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電気の流れ方も忘れたおじさんによる電子工作 序

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この記事は リンク情報システム の「Tech Connect Summer 夏のアドベントカレンダー」のリレー記事です。
engineer.hanzomon のグループメンバーによってリレーされます。

夏特有の容赦ない陽光と、その割にはじめじめと蒸し暑い今日このごろ、いかがお過ごしでしょうか。
本日は「うさちゃんチーム」の@hunyuが担当いたします。

リレーの中でも箸置き的な記事になるかと思います。適度に楽しんでいってください。よろしくお願いします。

なぜこのお題にしたのか

経緯はざっと以下の通りです。

  • Raspberry Piっていうのが流行ってるらしい(激低アンテナ)
  • ↑を使うと、電子工作ができるらしい。
  • 電子工作ってなんかかっこいいな!やってみようかな!
  • いずれスロットでも作るか。

なんか基板にパーツをおいて、そいつを動かす…って、格好いい…よくない…?
すごーーーく遠くに「俺、ロボット作ってんねんでw」感があってええなぁと思い、このお題にしました。

ちなみに。私の電子工学に対する知識は…
「電気ってプラスからマイナスに流れてるんだっけ?」
「電気抵抗…?抵抗するの…?」
「基板…何をどう置いたらいいとか、詳しくはよくわかんないけどなんとかなるよね!」
その程度のものです。

学生時代にちゃんと勉強しなかったツケが回ってきましたね(ニッコリ)
調べながら進める必要があります。

電子工作するにあたっての計画

段階を踏んで工作をしていこうと思います。

  • 序:とりあえず動かしてみます。  ←いまここ
  • 破:いろんなパーツを組み合わせて動かしてみます。
  • 急:来たるべき時の訪れを感じる…。

この記事の内容は、かなり初歩の初歩です。
そもそもラズパイつかわなくていいんじゃねーの?っていう内容かもしれないです。
まあそこは、ラズパイの環境構築とか、そういう勉強も兼ねてとりあえず無理やり使ってみます。

調査

まずは「Raspberry Piって何者やねん」、そして「電気ってどうやって流れるんだっけ」からきちんと調べて行きます。
ネットの力で。
 ↓
わかったことを自分なりにまとめると…

  • ラズパイはちっさいPCである。(OSはUnix系)
  • wifi対応!IoTにもってこい!
  • 基板とつないで制御したりもできる。
  • NASとして使ったりすることもできる。

なるほど、面白そうじゃねぇの…?というか、1万円かそこらでパソコンが買えるってのが驚き。

そしてよくわからなかったこと。

  • 電流はプラスからマイナスに流れるけど、電子は逆に流れるんだよ^^(?)
  • 電気抵抗は、電気の流れを妨げる効果がある。どこにおいても問題ないよ^^(??)
  • ダイオードも極性(±)さえ合っていればどこにおいてもいいんだよ^^(???)

は?(混乱)

…まあ、使っていけば詳細を調べることになるでしょうし、そのうちわかるでしょう…。
ということで、早速ラズパイを買ってみます。

準備

これから触るものがどういうものなのかは大体わかったので、あとは本体と工作で使うための電子部品等のパーツを買います。
私が買ったのは、以下ものです。

ラズパイ本体(スターターセット的なやつ)
本体とケース、その他ケーブル類が入っているセット。
付属のSDにはOSが最初から入っていて楽。

初心者用の学習キット(いろんな電子部品のセット)
いろんな電子部品が大量に手に入るため楽。
この中に「ブレッドボード」と呼ばれる、有識者曰く「マジ便利」アイテムがあるらしい。

ラズパイの動作確認

買ったラズパイには、既にOS等がインストールされているので、(ネットで調べつつ)適当にアップデートだけしました。
Unix感ある画面、そしてコマンド。

まぁ、うん。いいんだ。

俺がやりたいのは基板にパーツを置いて動かすことなの!!
はやくダイオードぴかぴかさせたいよ!!

…ということで、適当に設定を済ませた後、「ダイオードを発光させる」という、超簡単な目標を立て、基板を作成してみます。
そもそも、つないだだけで光るのか…?とか、そういう事にも興味がありました。

光れダイオード

ネットで調べたラズパイのピン情報と、「プラスからマイナスに電流は流れるんやで」という情報、そして…
「電気抵抗を挟まないとダイオードが大往生する」という情報を基に、基板を組んでみました。

ブレッドボードという、「パーツを簡単に抜き差しできる便利な板」を使い、組んでみました。
(下の写真は、実際に組んでみた基板)
DSC_0202_edit.JPG

これをラズパイの電源のピン(1番ピン)とグラウンド(6番ピン)につないで…
でもこの時点では光らないよね…だって、何の制御も与えてないし。

 ↓

        \ペカッ/
DSC_0201.JPG

!!!!!
あっ これあかんやつや!

目に突き刺さるほどに発光しました。最速で切断。
PWRのピンはデフォルトでも通電してるのか…いい勉強になったぜ…

チカれダイオード

発光ダイオードが光ること、基板に通電ができること、そして作った基板に問題がなさそう(?)なことが確認できました。
今度は、一定周期ごとにダイオードを光らせたり消したりしてみます。(これをLチカというらしい)

光れダイオードの項にて接続した、電源にあたるピンを、GPIO(General Purpose Input/Output)に変えます。
このピンは、データの入出力と制御を行なうことができる、汎用的なピンらしいです。

GPIOのピン(今回は3番ピン、GPIO02を使用)に対し、数秒ごとにオンオフをするようなプログラムを作成し、Lチカさせてみようと思います。

まずは、プログラムを作成します。今回は(流行りに乗って)Pythonを使ってみます。

test.py
# ピン制御用、タイマー用のライブラリを読み込み
import RPi.GPIO as GPIO
import time

# ピンをGPIOの番号で制御できるようにモードをセット
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# GPIO02を出力で使用するよう設定を変更
GPIO.setup(2,GPIO.OUT)

# 1秒間隔で5回チカチカ
for x in xrange(5):
    GPIO.output(2,True)
    time.sleep(1)
    GPIO.output(2,False)
    time.sleep(1)

# ピン情報の開放
GPIO.cleanup()

そして以下のコマンドを実行し…

$ sudo python test.py

チカっとチカらせます。
(↓はチカらせた時のgif)
cap2.gif

うーん!素晴らしい輝き!

青色ダイオードにして、ギザギザしたプラスチックのパネルと組み合わせてみたいですね!
(意味が分からない人は近くのスロッターに聞いてみましょう)

ピンに対して、出力のオン・オフが制御できることがわかりました。
これだけでしばらく遊べそうですね(ニッコリ)

まとめ

ラズパイがどうして注目されたのか、何となくわかった気もします。
が、この記事の内容くらいではそのポテンシャルはまだ発揮できていないハズ。

せっかく自腹で買ったわけだし、もうちょい無茶させてみて、知識を深めていきたいと思います。

なお、次回記事を作成する際は、↓みたいなものを使って遊んでみる計画です。

コインセレクター
パトランプ

ラズパイ…想像力を掻き立ててくれる素晴らしいアイテムですね!

次回予告

明日の記事担当告知です。

明日は@jaguti@KIMI-Dの2名による合作記事となります。
お楽しみに!


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hunyu
興味を持った技術への探究心が程よくあります。エクセルおじさんです。
link_information_systems
放送・航空宇宙・商社・自動車・通信・防災・データセンター・社会インフラなど広範囲な分野で、ソフトウエア開発からシステム運用まで、またテレビの字幕制作など幅広いサービスを提供しています。
https://www.lis.co.jp/
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