目的
小中学生向けのハンズオンの教材として使えないかと試作。「半田ごて」を使うのは少し危険なので、ブレッドボードを使う方法にした。
参考にしたサイト
Solar Tracking System Circuit Diagram
実施内容
①上記サイトの回路を元にブレッドボードの配置を考える
②ブレッドボードの配置は、オンラインCAD(www.tinkercad.com)を使用
- 事前に色々試せるのでとても便利!
③実装
完成品
他の方の動画(参考)
感想
- 動きがあるので子供受けが良さそう
- 部品数も少なく、トータルコストが安い
課題
- 配線が多めで、少し複雑
- 本当は光センサーは太陽電池に取り付けるのだが、配線の弾性でモーターの回転を邪魔してしまう。工夫が必要。
部品一覧
購入先:秋月電子
IC,CdSは予備で2セット買っています(なので、1台あたりは半分で済みます)
その他
電子工作は素人なので、回路図を理解するためにChatGPTを活用しました。
想像以上にちゃんと解説してくれて、とても分かりやすかったです。
画像認識させた回路図
プロンプトと結果
■プロンプト
あなたは、電子工学の高校教師です。この回路の説明をして(15歳でもわかるように)
■結果
この回路は「自動太陽光追尾装置」といって、太陽の光を追いかけるために作られたものです。太陽の光を使って、パネルや装置が一番明るい方向を向くように調整する仕組みです。以下、わかりやすく説明します。
使われている部品
1. LDR(光センサー) - この回路には「LDR1」と「LDR2」という2つの光センサーが使われています。LDRは光を感知する部品で、明るい光が当たると抵抗が小さくなり、暗くなると抵抗が大きくなります。この変化を使って、どちらのセンサーがより明るい方向を向いているかを判断します。
2. TDA2822チップ - これはオペアンプ(オペレーショナルアンプ)と呼ばれるIC(集積回路)です。LDRから送られてくる光の信号を処理し、どちらに動かすべきかをモーターに伝える役割を持っています。
3. モーター - モーターは、太陽の方向に向かって動くために回路に接続されています。TDA2822からの信号によって、右か左に動かされることで、パネルや装置が太陽を追いかけます。
4. 10kΩ抵抗 - これらの抵抗は、LDRの感度を調整したり、回路全体のバランスを取るために使われます。
5. 電池(3.7V) - この回路には3.7Vの電池が使われており、全体の電源を供給しています。
どうやって動くのか
1. LDRが太陽光を感知
2. 2つのLDR(LDR1とLDR2)は、どちらがより強い光を受けているかを感知します。たとえば、LDR1が強い光を受けていると、その抵抗が下がります。
3. TDA2822が信号を処理
4. LDR1とLDR2からの信号がTDA2822に送られ、TDA2822はどちらのセンサーがより明るいかを判断します。もしLDR1が明るい光を受けていれば、モーターはその方向に動きます。
5. モーターが動く
6. モーターは、TDA2822からの信号に応じて回転し、装置を明るい方向に向けます。これにより、太陽を追いかけるように装置が動きます。
7. 太陽を追い続ける
8. 太陽が動くと、光の方向が変わります。それをLDRが感知し、またTDA2822に信号を送り、モーターが動いて装置が太陽を追いかける動きを続けます。
簡単なまとめ
• LDRは光を感知して、どちらが明るいかを判断します。
• TDA2822はその情報を使って、モーターを右か左に動かす指示を出します。
• モーターが装置を動かして、太陽の光が一番よく当たる方向を向かせます。
これが「自動太陽光追尾装置」の動作の仕組みです!