はじめての電子工作 1
はじめてiOSアプリを作りたいときXcodeをインストールしてからHello,worldを表示するまで、10分もかかりません。
これが電子工作となると、基本的な部品特性を理解しないとLEDチカチカさえ難しく感じてしまいます。
そういう意味で、MakerFaire2013でも展示された磁石で回路をつなげて直感的に電気回路を覚えるLittleBitsがすばらしいです。
シリーズで電気電子回路でよく使う部品について、できるだけ分かりやすくを目標に書きました。
コンデンサとは何か
コンデンサは電気をためる部品です。
キャパシタとも呼び、その蓄えられる大きさを静電容量(Fファラド)といいます。
電源に対して並列につなぐことで、電圧の変化を安定的にする働きがあります。
これをパスコン(バイパスコンデンサ)と呼び電子工作でも活躍します。
コンデンサのしくみ
コンデンサに電荷がないときに、電源電圧を与えるとコンデンサに電流が流れます。
このとき、コンデンサは電荷が蓄えられ充電状態になります。
しかし、無限に蓄えられるわけではありません。
電荷によってコンデンサ両端の電圧が高くなっていき、果ては電源電圧と同じくらいになります。
すると、今度は電流が流れにくくなってしまうのです。
これを飽和状態といいます。
そして、電源電圧が断たれるとコンデンサに蓄えられた電荷を放出するようになります。
これを放電といいます。
このしくみを利用して飽和状態から放電状態が終了するまでの時間差があることを利用して、なにかをディレイ(遅れ)させることに利用できます。
電子工作で使うコンデンサの種類
セラミックコンデンサと電解コンデンサがあります。
セラミックコンデンサには極性(部品を繋げる向きの決まり)がありませんが、貯めれる電荷量は小さくなります。
一方で電解コンデンサには極性がありますが、貯めれる電荷量は大きくなります。
極性がある場合、大体はリード線が短い方がマイナス側です。
電子工作で使うコンデンサの役割
電子工作ではコンデンサはバイパスコンデンサ(パスコン)として活躍することが多くあります。
パスコンはICを動作させる時に一時的に電源を供給する役割を担います。通常は電源近くに置かれます。
回路図では複雑に見えることを回避するために省略されることが多いので注意が必要です。
コンデンサの応用部品
電子工作ではECM(エレクトレットコンデンサーマイクロホン)と呼ばれる部品がよく使われます。
マイクロホンは言い換えると音センサです。
音は空気を振動して発生させます。これを音波といいます。
また,20KHzを超える音波を人間の可聴域を超えていることから超音波と言います。
ECMのしくみはまず、振動板にコンデンサを貼ってあり、音によってこの振動板を振動させます。
振動すると、コンデンサの静電容量がわずかに変化します。
このしくみは音の変化が電荷の変化に変換されたと言えます。
実際には、これを増幅器(アンプ)で大きな電気信号にしたりして使います。