FUTURE × OUR LIFE - 岐阜高専専門展電気情報工学科

はじめに...

今回はろうそくの火のような光の色が部屋の明るさによって変化するランタンを作成していきます。寝室に設置すると柔らかな光の変化があなたをつつみます。このランタンは専門展会場のIoTブースで使われているもののベースとなるものです。

この製作から電子工作を体験し、その魅力発見をしていただければと思います。

さあ、製作していきましょう!

準備

必要な道具

パソコン
USBケーブル（プリンタとパソコンを接続するタイプ）

必要な部品

--回路--

--ランプシェード--

15cm程度の角材×4本
8cm程度の角材×8本
ボンド
セロハンテープ
和紙(半紙や薄めの光が透けるものならなんでも可)

各部品のリンク先は秋月電子通商の商品ページです。

次から製作が始まります。

部品がそろっていない場合でも先を見て流れをつかみましょう！

回路を作る

LED(赤・青・黄)と100Ωの抵抗をそれぞれ直列につなぐ
(赤のLEDだけは100Ωの抵抗を2つ直列につなぐこと)
LEDの足が長い方とArduinoのピンがそれぞれ、
赤がD2ピン、
青がD3ピン、
黄がD4ピンとなるようにつなぐ
cdsセルと10kΩ抵抗を直列につなぐ
10kΩ抵抗とArduinoの5Vピンをつなぐ
cdsセルと10kΩ抵抗の真ん中とArduinoのA0ピンをつなぐ
3つのLEDの足が短い方とArduinoのGNDピンにつなぐ
3つのLEDと同じArduinoのGNDピンとcdsセルの何もつながっていない方をつなぐ

Aruduinoへのつなぎ方の例

次はArduinoというマイコンを使ってLEDやセンサを制御していきます。

プログラムで制御する

Arduino IDEをパソコンにインストール
ポート番号を確認

コントロールパネル＞デバイスマネージャーからArduinoを接続したポート番号を確認する

マイコンボードの設定

sketch_を開き、メニューの｢ツール｣からシリアルポートを4.2で確認したポート番号に変更する

プログラムを書き込む
プログラムは以下の枠内をコピーして、Arduino IDEに貼り付けてください

                    
    int analogPin2 = 2; /*青*/
    int analogPin3 = 3; /*赤*/
    int analogPin4 = 4; /*黄色*/
    /** LEDのそれぞれの色とArduinoのピンを対応させる。 */

    int val=0;
    /** 初期設定の関数 一度だけ実行される */

    void setup() {
      Serial.begin(9600);
      pinMode(analogPin2, OUTPUT);
      pinMode(analogPin3, OUTPUT);
      pinMode(analogPin4, OUTPUT);
    }
    /** 定期的に実行される関数 頻度はdelay関数で調整 */

    void loop(){
      val=analogRead(0);
      Serial.println(val);
      /** valはcdsセルの抵抗の大きさを表す */

      if(val < 260){
        /**　cdsセルは暗いと抵抗が低くなる　*/
        analogWrite(analogPin2, random(100,500));
        analogWrite(analogPin3, 0);
        analogWrite(analogPin4, random(100,500));
        /** 赤と黄がランダムに明るさが100～500の間で変化する */
        /**　↑風で揺れている火のように見える */
      }else{
        /** valが260以上のとき */
        analogWrite(analogPin2, 0);
        analogWrite(analogPin3, random(100,350));
        analogWrite(analogPin4, random(100,500));
        /**　青と黄の明るさが100～350の間でランダムに変化する*/
      }
      delay(5);
      /**　1000で1秒間待機　*/
    }

自分でプログラムを変更してみる

コピーしたプログラムを少し編集して、より自分に合ったカスタマイズをしてみましょう！

変化の例としては以下のようなものがあります

valの値を変化させる→色が変わるときの部屋の明るさが変わる
randomの()の中を変化させる→光る色の明るさが変わる
delayの数字を変える→色が変化するタイミングが変わる

これで主な電子工作は終わりです。どうでしたか？

次はよりランプシェードらしくするための外装を作ります。

工作好きの方はオリジナルのものを作ってみましょう！

外装を作る

15cm程度の角材2本と8cmほどの角材を図1のような木枠にし、ボンドでくっつける。
(長い方の角材をテープで留めると、きれいにつけやすい)
1と同じものをもう一つ作る。
二つの木枠の間に図2のオレンジのように角材を置き、ボンドでくっつける。
縦8cm横32cm程度の大きさの和紙に、四つに折り目をつける。
(和紙に絵を書くことで、ランタンに模様をつけることができる)
折り目を目印に直方体の筒を作り、木枠にはめ込む。

あとは前に作った電子回路と合わせるだけです。楽しんでいただけましたか？

最後に一言を...

最後に...

いかがでしたか？

比較的簡単な作業で、光量により変化するランタンを作成することができました。

このランタンは自分でさらにカスタマイズすることができます。

外装を作り変えれば、よりモダンに、よりビンテージに、プログラムを少し変えれば、より光が柔らかく、より照明として使いやすくすることができます。

このランタンをさらにカスタマイズすることでよりあなたに合ったものがつくれます。

これが電子工作の醍醐味でもあり、自分好みのカスタマイズをしていくことができます。

これを機にあなたの電子工作ライフが始まることを願っています。

電子工作の体験の流れ