4 実験機材と部品の使用上の注意

4.1 実験機材

ここでの実験は，班でひとつの実験を行うのではなく，ひとりひとりが個別にライントレー スカーを製作する．そのため，各人毎に部品を配布する．他の人の部品を流用してはなら ない．もし，部品の不足があるならば担当の教員に申し出ること．

表2に，ひとり当たり必要な実験器材を示す． これらの機材を用いると，基本モデル(低速)あるいは高速モデルのライントレースカーの 作成ができる．

プログラムの作成はクロスコンパイラーで行う．Linuxがインストールされているパソコ ンでプログラム作成からコンパイルまで行い，バイナリーデータをH8マイコンに転送する． 電気棟3Fの電気情報工学実験室に設置しているパソコンには，プログラム開発に必要な環境 をインストールしている．

表 2: 実験器材．基本モデルと高速モデルに対応できるように，機材を準備している．

装置	メーカー	型番/仕様	数量
パソコン			1
H8マイコンボード	秋月電子通商	AKI-H8/3664N	1
ブレッドボード	サンハヤト	SAD-01	1
ニッケル水素電池		単三型1.2[ $\mathrm{V}$]2300[ $\mathrm{mA}$]	4(内予備2個)
9V電池(006P)		9[ $\mathrm{V}$]	1
赤色LED			4
トランジスター	東芝	2SC1815	4
ダイオード			2
レンズ付き反射型フォトリフレクタ	SHARP	GP2S05	5
インバーター(NOT回路)		74HC04AP	1
抵抗		15 [k$\Omega$]	5
		5.1 [k$\Omega$]	2
		3.3 [k$\Omega$]	4
		10 [$\Omega$]	1
タクトスイッチ			1
ジャンパーピン			3
D-SUBコネクター			1
ブレッドボード配線材			1式
キャスター	ハンマーキャスター	420G-N	1
トラックタイアセット	タミヤ		1セット
オフロードタイアセット	タミヤ	楽しい工作シリーズNo.96	1セット
ツインモーターギヤボックス	タミヤ	楽しい工作シリーズNo.97	2
ユニバーサルプレート(2枚セット)	タミヤ	楽しい工作シリーズNo.157	1
M2.6$\times$10 十字穴付なべ小ねじ			2
M2.6 ナット			2
M2.6 ワッシャ			4
M3$\times$30 十字穴付なべ小ねじ			4
M3$\times$40 十字穴付なべ小ねじ			1
M3 ナット			15
M3 ワッシャ			14

4.2 使用上の注意

実験をはじめる前に以下の注意を読み，正しく機器を使うこと．ここでは，誤った使い方 をして，破壊しやすいあるいは危険なものとして，半導体と電池，ブレッドボートについ て注意を行う．

4.2.1 半導体

半導体部品は定格を超えた使い方をすると，即座に壊れる．コイルやコンデンサー，抵抗 などのパッシブな部品と比較して，その定格の電流や電圧が低いのが普通である．そのた め，半導体部品は丁寧に取り扱わなくてはならない．以下，注意事項を列挙する．

• 指定以上の電圧を加えないこと．高い電圧を加えると，半導体は簡単に壊れる．
• LEDやトランジスター，H8マイコンの出力端子には電流制限抵抗を付けて，グラン ドと接続している．直接電圧を印加すると最大定格以上の電流がながれ，半導体 が破壊される．回路図のとおり，抵抗を接続すること．
• LEDやダイオード，トランジスターには極性があり，正しく接続する必要がある． 図2や図3，図4に，それぞれの 極性を表す．
• インバーターの電極を図5に示す．ひとつのパッケージに同一 の6個の論理素子が組み込まれている．これも極性を間違えないで接続すること．
• 赤外線センサーの回路の保護のための電流制限抵抗を正しく取り付けること．

図 2: LED外観と記号

図 3: トランジスターの外観と記号

図 4: ダイオードの記号と外観． 図 5: インバーター74HC04APの電極．

図 6: 反射型フォトリフレクター．

4.2.2 電池

電池は取り扱いを誤ると，非常に危険である．短絡(ショート)させてしまうと，とても高 温になる．なぜならば，一般に電池の内部インピーダンスは低く，多くの電流を流すこと ができるからである．

細心の注意を払い実験を行わなくてはならない．電池を絶対にショートさせるな!

• ライントレースカーの回路の短絡が無いことを確認した後，電池を取り付けろ!
• 次週の実験まで，ライントレースカーに電池をつけた状態にするな!
• 電池を片づけるときは，絶対にショートしないように収納しろ!

4.2.3 ブレッドボード

前期の実験と同じように，図7に示すブレッドボード上に回路 を作成する．ブレッドボードだと，回路の変更が容易である．半田付けを行った場合，回 路の変更が大変であることは容易に想像がつく．そのようなことから，頻繁に回路の変更 があるような場合には，ブレッドボード上に実験的に回路を作成することがよく行われる．

ブレッドボードを見て分かるように，たくさんの小さな穴が開いている．穴の間隔は1/10 インチとなっており，それはIC(Integrated Circuit)の電極の間隔に等しい．この穴にICを 差し込んで，回路を作成する．ICに限らず，抵抗やスイッチ，トランジスター等の半導体 部品も差し込むことができる．差し込んだ部品は配線材(ジャンパー線)を使い電気的に接 続することで電気回路になる．

ブレッドボードを使うためには，内部の配線を理解しなくてはならない．図 7 に，ここで使うブレッドボードの内部配線をしめす．数個 の穴が内部で，電気的に接続されている．この接続を理解して，ブレッドボードを上手に 使おう．

電子部品と専用の配線材(ジャンパー線)をブレッドボードに差し込むことにより，電気回路を作成する．そ の配線材を使うとき，以下を厳守すること．

• 配線材の先端を曲げてはならない．先端を曲げるとすぐに折れてしまう．
• ブレッドボードに差し込むとき，先端をまっすぐにして，真上から差し込むこと． もし，線の先端が曲がっていたならば，まっすぐに直してから，差し込むこと． 曲がった配線をブレッドボードに差し込むと，抜けなくなる．あるいは，内部で 配線材が切れて，ショートすることがある．
• ブレッドボードの赤いラインに沿った穴は，電源ラインにする．
• ブレッドボードの赤いラインに沿った穴は，グランドラインにする．グランドラ インは全ての回路で同電位とすること．すなわち，グランドラインは全てジャン パー線で接続されなくてはならない．

図 7: ブレッドボードの内部配線

ホームページ: Yamamoto's laboratory
著者: 山本昌志