第8回 電子工作の第一歩 (2)

電子工作の続きです。今回はArduinoにLEDを1個接続する電子工作をします。

使用するLED

これからArduino MicroにLEDを接続しますが、この記事で使用するLEDは「抵抗内蔵」で「12V用」になります。これ以外のLEDを使用してこの記事のように接続すると、Arduino Microを壊す可能性がありますので十分注意してください。

 

LEDの向き

第2回の記事で、LEDに電池を接続すると以下の画像のように光ることを説明しました。

LED点灯

小学校で習った電球をつける回路では、ただ電球に電池を接続すれば光りましたよね。ところがLEDは電池に接続する向きがあるんです。上の画像ではLEDが光っていますが、LEDの接続を逆にすると以下のように光りません。

LED逆向き接続

そこで、LEDをどちら向きに接続すれば光るのか、見分け方を確認しましょう。

どの色のLEDでも同じですが、よくみると金属線の長さが違いますよね。

LEDのリード線の長さの違い

この長い方を電池のブラス側、短い方をマイナス側に接続すると光るようになっています。逆に接続すると光りません。

LEDの極性

ところで、、、LEDをブレッドボードに差すときに、このままだと金属線が長いので両方とも同じぐらいの長さに切ります。同じ長さにしてしまったら向きがわからなくなってしまいますよね。

このようなことも想定して、LEDには他にも向きを確認できるような細工がされています。LEDを上から見ると、以下のように片側が欠けています。この欠けている側がマイナス側になります。

LEDの欠け

これからの作業はLEDの向きに注意して進めてください。

 

LEDの取り付け

ここからは作業内容の説明になりますが、このセクションの説明はただ読むだけにしてください。実際の作業はこの説明のあとに行います。

これから行いたいことは、ブレッドボードで以下のようにArduino MicroとLEDを接続することです。

Arduino MicroとLEDの接続

ということは、ブレッドボードでは以下のようになっていますので、

ブレッドボードのArduino Micro端子

このように接続すれば回路ができますよね。

LEDの接続例

これでも接続は正しいのですが、このように接続するとあとあと困ることになるんです。

 

あとあと困ることを先にご紹介

このような考え方でLEDを接続すると、あとで後悔することになりますので、先にどのような事態におちいるのか確認しておきましょう。

先ほどはLEDを1個接続しましたが、基礎編パート1では全部で4個のLEDをArduino Microに接続します。先ほどの考え方でLEDをもう1個接続してみます。例えば10番端子にLEDを接続すると以下のようになります。

LED2個接続の例

追加した緑色のLEDは、プラス側はArduino Microの10番端子の穴に差し、マイナス側は赤色LEDと同じようにArduino Microのマイナス側の穴に差します。

このような考え方で、もう1個LEDを追加したい場合、Arduino Microのマイナス側の穴はもうないので接続できないですよね。

LED接続の後悔する問題

これが「あとあと困ること」です。ではどのようにすればいいのでしょうか。

 

対策は?

今回の電子工作に限らず、電子部品を接続するときマイナス側に接続することが多くなります。

ブレッドボードもそのようなことを考えて作られています。ブレッドボードを確認すると、長い辺に沿って全部接続されている列がありますよね。

ブレッドボード電源ライン

このうちの1列をマイナス側の接続に使おうというわけです。具体的にどうするかというと、以下のようにArduino Microのマイナス側の列と、長い列を「ジャンパーワイヤー」という電線で接続します。

ブレッドボード電源ライン接続

このように接続すると、上の図の紫色の線上の穴が全てマイナス側に接続できるようになります。

ブレッドボードに「-」とあるのは、この列をどうぞマイナス側の接続列に使ってください、という意味です。もう1列「+」の列がありますよね。これは電源のプラスに接続する場合も多いので、このような列が用意されています。

このようにすれば、Arduino Microの12番端子にLEDを接続する場合、以下のようにすればOKです。

一般的なLED接続例

それでは実際に作業に入りましょう!

 

LEDの取り付け

それでは、いよいよLEDをブレッドボードに取り付けましょう。これから接続するLEDはタイマー動作中に「ピカッ、ピカッ」と1秒ごとに点滅する役割にします。

接続するLEDの色ですが、基礎編パート1の後半ではタイマーの残り時間を「緑(まだ時間がある)」「黄(残り時間少ない)」「赤(そろそろ設定時間になる)」という色で表示予定です。そこでタイマー動作中に光らせるLEDの色は青色にします。ただ、個人で好みがあればどの色を使っても構いません。

ArduinoボードとLEDの接続は、青色LEDのプラス側をArduino Microの12番端子の穴に、マイナス側をマイナス列の穴に差し込めばOKです。

ただ、買ったままの状態のLEDは金属線が長いのでそのまま使用すると安定しません。そこで以下のように金属線を短く切って安定するように加工します。具体的な加工の手順はこのあと説明します。

LED金属線の加工

このように加工したLEDを以下のように、プラス側をArduino Microの12番端子の穴に、マイナス側をマイナス列の穴に差し込みます。

LEDの加工ステップ2

それでは、一緒に作業していきましょう。まず以下のものが手元にあるか確認します。

これからLEDの金属線をラジオペンチで曲げていきますが、何度も曲げたり戻したりすると金属線が折れてしまいます。なるべく曲げる作業は少ない回数でですませるようにしてください。

それでは作業を始めましょう。最初にLEDの金属線の根元のほうを以下のようにラジオペンチで90度曲げます。

LEDの加工ステップ3

両方とも90度曲げて以下のように加工します。

LEDの加工ステップ4

次に、LEDをブレッドボードの差す位置に合わせてみます。ブレッドボードのArduino Micro 12番端子(ブレッドボードの一番端の列)の穴とマイナス側の列の穴の間隔を確認します。曲げる位置が覚えづらかったら、ペンなどで金属線に印をつけておきます。

aLEDの加工ステップ5

確認した間隔に合うように、以下のようにラジオペンチで90度曲げます。

LEDの加工ステップ6

あとは、以下のように7〜8mm残して余分な金属線を切ります。

LEDの加工ステップ7

これでLEDの加工が終わりました。あとはLEDの向きに気をつけてブレッドボードに差し込みます。

LEDの加工ステップ8

これでLEDの作業は終わりです。

 

ジャンパーワイヤーによるマイナス側の接続

あとは、Arduino Microのマイナス側端子と、ブレッドボードのマイナス側の列の接続です。

これから以下のように、Arduino Microのマイナス側端子とブレッドボードのマイナス側の列の穴どうしを接続します。

ジャンパーワイヤー接続1

ジャンパーワイヤーはいろいろな長さのものがありますよね。今までの手順と同じであれば、黄色のジャンパーワイヤーがちょうどいい長さだと思います。

ジャンパーワイヤー接続2

ジャンパーワイヤーをブレッドボードに差し込みます。

ジャンパーワイヤー接続3

これで、LED1をArduino Microに接続する回路がブレッドボード上で実現できました!

次回からプログラミグをしていきます。

 

更新履歴

日付 内容
2019.7.7 新規投稿