【提案】低学年の電子回路つくりは「脚からげ」で

ブレッドボードでもなく、はんだ付けでもない。

「脚からげ」とでも言いましょうか？

小学校低学年にはんだ付けはむずかしい。

ブレッドボードはすぐれものだが低学年には挿し方が意外に難しい。

一度くにゃりと曲がってしまうと接触が不安定。そこで・・・

穴あき基板に回路図にそって部品を刺し、

つながっている場合は足をからげてねじるという方法はどうでしょう？

ただし、ねじったあと、接触してるとは限らず、浮いて

いることが多いのですが、もし確実にしたければ後からそこを

ハンダ付けすればよいし、とりあえず回路を組むこと

はできる。ねじるだけの指導なら低学年でもやりやすい。

仮に浮いていたとしても、さわってみれば時々接触するので

そこだけしっかり直せばいい。いざとなったらお父さんにそこだけ

はんだ付けしてもらうこともできる。

今度はブレッドボードでなく3年生以下なら「からげ」

で指導してみることにしよう。

部品をわかりやすく並べて挿す。（脚は長いまま）

裏で脚をからげたところ。（一部マイクをハンダ付け）

最初からやってみましょう。部品を置きます。

下はこうなっています。これを接続する線どうしからげるのです。

しきいがひくいような気がしませんか？

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ブレッドボードを電気の授業で

配線にターミナルやワニ口クリップを使う代わりに
ブレッドボードとその配線コードを使ったらどうだろう。
そうすれば挿すだけだし、簡単に配線できる。
また、自分で電子工作をやってみようという
子が出てくるかもしれない。その導入にも
なる。
準備としては、すべての部品にブレッドボード用の配線コードを
つけておく。

赤と黒

普通、プラスは赤、マイナスは黒だが、なぜか勘違いしている人がいる。
それはおそらく会計ボなどをつけるとき、赤字、黒字などと言って
損していると赤字、利益があがって得していれば黒字などということ
からきているのではないかと想像される。困ったもんだ。
日本ではあまり見られないと思うが、ときどきやっぱり若い人でそう
いう人がいる。
また、メイドインチャイナの製品で、うっかりすると赤が−になっている。
逆にしたら一発でだめになってしまう回路もあるので気をつけたい。

テスターの便利機能

LEDが壊れてるか生きてるか検査したいとき、抵抗の２KΩのレンジに合わせます。
そこにダイオードのマークが書いてあります。テスター棒のプラスをLEDの＋側に
マイナスを−側（カソード）につなげばLEDが光って正常であることがわかります。

トランジスタを調べる

テスターにトランジスターのhfe（増幅率）を測定する端子がついていました。

２SC1815はNPNトランジスタなので、上のソケットを使います。

この１８１５はYというタイプなのであまり増幅率は高くありません。
１８１と出ました。GRとかだと３５２ありました。

工作教室などで配る前にばらつきがないか製品チェックしておくといいでしょう。

モータードライバIC

こどもパソコンイチゴジャムは入出力の端子をもっている。
したがってただ単にゲームをプログラミングするだけでなく、
（私はゲームをする時間は無駄と思っている。昔から・・・）
何かを制御することができる。
例えば、温度センサーと扇風機をつないで、ある温度になったら
モーターが回って風を送るとか、そういうプログラムにしておけばいい。
モーターを回すには、モータードライバICというものを使えば
いい。（写真）
プログラムを勉強する動機がゲームから入る者、
プログラミングの論理思考そのものが好きな者、
プログラムを役立てる実用工作が好きな者など
いろいろ出てきた方がいい。特に電子工作と
結びつけることが出来る人がたくさん育ってくれたら
と思う。
昔買っておいたモータードライバIC（値段は古いかも。いまいくらかな？）

そのピン説明。2番と10番が出力になってる。2系統使えるのだ。

昔の教科書

昔の技術の教科書が見たいといったところ、友人のＡ（１）先生が昭和50年の
技術の教科書をスキャンして送ってくれた。増幅器、インターホン、ラジオの制作
までのっている。せっかくなのでちょっとだけ紹介する。

もちろんもうダイオードやトランジスタは出ている時代。けっこう淡々と説明されている。
増幅というもののすごさなどがもっと強調されたらよかったかなーとこれは個人的感想。

真空管の学習

　先日久々に理科ハウスを訪れたとき、館長が真空管をたくさん
いただいたので、少し持って行って下さいと言われた。つまり、
どういう風に使ったら良いか、あなたならどんな教材開発をしますか？
という宿題である。そういわれたらやらないわけにはいかない。4本ほど
もらってきたが・・・さてどうしたものか。

　昭和40年代の中学校の技術の教科書にはたしか真空管について
ふれていたと思う。そこでは簡単な整流作用や増幅作用についての
説明があった。真空管ではフィラメントを温めるヒーターというか
熱電子を出す場所を加熱しなければならない。絶えず電気を食うため、
電池ではちょっときびしいと考える。今はあまり使われないトランス
というものでヒーター含めた電源供給をする。トランスの2次側では
巻数によって任意の電圧が取り出せるからだ。色々な電圧の端子が
途中から出ているのだ。交流は変圧器にはぴったりなのだ。

ところが今はいろんなACアダプターでも重いトランス式のACアダプタ
は見かけることが少なくなってきた。みんなスイッチング電源に
なったので、トランスを使う仕組みではなく、軽くなった。
まあちょっと話はそれたが、とにかく真空管には昔のアイテムが
必要か？ネットで色々実験している方のHPを見てみると、今の
スイッチング電源と組み合わせたりいろいろやっている人がいた。
ソケットもまったく異なった形を自作したりしている人もいる。
調べるとなかなか面白い。

張り板ではないけれど、どこかのお家にまだ真空管ラジオが眠って
いたりするかもしれない。ヤフオクや、秋葉のジャンクなども見たら
おもしろいだろう。昔のモノをどういう原理で使っていたか、知ること
は、結構楽しいものだ。
そんなせいもあってか、先日ハードオフにちょっと古いソニーの
卓上トランジスタラジオを持ち込んだらなんと１０００円！
いつも通りせいぜい10円だろうと思っていたがびっくりした。

交流電源が必要なときとは？

最近交流電源はほとんど使わないので、直流安定化電源のようなものを
どの学校でも購入していると思う。しかし、教科書で一度だけ交流にふれる
場面がある。それを発光ダイオードで観察する。交流観察用の2色ＬＥＤを作って
も直流電源しかないとあわてる。ＡＣアダプターがぶんかいできれば、ブリッジダイオード
を取っ払ってＡＣそのまま出力させる交流２．５Ｖ出力のアダプターをつくっておけば
軽く教室に持っていけると思うが・・・。
しかし、分解するのはあまりお勧めできないし、たぶんあけることが困難。
怪我しないともかぎらないのでやめたほうがいいですね。
自分で適当なトランスを使って作っておけばよい。
今はＹＡＧＡＭＩの電源装置で交流の周波数まで変化できるものがあるのにはびっくり。
昔のは値段が高くて重い。

ＬＥＤの脚が磁石に着いてしまう

モーターを作ろうと思って、ついでに電流の流れがわかるように小さなＬＥＤの赤と緑を
使ったことがあった。すると、強力なＵ型磁石のなかでは、ＬＥＤそのものが吸いつけられて
しまってモーターの役目を果たさなかった。

今ちょっと確認してみたらカーボン抵抗の脚は磁石につかない。そのかわり本体そのものが
すこしつくようだ。電解コンデンサの脚も着きます。磁界の中に入れる装置をなにか作るとき
気をつけなければいけないと思う。

電流の周りの磁界観察器

昨日、学校へ行ったら、理科の授業で私が考案した

観察器を使ってくれていた。うれしい事ですね。

そこで、もう少し補充してやろうと思いましたが、

エナメル線の巻き方がうまくいかない。


ケースにあけた穴に何回も裁縫の糸のように通しては入れと思ったのですが、

線がいろんな向きを向いてしまい、なんかまとまらない。

新しい線を使ってもう一つ新しく作ってみたら思い出しました。

全体を輪にして回していけばいいのです。これなら早くできます。

お試しください。

なお、方位磁針は両面テープでつけると再利用でき、いいと思います。

最近科学館のボランティアで工作教室のお手伝いをしていて

両面テープを使う場面が多く、すごく便利なものだと気が付きました。

LEDの使い方注意

知らなかったり、うっかり忘れてたりするのが、「LEDは豆電球とはちがう」
ということ。豆電球のかわりにそのままは使えません。
必ず抵抗か、定電流ダイオードなどを入れてください。

注意その１：そのまま電池をつないだりしますと、明るすぎて煙が出てきて破損したり、
　　　　　時には破裂したりします。特に３ｍｍ径の小さなものはパーンとわれるかも。
　　　　　５ｍｍ径のは、黒くなっておしまいのことが多いが。
注意その２：高輝度のものや超高輝度のものは見つめたら目を傷める恐れがあります。
　　　　　　特に超高輝度は生徒実験には使わないようにしましょう。見つめてしまう
　　　　　　子も中には出てきます。超高輝度で、照射角がせまいものとかだと危険。

注意ではないが：それぞれ使用電圧が決まっています。確認してから使いましょう。
　　　　　　　　１．５Vで点灯するものもありますが、普通は２．４V〜３．２Vくらいです。
　　　　　　　　３．０Vで点灯しないものもあるかもしれません。

　　　　　　　　太陽電池に直射日光をあてて電流を発生させ点灯させるのには低電圧LED
　　　　　　　　のほうが使いやすいですね。１．５Vでも点灯するものをいいます。
　　　　　　　　しかし、今では太陽電池の性能が上がってきて普通の高輝度でも点灯
　　　　　　　　するかもしれません。

静電気の学習

昔の（一つ前の）教科書１分野上では電流より先になっていたが、（大日本）
今の新しい教科書２年単元３では１章で電流、オームの法則、電力が終わって
から２章で静電気のページになっている。後のほうが冬に近くなり空気が乾燥
していて静電気が発生しやすいからだろうか。
それにしても、下敷きをこすってネオン管をつける実験はなかなかむずかしい。
次ページの「やってみよう」でプラスチックコップを使って電気をためている。
ここでネオン管を使えばいいと思う。（アルミで放電させて様子を見ているが）
あと塩ビパイプでプラスチックコップに電気をためているが、電気盆を使った
ほうが早いのでは？下敷きをこするのはうまくいかないことが多いと思う。
（下敷きの種類にもよるだろうし）
バチッと放電することを観察するのとその電流のもとが静電気であったという
ことを学習するのがねらい。
P198で問い「ネオン管を摩擦した下敷きに近づけるとどうなるか。」とあるが
プラスチックコップの実験のすぐ下で、前ページの内容を聞いている。ここは
「プラスチックコップにネオン管を近づけたらどうなるか？」のまちがい？？
ちなみにネオン管は７０V以上の電圧がないと点灯しない。
　　

科学トピック（電子）

最近見た新聞記事。電子に光をあてるとは？？想像がつかない。よく理解できない。

非常時に太陽電池で充電

　もう昨日になるが、6日10時25分頃徳島県南部を震源とする最大震度５強の
地震があったそうだ。余震も同じ規模のものが考えられるそうで、引き続き
警戒を必要とするようです。なお人的被害の報告はいまのところないそうだ。

　もしも３．１１のような規模の地震があったら携帯やスマホなど災害時には
コンセントが使えなくなります。電池や太陽電池で充電できるようにしておき
たいものです。太陽電池、充電用バッテリー、そしてアダプターというか携帯
に接続する部分が必要ですね。　　　　　下は秋葉原で買ってきた太陽電池です。

「よくわかる電池」この本はよくわかる

１６日に借りた本、そろそろ返却期限なので読んでいる。
電池に関して科学史をたどりながら解説。
電池が改良されてきた歴史とその時代の実験にいかに役立ったか
がよくわかる。これはいい本だ。（e-hon)笑
　第一章では１．バクダッド電池　２．ガルバーニの動物電気　３．ボルタの電池　４．ダニエル電池　５．グローブ電池　６．ブンゼン電池　７．ルクランシェ電池　８．がすなー電池　９．屋井電池など
第６章まである。はやく読まなくては・・・
ネットでまだ購入できるようだが、せっかく借りたので読み切りたい。
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入門ビジュアルテクノロジー「よくわかる電池」
三洋電機（株）／監修
日本実業出版社
1,512円
ISBN　978-4-534-04088-6
2006年7月　 工学／電気電子工学／電力工学
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静電気の実験でつかうネオン管またはネオン球

静電気を調べるためにネオン管を光らせる実験があるが、
ネオン管は７０V以上でないと点灯しないので、下敷きをこすったくらいでは
点灯しないことが多い。乾燥した冬などはうまくいくこともあるが、
塩ビパイプやエボナイト棒でもなかなか電気が十分でない。
そこでやはり電気盆というものを使って電気をためていくと良い。
これなら蛍光灯も光る。
また、ネオン管だが、ヒューズタイプで両端電極式のものはもう製造されてなく、貴重である。
ヒューズタイプのものは他に、中に小さな写ルンですのチャージランプに
使われてるネオン球が入っているものがある。
また、豆電球型のネオン球もある。下の写真は、上が両端電極式、下がネオン球。

合成抵抗の計算（並列は流れやすさの和から）

直列は和であるが、並列の場合、合成抵抗をRとすると、1/R=1/R1+1/R2+・・・
のようになる。この式はよく見ると、1/Rというのは抵抗分の一つまり逆比で、電流の
流れ安さをあらわす。並列は流れる道が増えれば増えるほど流れやすくなるので、それぞれの
流れやすさを足していったものが全体の流れやすさになるという説明で納得がいく。
しかも、中学校の理科では２つまでしかつながないので、通分して逆にすると、
合成抵抗は、かけたものを足したものでわれば簡単に計算できる。

フォトリフレクタ（反射型フォトセンサー）とは

赤外LEDとフォトダイオードを組み合わせたものが
フォトリフレクターです。
ライントレーサー（床に書かれた線の上をなぞって走る車）の工作などによく使われます。
また、回転数を計測することにも使います。
その他、男子トイレなどで、人が前に来ると感知し、
また離れるとき感知、そして水を流したりできる。
他にもいろいろ考えたら使えそうですね。
下の写真はRPR220というフォトリフレクターです。
角がかけてない透明なほうが赤外LEDです。

最近考えている教具

それは電流の単元でオームの法則です。
オームの法則は水の流れで説明されることが多いと思います。
もしそれでわかれば十分であって、他のたとえを作る必要はない。
そこで、この水の流れのモデルの模型を作ろうと思う。
使うものはアクリルパイプ、アクリル板、粘土などです。
アクリルパイプは半分に切り、アクリル板を貼って断面が見えるような構造。
その中に粘土をわざと詰め、抵抗とする。粘土が多いのと少ないのと２本パイプをつくり、
水の流れを比較します。