

次はジャンパーケーブル。
基本的に電子回路は平面設計ですが、どうしてもクロスが必要な場合には、シリコンカバーのケーブルを利用することもあります。
（数学的には無限の広さがあれば、クロスせずに配線できたかと）

最後は、ハンダです。
糸ハンダ、ペーストハンダなどなど、用途に応じた接着剤の様なものです。
ユニバーサル基板に電子回路を組むうえでは、必要不可欠なものでしょう。


今回は、前回に続いて電子回路の部品の概要を記事にしました。


IoT開発を行って、仕事の効率化や豊かな生活を送りませんか？
「Let's extend technology!!」
を合言葉に、
IoTの事例やヒント、開発記を投稿していきます！

ハードウェア業者と、話がうまくできない。
そんなときは、両方に対応している弊社にご相談ください。
お待ちしております！