CuteeWorks #8「年忘れ！可愛い電子工作を考える会」ソレノイドを動かす回路を作ってみよう

CuteeWorks #8「年忘れ！可愛い電子工作を考える会」
ソレノイドを動かす回路を作ってみよう

1. ソレノイドを動かす回路を作ってみよう！
3. なぜ？今日ソレノイドを選んだの？ 国内一貫生産のソレノイドメーカータカハ機工株 式会社さんが開催するソレノイドを使った作品の コンテスト『ソレコン』が来年1月13日から開催さ れます！ 本日の参加者の皆さんが、ソレコンに応募する 作品を作るきっかけに今日のイベントがなってく れたらいいなーって思いがありソレノイドを選び ました！ ちなみに締切は2月16日月曜日です！
4. ソレノイドを動かすために 本日のイベントではソレノイドを動かすため に９Vの角形電池を使います！
5. ソレノイドの性質 ソレノイドを売っているタカハ機工さんのサイトを見 て購入する時に、使用定格表というのをみます。今 回はCBS0730の抵抗値が58Ωのものなので赤い 枠線のとこを見ます！ DC6V → 使用不可（電流不足で力が弱すぎ） DC9V → 表にないけど計算上は連続通電 OK 　　　　 ★今回これ！ （力は少し弱くなるけど） DC12V → 連続通電OK DC24V → 25% 　　　　（ONしっぱなしは熱を持ちすぎて危険） 連続通電（ずっとONしてて大丈夫） ██████████████████████████████ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 50%（半分ON、半分OFF） █████████████████ ▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔ 25%（1/4をON、3/4をOFF)） ██ ██ ██ 　　　　██ ▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔▔ 表の意味は？
6. ９Vの角形電池に電池スナップをつけて ブレッドボードのプラスに赤線を、マイナ スのところに黒線を挿しましょう！ 赤と黒の電線の先端がつながっ て、ショートしないように気をつけ て‼ ⚠電池が発熱します！ 電池をブレッドボードにつなごう！
7. ブレッドボードとは、電子部品を差し込 むだけで回路を組み立て・試作できる便 利な基板です。 内部配線はマイナスとプラスは横方向 に、それ以外の部分は縦につながって います。溝があるところはつながってい ません。 ブレッドボードとは
8. ソレノイドを動してみよう！ ソレノイドのひとつの白線をマイナスへ、 もうひとつの白線をプラスに挿すとソレノ イドのプランジャーが動くはず！ 動くのを確認したら、ソレノイドの白線を ブレッドボードからはずしてください。
9. ソレノイドを２つ動かそう！ では２つのソレノイドを動かしたい！とい う時にどうしたら良いでしょうか？ ９Vで１つのソレノイドをやっと動かせる のに、同時に２個は動かせそうもないで すよね…
10. ソレノイドを交互に動かそう！ ２つ同時ではなく交互になら動くかも！ 交互に動かすためには、電流を交替でソレノ イドに流すスイッチみたいなモノがあると良さ そうですよね！ 交互に動かす！
11. MOSFET（電界効果トランジスタ）は、電気の流れを水に 例えるとソースは水が出てくるところ、ドレインは水が流れ ていく出口、ゲートは水門のように電気の流れを止めたり 流したりする電子部品です。 ゲート（水門）に電圧をかけることで、ソースからドレインへ の電流のスイッチの役目をします。 MOSFETをスイッチとして使おう！ ※黒い方を上にします ※本日使用するMOSFETはこの順番です
12. 2つのMOSFETゲートを交互にON/OFFすることができれ ば、ソレノイドを交互に動かせそうですよね？ そこで登場するのがタイマーIC555です！仮面ライダーみ たいな名前ですが、これがすごく便利なんです。 タイマーIC555とは 自動でON/OFFを繰り返す信号を作ってくれる電子部品で す。「ON→OFF→ON→OFF...」をずーっと自動で繰り返 してくれます。便利でしょ？ 1971年に誕生して、50年以上も世界中で愛され続けてい る超ロングセラーの電子部品なんです。 どうやってゲート（水門）を制御するのか？
13. 1）GND（グランド＝マイナス）電気の出口 2）TRG（トリガ）「ONにして！」を感じる　　　　　　　（ここが低く なると動き出す） 3）OUT（アウト＝出力）ON/OFF信号が出る ⭐ 4）RST（リセット）リセット　　　　　　　　　　　　　（ここが低いと強 制停止） 5）CTRL（コントロール＝制御電圧）特殊な調整用　　　　（しき い値を微調整できる） 6）THR（スレッショルド）「OFFにして！」を感じる　　（ここが高 くなると止まる判断） 7）DIS（ディスチャージ＝放電）電気を逃がす出口　　　（コン デンサを放電する） 8）VCC+（プラス）電気の入り口 タイマーIC555の端子の役割
14. まず電源をつなぐ 　9V電池 ＋ ──→ 8番(VCC+) 　9V電池 － ──→ 1番(GND) リセットを無効にする 　8番(VCC+) ──→ 4番(RST) 　4番をプラスにつないでおくと、ずっと動き続ける。（低くなると止 まっちゃうから） ノイズ対策 　5番(CTRL) ──→ コンデンサ (0.01μF) ──→ 1番(GND) 　5番はノイズ（電気的な雑音）で誤動作しないように、　　小さい コンデンサでGNDへ逃がす。 タイマーIC555のつなぎ方
15. コンデンサは電気を一時的にためておける 電子部品です。 電流を水に例えると水を蓄えておける「小さ なタンク」みたいなもの。 コンデンサが電気を貯めることを充電 貯めた電気を出すことを放電といいます。 本日使う大きい方は極性（プラスとマイナス） がある電解コンデンサーは向きがあって 小さい方はセラミックコンデンサーで極性は ないから向きはないです。 　 コンデンサとは 本日使うのは電解コンデンサー 10μF50V105℃ ニ チコンHEだよ！向きがあるよ！長い足の方がプラ ス！ 本日使うのは積層セラミックコンデンサー 0.01 μF50V X7R 5mmだよ
16. 抵抗は電気の流れを邪魔する部品です。水 に例えると「細いパイプ」みたいなものです。 抵抗は電気の流れすぎを防いでLEDを守っ たり、回路の中で電圧を分けるために使わ れます。 今日はコンデンサと組み合わせて充電・放 電の速さを決めるのに使用します。 　 抵抗とは 本日使うのはカーボン抵抗 (炭素皮膜抵抗) 1/4W10kΩだよ！向きはないよ
17. 可変抵抗（ボリューム）で速度を変える つまみを回すことで、抵抗値を変えることができる可 変抵抗（ボリューム）今回はスイッチ付きです。 右にカチッと音がするまでひねるっとスイッチオンでき ます。 その後右に回すと抵抗値を大きく（100KΩまで）変え られる事ができて、ソレノイドが交互に動く速度を変え ることができます！ 小型ボリューム 100kΩB スイッチ付
18. コンデンサに電気を貯めたり（充電）、出したり（放電）を繰り返すことで、 ON/OFF を作っています。 　8番(VCC+) 9V 　抵抗(10kΩ) 　7番(DIS) 　　通り抜 　可変抵抗(100kΩ) 　6番(THR)・2番(TRG) 　10μFコンデンサ ← 向きがあるよ！１番側がマイナス（線があるほう） 　1番(GND) タイマーIC555のON/OFFの速さを決める部分
19. ブレッドボードでどんな感じに置くかというと ３番にON/OFFの信号が来ているはずなので、抵抗と LEDを入れて、信 号がちゃんと来ているか確認してみましょう！
20. ボリュームのつまみを回して LEDの点滅速度が・・・ ボリュームのつまみを右に回して LEDの点滅速度がゆっくりなったら 右にまわしたり左に回したりして変化を楽しみましょう。 充分遊んだら赤枠で囲んである方の抵抗と LEDを取り除いてください。
21. ソレノイドで MOSFETを壊さないために！ ソレノイドは電気を止めた瞬間、逆向きに高い電圧を発生させてしまいます。 （これを逆起電力といいます） 何も対策をしないままだと、電源をオフした瞬間に高い電圧が MOSFETにか かって壊れてしまう恐れがあります。 そこで壊れるのを防いでくれるありがたい電子部品がダイオードです マイナスがカソードで帯があります！ プラス側はアノードといいます。電流はアノードからカソードには流れますが逆 にはながれません。 ソレノイドの片方を 9V+へ ソレノイドのもう片方を MOSFETのドレイン (D)へ ダイオードはソレノイドと並列につなぐ ダイオードの帯 (カソード )を9V+側に向ける すると、逆起電力がおこっても MOSFETを守ってくれるのです。 本日使うのは汎用整流用ダイオード 1000V1A 1N4007だよ！向きがあるよ！
22. どのようにつなぐのか？ まずはひとつのソレノイドをつなげてみましょう！ 電圧が小さいのでソレノイドは立て向きにしないと動かないかもしれません！
23. もうひとつのソレノイドを動かすには？ ここで問題があります。 555からは1つの信号しか出ませんよね？ オン・オフを同じタイミングでソレノイドを２つ同時に動かすことはできません もうひとつのソレノイドを動かすためにもうひとつ５５５が必要でしょうか？？？ どうしましょう？？ そこで登場するのが！トランジスタ (2SC1815)です。信 号をひっくり返すことができる電子部品です！ 本日使うのはトランジスター 2SC1815L-GR-T92 50V150mAだよ！
24. トランジスタ (2SC1815)とは？ トランジスタは小さな信号で大きな電流を ON/OFFできる部品！水に例えると「信号 で動くバルブ」みたいなもの。データーシートを見てみましょう E：エミッタ GND C：コレクタ MOSFET2のゲートへ + プルアップ抵抗で 9V+へ B：ベース555の3番(OUT)から抵 抗(10kΩ)経由で 昔・・・エクボって 覚えたなあ・・ 懐かしい・・・
25. 最終的な 接続の例 参考にされてください。 皆様ご参加ありがとうございました