電子回路工作のお勉強 そにょ1

Electronic Handicraft Study

パラレルポート電子回路の課題用にまとめてみた。普段実験とかやってても意外と各部品の種類やその特長とかを知らないことを思い知らされた。実験で指導書どおりに素子を選んでいるだけじゃなくて、自分で考えて組み立てる実習ってのは必要だと思う。ちょうどいい機会だから電子工作について色々勉強しよう。お値段が気になる人は秋月のサイトで調べるとよかろう。

課題概要

講義関係者以外のために

パーソナルコンピュータのパラレルポートを使って、何かを入力/出力するプログラムおよび電子回路を作成しなさい。

Cのプログラムからパラレルポートを操作して接続された回路で発光ダイオード光らせたりしなさいってことです。基本的にOSはLinuxです。

参考Web

秋月電子 電子かわら版（総合カタログ）
電子回路工作入門
天使のアトリエ:電子部品
発光ダイオードと電子工作

固定抵抗

チェックポイント
抵抗値
言わずもがな。E6系列では仮数部が、1、1.5、2.2、3.3、4.7、5.1、6.8。
定格電力
抵抗器が耐えられる消費電力。1/8W、1/6W、1/4W、1/2Wがある。基本は気にしなくていいが発光ダイオードの電流制御を行うときは意識する必要あり。計算法は例のごとくIR^2。
種類と特徴
炭素皮膜抵抗
精度は±5%で安価。大きさと定格電力の目安は、一番小さい3mmぐらいのが1/8W、中ぐらい6mmのが1/4W、大きい9mmのが1/2W。雑音が比較的大きいという欠点がある。同じ大きさの抵抗が蛸足になった抵抗アレーというものもある。
金属皮膜抵抗
精度の高い抵抗値が必要になるときに使う。高価。
可変抵抗
回転角と抵抗値の関係が指数関数的になる音量調節向けのAタイプと、直線になるアジャスト用のBタイプが市販されている。
受光素子
光を受けると抵抗値が小さくなる。
サーミスタ
温度で抵抗値が変化する。温度と抵抗値が連続的に変化するNTC、温度が上昇すると特定の温度以上で抵抗値が急に増加するPTC、温度が上昇すると特定の温度以上で抵抗値が急に減少するCTRの3種類がある。
価格

秋月だと1/4Wと1/6Wが100本100円。

コンデンサ

容量の表示

3桁表示の場合は初め2桁が仮数部、3桁目が指数部で、単位はpF。

種類と特徴
セラミックコンデンサ
おなじみの肌色の丸くて平べったいやつ。安価で容量は少ない。インダクタンスが少ないので高周波バイパスに使われる。アナログの信号回路系には使わない。
電解コンデンサ(ケミカルコンデンサ)
黒い円筒形のやつ。１〜数万uFの大きな容量が得られる。電源の平滑回路や低周波バイパスに用いられる。極性や電圧をミスるとはじけ飛ぶ（-側に印を表示）。インダクタンスが大きいので高周波回路には向かない。
積層セラミックコンデンサ
青くて四角いの。温度特性と周波数特性が優れていて非常に小柄。デジタル回路で扱う矩形信号のバイパスに使われる。チップタイプのやつもある。
タンタルコンデンサ
ぷくっとした丸いやつ（実験で使ったことはない）。高価。大きな容量が得られる。温度特性や周波数特性が電解コンデンサよりも優れているので、温度変化がシビアな回路や高周波の回路に用いる。極性がある（+側に印を表示）。
セラミックトリマコンデンサ
セラミックを誘電体とする可変コンデンサ。回路で補償しきれない精度の特性が必要な場合、組み立て後に微調整可能な回路にしておき、製品出荷前に工場で微調整を行うために用いられる。
価格

秋月だと

コイル

性質
  • 電流変化の安定化
  • 相互誘導
  • 電磁石
  • 共振
種類と特徴
小さい高周波用コイル
高周波の共振、高周波の抑止に使う。
大きい高周波用コイル
黒い箱みたいな。同調用、発振用で、インダクタンス値は変更できない。高周波用のトランスに使う。
トロイダル・コイル
銅線が巻かれているドーナツみたいなやつ。コイルで発生する磁束を外部に漏れないようにしてあるので、他の素子に与える磁束の影響を抑えて、コイル効率を良くすることができる。

ユニバーサル基板

半田付け用のランドがついているのが片面のものと両面のものがある。穴の間隔は0.1inch=2.54mm。

種類
紙フェノール
茶色の裸売りされてるやつ。一番安い。パターン電極がさびやすいし反りやすい。片面のものしかない
ガラスコンポジット
白色。紙よりマシ。
ガラスエポキシ
白色。緑色。高価。硬いくて反らない。
価格
  • 片面ガラス 72x48mm 60円
  • 片面ガラス 72x95mm 150円
  • 両面ガラス 72x47mm 100円
  • 両面ガラス 72x95mm 200円
  • 片面紙エポキ 155x115mm 400円

ダイオード

種類と特徴
ふつうのダイオード
整流、スイッチング、電圧安定に用いられる。順/逆方向の電流許容値をチェック。
ダイオード・ブリッジ
全波整流を行う。
発光ダイオード(LED)
リード線の長いほうがアノード。
ショットキー・バリア・ダイオード
高周波の整流に用いる。順方向の電圧降下が低く逆回復時間が短いという利点があるが、漏れ電流が多くサージ耐力が低いという欠点がある。
価格

1本あたり

  • 定電流用：30〜50円
  • 汎用整流用：5〜10円
  • 整流用ショットキー：30〜50円
  • スイッチング用：1〜5円
  • ショットキーバリア：10円程度
  • ブリッジ：5〜80円

トランジスタ

型番

2SAXXX: PNPタイプの高周波用
2SBXXX: PNPタイプの低周波用
2SCXXX: NPNタイプの高周波用
2SDXXX: NPNタイプの低周波用

パラメタ
  • エミッタコレクタ間最大電圧(V_CE)
  • 最大コレクタ電流(I_C)
  • 最大コレクタ損失(P_C)
  • 電流増幅率(h_FE)
  • トランジション周波数（ベース電流とコレクタ電流が等しくなる周波数）(f_T)

線材

種類
単線
ユニバーサル基盤上で素子を結ぶときやジャンパ線に使う。要は一旦半田付けしたら動かさないところに使う。
より線
やわらかくてよく曲がるので、基板上で自由に配線する場合や、回路と他の装置を接続する場合に使う。

今日はここまで。