日本ANDROIDの会茨城支部

第11回勉強会もりねずみーの電気回路入門（1時限目）

@morinezumiiii

電気ってなに？

博士に聞いてみた

電気（でんき、英: Electricity）とは、電荷の移動や相互作用によって発生するさまざまな物理現象の総称である。それには、雷、静電気といった容易に認識可能な現象も数多くあるが、電磁場や電磁誘導といったあまり日常的になじみのない概念も含まれる。 夜の稲妻 雷は最も劇的な電気現象の一つである。 電気に関する現象は古くから研究されてきたが、科学としての進歩が見られるのは17世紀および18世紀になってからである。しかし電気を実用化できたのはさらに後のことで、産業や日常生活で使われるようになったのは19世紀後半だった。その後急速な電気テクノロジーの発展により、産業や社会が大きく変化することになった。電気のエネルギー源としての並外れた多才さにより、交通機関の動力源、空気調和、照明、などほとんど無制限の用途が生まれた。商用電源は現代産業社会の根幹であり、今後も当分の間はその位置に留まると見られている[1]。また、多様な特性から電気通信、コンピュータなどが開発され、広く普及している。

おｋ、わからん

ざっくりと電気（でんき、英: Electricity）とは、電荷の移動や相互作用によって発生するさまざまな物理現象の総称である。

おｋ，なんとなくわかった。

とりあえず僕でもわかるものから…

電圧/電流/抵抗/GND

電圧(V)

※ここでは乾電池などの直流電源に合わせます

入れ物に入った電気がどれだけの圧がかかっているかペットボトルの水流れる水の高さ単位：V (ボルト)

電流(I)

電気が流れることペットボトルの水とコップの水流れる水の量単位：A (アンペア)

抵抗(R)

電気の流れを妨げるものタバコのフィルター(悪い例えだけど…)抵抗に電気が流れると負荷がかかる単位：Ω (オーム)電気回路での単位記号は R

GND

水は上から下に流れる電気も上(電源)から下(電気の流れやすい方)に流れる

電気回路を作ってみるせっかくなので、Raspberry PiからLEDを光らせてみよう

その前に、LEDってなに？

LED

発光ダイオード(Light Emitting Diode)ダイオードはアノード(陽極)からカソード(陰極)に電気を流す電気が流れると光る電気の流れと電子の流れについては2時限目にやります足が長いほうがアノード(A)足が短いほうがカソード(K)

回路図

電圧、電流、抵抗の求め方電圧の求め方： V = I × R電流の求め方： I = V ÷ R抵抗の求め方： R = V ÷ I

これは、オームの法則といい、電気回路で一番需要な公式です

では作ってみましょう

おっと、まだダメです電気回路を作るには、工具や部品を扱いますので、使い方、注意、部品について説明します。

今回使う工具はんだごて：はんだを溶かして部品と部品をつなげるこて台： はんだごてを置く場所 (火事の元になるので必ずここに置く)水： コテ先を冷やしてコテ先についたはんだを綺麗にするニッパー： 電線、抵抗の足の余分な部分を切るはんだ吸い取り器：ｼｭｺﾝ

今回使う部品プリント基板ピンソケット抵抗(？Ω)高輝度赤色LED(OSR5CA5B61P)(最大電流：70mA)はんだ線 ※ 電源は3.3V

はんだとは

はんだごてとは

はんだづけとはこてでランド(接地面)を温めるはんだ線を熱したコテ先に当てて溶かす溶けたはんだをうまくどうにかする

注意事項やけどには十分注意してください熱したはんだからヤニが飛ぶので目に気をつけてください会議室の机を焼かないでください

実践！Raspberry Pi用のシールドを作ってみよう

ピンソケットコネクタをプリント基板にあてる裏面(はんだ面)から飛びたすピンをはんだづけするGPIO25(ピン#22)とLED(アノード)をつなぐLED(カソード)と抵抗器をつなぐ抵抗器とGND(ピン#6)をつなぐ丁寧にはんだづけする

LEDを光らせるRaspberry PiにPythonを入れる(済)Raspberry PiにRPi.GPIOを入れる(忘れてた)

$ sudo pacman -S python wget$ mkdir ~/aur$ cd ~/aur$ wget https://aur.archlinux.org/packages/pa/packer/packer.tar.gz$ tar zxvf packer.tar.gz$ cd packer$ makepkg -s$ sudo pacman -S $ packer -S python-raspberry-gpio

LEDを光らせるPythonコードを書く

blink.py

import RPi.GPIO as GPIOimport time

LEDPIN = 25

GPIO.setwarnings(False) # Suppress warnings

GPIO.setmode( GPIO.BCM )GPIO.setup( LEDPIN, GPIO.OUT )

while 1: GPIO.output( LEDPIN, True ) time.sleep( 1.0 ) GPIO.output( LEDPIN, False ) time.sleep( 1.0 )

LEDを光らせるPythonプログラムを実行してみる

$ sudo python blink.py

うまく光りましたか？次回は、電気と電子の違いなど、もう少し細かいところに入ります