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220μF 0.01μF 50kΩ 100kΩ 470Ω 0.1μF と一緒に 電子工作にチャレンジ！ 2SC1815 ー ーン コ ー ケ ト 3V 2SC1815 TPS-601 2SC2120 監修：伊藤尚未 協力：村田製作所 じょう ほう か しゃ かい はっ たつ ともな ひかり は やく わり おお か ひかり つう しん しょう 情報化社会の発達に伴い、光の果たす役割は大きく変わってきました。CD、DVD、光通信など、照 明だけではなく、情報通信の面で応用の幅が広がっています。今月は、そんな光を「聞く」装置をつく ります。変化なく光っているだけに見える蛍光灯や、目に見えないリモコンの赤外線が奏でる音とは…？ み ひろ こん げつ けい こう とう ひん ひょう 部品 表 め かい ひかり み ろ き せき がい せん そう かな ち おと ず 回路図 ① フォトトランジスター： TPS-601 １個 ② トランジスター：2SC1815 ２個 2SC2120 １個 ③ 抵抗器： 100kΩ 1/4W １個 470Ω 1/4W １個 ④ 電解コンデンサー： 220μF 25V １個 ⑤ セラミックコンデンサー：0.1μF １個 50kΩ 220μF ひか はば 0.01μF ぶ か おう よう 100kΩ へん めん 0.1μF じょう ほう つう しん 470Ω めい 2SC1815 3V 0.01μF １個 ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 可変抵抗器：50kΩ １個 スピーカー：８Ω 小型 １個 スイッチ：トグルスイッチ １個 ユニバーサル基板：15×15 穴 １枚 ひかり ⑩ 電池ボックス＆スナップ：単三形×２本 １個 ⑪ 電池：単三形 ２個 ボール紙、両面テープ、ビニールコード、ハン ダ少々 う つか かん か へん てい こう き と つ しゅつ りょく に取り付けています。この出 力に2つのトランジスター せつ ぞく う ひかり りょう へん か 2SC1815をダーリントン接 続し、受けた光の量の変 化を おお ぞう ふく せつ ぞく ぶ ぶん 大きく増 幅します。トランジスターのダーリントン接 続 部 分 ど でん りゅう なが てい こう き マイクロファラッド には適 度な電 流を流すために470Ωの抵 抗 器と0.1μ F ⑩ せつ ぞく おお ぞう ふく のコンデンサーを接 続しています。さらに、大きく増 幅さ しん ごう ⑪ ⑨ ④ ど ちょう せつ よう を使い、感 度 調 節 用に50kΩの可 変 抵 抗 器をコレクター てき ⑥ 2SC2120 光を受けるセンサーとしてフォトトランジスター TPS-601 （写真はカッ ト済みの状態） ⑦ 2SC1815 TPS-601 れた信号をスピーカーで音にするために、もう1つのトラン つか ⑧ ⑤ ② おと ジスター 2SC2120を使っています。また、スピーカーに へい れつ せつ ぞく ③ てい こう き か でん りゅう ぼう し 並列接続された100k Ωの抵抗器は過電流防止のためで でん げん おお マイクロファラッド す。 電 源 には、大きめのコンデンサー 220μ F と0.01 ① マイクロファラッド せつ ぞく でん げん あん てい はか μ F のコンデンサーを接続し、電源の安定を図りました。 ポイント！ つ くり か た き ばん く ❶ ◦ でん りゅう おう トランジスターは、ベースに流れる電 流に応 た 基板の組み立て ▼ め なが かん でん りゅう ぞう ふく じてコレクター〜エミッター間の電 流を増 幅 ひかり ❷ ◦ りょう しますが、フォトトランジスターは、光 の量で ぞう ふく こん かい かい ろ けい こう とう せき 増 幅します。今 回 の回 路では、蛍 光 灯や赤 がい せん てん めつ かん かく きょう じゃく おう 外 線リモコンが点 滅する間 隔や強 弱に応じ おと しゅう は すう おお へん か て音の周波数や大きさを変化させています。 15×15 穴のユニバーサ 53ページの基板配線図をよ ル基板を半分にカットし く見て、接続する方向に部 て使います。 部 品は抵 品の足を曲げ、ハンダ付け 抗器など背の低いものか していきます。 全ての部品 ら取り付けていくと作業し を、間違えないようによく確 認しながらとりつけましょう。 やすいでしょう。 52 2008.11 Ｃ （コレクター） Ｂ （ベース） Ｅ （エミッター） NPN型トランジスター Ｃ （コレクター） Ｅ （エミッター） フォトトランジスター 目ではわからない 光の点滅の様子を、 耳で確かめて みよう。 ひかり てん めつ みみ たし よう す き Ｃ （コレクター） Ｅ Ｂ Ｃ 目印 足が短い方または 目印がある方が− （マイナス） 側 Ｂ （ベース） Ｅ （エミッター） フォトトランジスターの極性 TPS-601 抵抗値の表示 54ページのイラストも 穴の位置や方向を間違 TPS-601 えないように部品をハン ダ付けしていきます。ト 2SC1815 ランジスター、電解コン デンサーには極性があ Ｅ Ｃ コンデンサーの表示 容量：表示 0.1μF：104 0.01μF：103 0.01μF 2SC1815 ＋ 220μF 2SC2120 つけましょう。フォトトラ Ｅ （エミッター） ❸ ◦ 電源 （＋側） スイッチ 可変抵抗器へ スピーカー ンジスターの足は、基 100kΩ （茶黒黄金） 470Ω （黄紫茶金） ず 基板を部品面から見た図 参考にしながら、右の 基板配線図をよく見て、 りますので、 特に気を Ｃ （コレクター） 表面の色帯によって 抵抗値が表現されています せん 100kΩ 220μF はい 470Ω 2SC1815 2SC2120 ばん 基板配線図 52ページ の 回 路 図、 0.1μF 電解コンデンサーの極性 トランジスターの極性 スピーカー 電源 （−側） 板の穴の間隔にあうよ 基板をハンダ面から見た図 うに、ラジオペンチなど で曲げてからとり付けま す。このとき、受光部 分が他の背の高い部 104 表面に容量が 数字で表示 品の影にならないよう、 足を長めに残して立た せましょう。 ポイント！ スピーカーから音を出すような回路の場合、瞬間 おと てき でん りょく だ かい ろ ば あい しゅん かん ひつ よう でん りょく 的に大きな電 力が必 要になることがあります。このときに電 力を ❹ ◦ 電子部品をハンダ付 けし終わったら、再度、 基 板 配 線 図と照らし 合わせながら確認しま しょう。 おお おお しょう ひ つぎ しゅん かん でん げん じゅう ぶん でん き かい ろ 大きく消 費してしまうと、次の瞬 間に電 源は充 分な電 気を回 路 きょう きゅう いち じ てき に供給することができなくなります。コンデンサーには、一時的に でん き じゅう でん ほう でん でん げん せつ ぞく 電気を充電し放電するはたらきがあるので、電源に接続しておけ ひつ よう でん き しゅん かん てき と だ ば、 このようなときに必要となる電気を瞬間的に取り出すことがで でん げん あん てい きるため、電源が安定します。 ほん たい く た 本体の組み立て ▼ ❺ ◦ コンデンサーは 電源の安定にも 役立っているんだ でん げん やく ❻ ◦ あん てい だ 基板を固定するためのスペー サーをボール紙でつくり、両 面テープでケースに貼り付け て、基板を差し込みます。 スピーカーにビニールコードをハンダ付けし、電池スナップの黒色（− 側）のコードとスピーカーを基板に接続します。 ❼ ◦ ❾ ◦ 配線がフォトトランジスターにか からないように基板をケース内 に納めます。スピーカーを貼り 付けたボール紙やケースの固 定は、電池交換がしやすいよ うに輪ゴムで行います。 ◦ ❽ ◦ 54ページのイラストを参考に、 基板がむきだしになるようなケースをボー ル紙でつくります。ケースに穴を開けて電源スイッチと可変抵抗器を 取り付けて配線し、ケースと同じ幅のボール紙にスピーカーを両面テー プで貼り付けます。 これで完成です。電源を入れてツマミを回して異常 がなければ、点灯している蛍光灯やボタンを押した 状態のリモコンに近づけて、動作を確認しましょう。 完成！ テレビ、LEDの ひょう じ でん げん い 電 源 を 入 れてみ よ う でん げん ひかり いろいろな光に む 向けてみよう！ い できあがったら電源を入れてみましょう。こ だん かい こ くさ い じょう の段階で焦げ臭いニオイなど異常があれば、 でん げん はず いち ど かい ろ スピーカー かく にん すぐに電 源を外して、もう一 度 回 路を確 認 もん だい けい こう とう む か 電源 （−側） 2SC1815 電解コンデンサー は向きに注意 ぶ してください。問題がなければ、センサー部 ぶん すい ぎん とう 表 示パネル、水銀灯… へん てい こう 分を蛍 光 灯に向けてみましょう。 可 変 抵 抗 き まわ かん ど ちょう せい き けい こう とう 220μF 可変抵抗器へ 2SC1815 2SC2120 器のツマミを回して感 度を調 整すると、「ブ おと トランジスター は向きに注意 TPS-601 0.1μF てん 〜」という音が聞こえてきます。蛍光灯が点 めつ しゅう は すう おと 0.01μF 滅している周 波 数の音です。インバーター けい こう とう き たか の蛍 光 灯では聞こえないか、もっと高い おと な 470Ω 100kΩ てん めつ 音が鳴るかもしれません。 点 滅し はく ねつ でん きゅう 小型スピーカーをケースの 幅と同じ幅のボール紙に 両面テープで貼り付ける おと ていない白熱 電 球では音 で は出ません。 抵抗器は色帯を見て 間違わないように フォトトランジスターの足幅がせまい 場合はラジオペンチなどでまげる ボール紙でケースをつくる ハンダ付け作業は、明 るい部屋で、燃えやす いものが近くにないよう に、 そして机の上は整 理整頓して行います。 く れぐれもやけどには注 意して、ハンダの煙を 吸い込まないようにしま しょう。 スピーカー 可変抵抗器へ 電源 （+側） スイッチ 可変抵抗器 感度調節ツマミ 電源スイッチ 小型薄型スピーカー 単三乾電池２本 電源スイッチ 両面テープで貼り付ける 輪ゴムで止める ここに蛍光灯やリモ コンの光を当てます おと き ★ヒカリの音を聞け に ほん か てい よう でん げん ふ じ がわ さかい ひがし 日本 の家 庭 用 電 源 は、 富 士 川を境 に東 は にし こう りゅう けい 50Hz、 西 は60Hz の 交 流 です。 そのため蛍 こう とう びょう かん ひがし に ほん かい にし に ほん 光 灯は、1 秒 間 に東日本で100 回、西日本で かい てん めつ にん げん みみ き 120 回の点 滅をしています。 人 間の耳に聞こえ おと しゅう は すう る音の周 波 数はだいたい16Hz 〜20000Hzぐ てん めつ くう き しん どう おん ぱ らいですから、この点 滅を空 気の振 動（音 波）に へん かん にん げん みみ き おと 変換すれば人間の耳に聞こえる音になります。 め かく にん はや てん めつ みみ じっ かん 目では確認できない速さの点滅が耳で実感できて おも しろ せき がい せん 面白いですね。テレビなどのリモコンは赤 外 線を つか つか 使っていますが、ここで使ったフォトトランジスター せき がい せん はん のう は赤外線にも反応しますので、どんなパターンの しん ごう で みみ ぢか ひかり せき がい せん む はっ 身近な光や赤外線に向ければ、いろいろな発 けん 見をすることができるでしょう。 54 2008.11 でん し こう さく ●工具セット 「 KOKA-KOUGU」 ：2980 円（税込） ハンダごて、こて台、ハンダ吸い取り線、鉛フリー ハンダ、デジタルテスター ●部品セット 「 KOKA0811」 ：980 円（税込） 52 ページ掲載の「ケーコートーン」部品 ◆取扱店のご紹介 マルツパーツ館 秋葉原店 03-5296-7802 秋葉原 2 号館 03-5289-0002 その他の各店舗はインターネットで確認してください。 （仙台、静岡、浜松、名古屋、京都、大阪、金沢、 福井、敦賀、二の宮） URL http://www.marutsu.co.jp/ マルツパーツ館 WebShop Mail: [email protected] き 信号が出ているのか、耳で聞くことができます。 み はじ 初めてのキミのために！ KOKA 電子工作チャレンジキット この周期が１秒間に繰り返す 回数を周波数といいます。