水１滴か指タッチでＬＥＤが光る電子回路作り

　４月１０日　安藤先生指導で、水１滴か指タッチでLED（発光ダイオード）が光る電子回路作りをしました。

　今日はラッキータウンテレビが取材に来ました。桑名市、東員町の人でケーブルテレビに加入していれば４月１８日から２４日まで７：００と１３：００と２３：００に１５分間流れます。　お楽しみに。

　まず紙の上にLEDを取り付け、単３電池２個を直列に接続して、LEDが光る事を実験しました。回路は、トランジスター１石を使った簡単な回路で、ベース回路に抵抗を介して電流を流すとコレクターとエミッター間に電流が流れるという仕掛けです。

　完成した回路のベースの電流をＯＮ／ＯＦＦするとLEDがチカチカと点滅しました。次にLEDと並列に電子ブザーを取り付けました。LEDが光ると同時に音も鳴り、おもしろいです。

　ベース電流をＯＮ／ＯＦＦさせるのに、指で接点をＯＮ／ＯＦＦさせていたのではおもしろくないので、ここに長いリード線を半田付けして、水が付くと回路が働く様に改造しました。

　さて、実験するとＬＥＤは光るがブザーが鳴らない生徒も出て来ました。これは水の抵抗だけだとベース電流があまり流れないので、ブザーを鳴らせるだけのコレクター電流が取り出せません。これは今後の学習課題となりました。
　ワニくちクリップで抵抗を差し替えると、ブザーも同時に鳴らす事が出来るヒントを与えたので、次の回が楽しみです。

3月27日　四日市工業高校の中瀬古　教頭先生指導で、モーターが回り、割り箸で作ったコースを走る”ライントレーサー”を製作しました。

　１００円ショップで購入した新幹線のおもちゃの台車２台を使います。マイクロスイッチの接点でモーターをＯＦＦさせる回路を組み込み、コースにそって走るロボットですが、マイクロスイッチとギヤボックスを使う方式は当会で初の導入となりました。


　回路は、マイクロスイッチがＯＮするとモーターがＯＦＦするＢ接点を使用し、同じユニットを２台並べた設計にしました。

　小型モーターへの電流をＯＮ／ＯＦＦする方法で、マイクロスイッチがＯＮするとモーターが回り出すＡ接点と、マイクロスイッチがＯＮするとモーターが止まるＢ接点の、話などを加えながら組み立てました。これまで学習したことのある子供から質問が飛び、Ｂ接点のスイッチはエスカレーターで使われているとの説明で見たことある、知っていると発言する場面もありました。

　モーターの先には、回転速度を低下させるギヤヘッドが付いており、タイヤのシャフトである竹ヒゴにはゴム管を介して回転力を伝えます。
　本体の裏側には、向かい合うように２個のマイクロスイッチがセットされています。車体が道となる割り箸に対して左右にずれると、このマイクロスイッチが働いた側のモーターが停止し、向きを変え、道から逸れないように進みます。

　 コース内を走り回る姿はこっけいで、みんな楽しそうに走らせていました（割り箸をまたいで走る様はまるでモノレールの様です）。

　うまく走らない子もいましたが、マイクロスイッチの取り付け位置や角度を微調整すると、見事に割り箸の道一周を完走することができました。

2月13日 口笛に感じ（LEDの）光が踊り モーターが回る音センサー

　技術者が設計に使う「ブレッドボード」に、音センサーを組み込み、LEDの点灯やモーター駆動ができる電子回路を製作した。「（ソルダーレス）ブレッドボード」とは、各種電子部品やジャンパ線を差し込むだけで電子回路を組むことの出来る、はんだ付けが不要な、実験や評価や試作をするための基板のことである。電子回路を容易に組み換えたり、回路図を見ながら再組み立てしたり、また、今後の科学教室内での再利用も鑑み、初の導入となった。おそらく子供向けでは、初の試みと思われる。

　回路は、コンデンサーマイクと2つのトランジスタを用いて、LED、ミニ電球および模型用小型モーターへの電圧を制御するものである。電気抵抗の読み方や、電界コンデンサーやLEDの足の極性の話などを加えながら、組み立てた。これまで学習したことのある子供から、LEDのアノードやカソード、トランジスタのエミッタ・コレクタ・ベースなどを、挙手して説明する場面もあった。

　

　モーターの先には、回転の確認を容易にするための色つき円盤を取り付けた。これを羽根車のように折り曲げて、扇風機のようにして遊ぶ子供や、駆動モーターによる騒音を、マイクに近づけ、一度音を鳴らすとモーターが回り続けることを発見して遊ぶ子供などが表れた（いわゆるメモリー回路の基本概念である。子供の自発的創造はすばらしい）。

　ブレッドボードを用いることで、子供の自発的な「創意工夫」の活発化が電子回路においても容易になることであろう。基礎から応用への実践的取り組みを通じて、子供の科学する（自分の目で試行錯誤する）土壌を養っていきたい。