ホチキス先生の「プログラマーと呼ばれたい」

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Archive for the ‘電子工作’ Category

Amazon で BBC Micro:bit を注文した

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本家、英BBCの Micro:bit を使ってみたいと思い Amazon で検索するとバルク品の英BBC Micro:bit がいくつかの業者から売られていることがわかった。

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リテール BOX と書かれた箱入りの英 BBC Micro:bit はおよそ 3,000円。それ以外にバルク品と書かれたものが、およそ 2千百円台からある。今回は試しにバルク品で 2,160円のものを発注した。アマゾン Prime 対応でクリスマスイブまでには届くようになっている。

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英 BBC 本家の Micro:bit がスイッチサイエンス社の Micro:bit と違いがあるのか、興味深い。

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Written by Yoshio Matsumoto

2018年12月22日 at 11:07 PM

Micro:bit の電源に使えるんじゃないか – スイッチ付きの CR2032 ボタン電池バッテリーホルダー

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Micro:bit 関連の拡張デバイスがいろいろと発売されており、単体での実習だけでなく様々な応用が簡単にできるようになり、Micro:bit をさらに楽しめるようになった。ただそれらの拡張デバイスは、一つ一つはそれほど高いものではないが、実習に使うとなれば 20個、40個と数をそろえなければならず、結果として合計金額は決して安くはない。

Micro:bit は USB で給電することができるので、スマートフォン用のモバイルバッテリーを使うことができる。また筆者は高校の授業で Micro:bit や Arduino を使うとき、百均で買った乾電池の USB モバイル給電アダプターを使っている。

もし Micro:bit をウエアラブルに使うことを考えると、たとえばバッチのように胸に着けて LED を光らせるようなことを考えたとき、ボタン電池を使うとうまくいくだろう。そこで目を付けたのがこれだ。

button_battery_holder_CR2032_mid_640

これは CR2032 ボタン電池を 2個装填し、6V出力するバッテリーホルダーだ。このホルダーのいいところは、スイッチもついているところだ。もし工作で Micro:bit 給電ユニットを作ろうと思うと、乾電池ホルダーとスイッチは必須であるので、このホルダーを使うと手軽に作ることができそうだ。

あとは基板と Micro:bit の接続をどう工夫するか、基板の大きさ、部品の配置、ネジ穴の位置、ボルトとナットの選択、などを考える。

2018年9月4日

松本 吉生(まつもとよしお)
Microsoft MVP Data Platform

1961年京都に生まれ、神戸で幼少期を過ごす。大学で応用化学を学んだのち、理科教諭として高等学校に勤務する。教育の情報化が進む中で校内ネットワークの構築運用に従事し、兵庫県立明石高等学校で文部科学省の「光ファイバー網による学校ネットワーク活用方法研究開発事業」に携わる。兵庫県立西宮香風高等学校では多部制単位制の複雑な教育システムを管理する学籍管理データベースシステムをSQL ServerとInfoPath、AccessなどのOfficeソフトウエアによるOBA開発で構築・運用する。2015年から2017年まで兵庫県立神戸工業高等学校でC#プログラミング、IoTなどのコンピュータ教育を行い、現在は兵庫県立神戸甲北高等学校に勤務する。2004年からマイクロソフトMVP(Microsoft Most Valuable Professional)を受賞し、現在15回目の連続受賞。2016年にマイクロソフト認定教育者(Microsoft Innovative Educator Experts : MIEE)を受賞し、現在4回目の連続受賞。

Written by Yoshio Matsumoto

2018年9月4日 at 3:37 PM

Micro:bit の学習用拡張実験モジュールを作る – CR2024 ボタン電池による給電と外部 LED のコントロールボード

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Micro:bit は本体に LED 表示機能を有し、加速度センサや磁気センサ、CPU の温度測定機能を利用した温度センサ機能、LED を照度センサとして利用できるなど、他のマイコンボードとは違い単体で様々な実験ができるところが特徴だ。さらに Micro:bit によるプログラミング実習を、外部 LED のコントロールやウエアラブルに使うことを考え、拡張ボードを作っている。

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市販のフレキシブル基板を使い、Micro:bit にあわせて穴を開ける。CR2032 ボタン電池ホルダーと接続ケーブル、赤、緑、青の LED を取り付ける。まだプロトタイプなので抵抗など必要な部品の全ては配置できていない。

Micro:bit 本体とは距離をあけて取り付けなければならないので、プラスチックのスペーサーを使う。

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ここで問題点がひとつある。それは Micro:bit をボルトとナットで止めるときに、隣の I/O ピント接触してしいそうなところだ。

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なぜいま少し、1mm でも内側に穴を配置してくれていればこのような問題はおこらなかったのに、と設計者に恨みを言いたくもなるが、Micro:bit はこのような設計であり、ボルトには頭の下側が斜めになった「皿ネジ」を使うことが推奨されている。しかし皿ネジは見た目が悪く、安定感に欠けるのでできれば使いたくない。このあたりはどう解決するか試行錯誤している。

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給電コネクタ部分はこのようになる。あえてスイッチを設けず、コネクタを付け外すことでスイッチとするシンプルな構造とした。

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2018年4月18日

松本 吉生(まつもとよしお)
Microsoft MVP Data Platform

1961年京都に生まれ、神戸で幼少期を過ごす。大学で応用化学を学んだのち、理科教諭として高等学校に勤務する。教育の情報化が進む中で校内ネットワークの構築運用に従事し、兵庫県立明石高等学校で文部科学省の「光ファイバー網による学校ネットワーク活用方法研究開発事業」に携わる。兵庫県立西宮香風高等学校では多部制単位制の複雑な教育システムを管理する学籍管理データベースシステムをSQL ServerとInfoPath、AccessなどのOfficeソフトウエアによるOBA開発で構築・運用する。2015年から2017年まで兵庫県立神戸工業高等学校でC#プログラミング、IoTなどのコンピュータ教育を行い、現在は兵庫県立神戸甲北高等学校に勤務する。2004年からマイクロソフトMVP(Microsoft Most Valuable Professional)を受賞し、現在15回目の連続受賞。2016年にマイクロソフト認定教育者(Microsoft Innovative Educator Experts : MIEE)を受賞し、現在4回目の連続受賞。

IoT開発のためのマイコンボードについて考える – その必要な特性は何か – Raspberry Pi と Arduino

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現在、様々なマイコンボードが開発され生産、販売されており、それらは様々な用途に利用されているが、IoT 開発におけるマイコンボードに必要な特性は何だろう。

どこかに統計データがあるかもしれないが、現時点、2017年12月25日において、俺の日常的な感覚からすれば世界で最も利用されているマイコンボードは Raspberry Pi と Arduino だ。

Raspberry Pi の特徴は高性能であるということに尽きる。Raspberry Pi に最適化された OS Raspbianをインストールしてキーボードとモニタを繋げば普通の Linux PC として機能する。高機能であることの裏返しとして、OS をインストールしなければならない手間と価格が高いデメリットがある。たとえば Amazon で Raspberry Pi 3 Model B V1.2 国内正規代理店品の価格は 5,578 円だ。もうひとつ、Raspberry Pi の使いにくさとして A/D コンバータを持っていないことがある。アナログセンサを Raspberry Pi で使うには A/D コンバータを別途取り付けなければならない。ただし I2C などディジタル通信によるセンサも充実してきたので、これからはアナログ入力処理の必要は少なくなるかもしれない。ただマイコンボードや制御の学習のためにはアナログ入力処理ができたほうがいいだろう。

Arduino の特徴はオープンソースハードウエアであることだろう。回路設計が公開されており、だれでも電子部品を組み合わせて同じものを作ることができる。このために中国製を中心とする膨大なクローンが市場にあふれている。現在 Arduino を代表するモデル Arduino UNO R3 は Amazon で 999 円で手に入る。中国系のサイトでは 300 円だ。また互換品も多い。小型で Wi-Fi モジュールを搭載した WeMos D1 mini は俺のお気に入りだが、中国系サイトで 310 円から 350 円くらいだ。さらに Arduino UNO R3 は D/A コンバータを搭載しておりアナログ入力を処理できる。

データ処理はクラウドで行う時代になり、マイコンボードでは高度な処理を必要としない。したがって IoT でのマイコンボードの役割は、センサからデータを受け取りインターネットに送信することになるだろう。そのためにはセンサの値を読む I/O とともに、ネットワーク通信機能が必須になる。現時点では Wi-Fi が扱いやすいだろう。安定して動作すること、安価であることも重要だ。できるだけ多くのセンサを設置し、継続して大量のデータを収集することがビッグデータの時代には必要だ。壊れやすかったり単価が高ければ数多く設置することが難しい。そのためには高機能であることよりもシンプルな設計が望ましい。

もしマイコンボードにデータベースの機能を持たせたり、Web サービスなど高度な役割を持たせたいなら Raspberry Pi だろう。しかし単純にデータ収集を行うためなら Arduino だろう。ただ Arduino では通信処理において実装が難しいものもある。今一歩 Arduino が進化し、CPU や ストレージなどの機能が高くなれば IoT における主役として確固たる位置につけるはずだ。それを期待している。

2017年7月18日

松本 吉生(まつもとよしお)
Microsoft MVP Data Platform

1961年京都に生まれ、神戸で幼少期を過ごす。大学で応用化学を学んだのち、理科教諭として高等学校に勤務する。教育の情報化が進む中で校内ネットワークの構築運用に従事し、兵庫県立明石高等学校で文部科学省の「光ファイバー網による学校ネットワーク活用方法研究開発事業」に携わる。兵庫県立西宮香風高等学校では多部制単位制の複雑な教育システムを管理する学籍管理データベースシステムをSQL ServerとInfoPath、AccessなどのOfficeソフトウエアによるOBA開発で構築・運用する。現在は兵庫県立神戸工業高等学校でC#プログラミング、IoTなどのコンピュータ教育を行う。2004年からマイクロソフトMVP(Microsoft Most Valuable Professional)を受賞し、現在14回目の連続受賞。2016年にマイクロソフト認定教育者(Microsoft Innovative Educator Experts : MIEE)を受賞。

角型 9V の 006P 乾電池から再び Surface Pro 3専用 Surface ペンで使うための AAAA 単6乾電池を取り出す。今回ははんだ付けしなくてもいいように考えた。ニッパーとペンチだけで作業完了。

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以前に Surface 専用ペンの乾電池、単6乾電池、AAAA 型の乾電池を、9V 006P 角型乾電池から取り出して使うことを紹介した。

もはや角型 9V の 006P 乾電池は積層電池ではないのか – Surface Pro 3専用 Surface ペンで使うために 006P 乾電池を分解して AAAA 単6乾電池を取り出すとプラスとマイナスが逆形状だった
https://matsumotoyoshio.wordpress.com/2016/02/21/%e3%82%82%e3%81%af%e3%82%84%e8%a7%92%e5%9e%8b-9v-%e3%81%ae-006p-%e4%b9%be%e9%9b%bb%e6%b1%a0%e3%81%af%e7%a9%8d%e5%b1%a4%e9%9b%bb%e6%b1%a0%e3%81%a7%e3%81%af%e3%81%aa%e3%81%84%e3%81%ae%e3%81%8b-s/

ところがこのときは、きれいに分解することに意識が集中しており、乾電池の凹凸まで考えずに分解してしまった。そのため、プラス極の凸形状がなかったために強引なはんだ付けをしなければならなかった。今回は前回をふまえて分解した。はんだ付けをしなくても、ニッパーとペンチだけで端子の形状を変形させることで対応した。

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今回も前回同様、100均ショップのダイソーで乾電池を買った。前とは違うパッケージの「new」と書いてあるのがあったので、それを買ってみた。

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乾電池の外側には印刷されたアルミフィルムが巻いてある。粘着シートになっているが、比較的むきやすい。ニッパーで端を引っ張ってはがしていく。

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外側のアルミシートをはがすと黒いプラスチック製の容器に完全にシールドされている。上部の端子を取ってみたが、かなりきっりと密閉されている。

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そこで強引にだが、角を狙ってニッパーで剥いていくことにした。プラスチックは見た目より柔らかく、簡単に壊すことができた。

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端子側の上部を剥がしたところだ。白いシートの向こう側に AAAA 型の乾電池が 6 本並んで入っている。

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白のプラシートを外すと、中はこんなかんじ。6 つの乾電池が直列につながれている。

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プラケースから取り出そう。

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こんな感じで端子がつながっている。ニッパーかペンチでひねりながら外そう。このとき、乾電池のマークをよく見て、プラス極に鉄片が残るようにマイナス極側を外していく。前回はここで失敗した。プラス極側に鉄片を残さず、全部剥がしてしまった。

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こんなふうにプラス極側の鉄片はついたままにしておく。

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そしてニッパーやペンチで鉄片を折り曲げ、ある程度の厚さに収まるように畳み込む。できたら Surface ペンに装填しよう。

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いいかんじだ。

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快適。

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角型乾電池を 1個分解すると 6個の AAAA 型乾電池が取れる。5 本は乾電池ケースに入れてしまっておこう。

2017年5月1日

松本 吉生(まつもとよしお)
Microsoft MVP Data Platform

1961年京都に生まれ、神戸で幼少期を過ごす。大学で応用化学を学んだのち、理科教諭として高等学校に勤務する。教育の情報化が進む中で校内ネットワークの構築運用に従事し、兵庫県立明石高等学校で文部科学省の「光ファイバー網による学校ネットワーク活用方法研究開発事業」に携わる。兵庫県立西宮香風高等学校では多部制単位制の複雑な教育システムを管理する学籍管理データベースシステムをSQL ServerとInfoPath、AccessなどのOfficeソフトウエアによるOBA開発で構築・運用する。現在は兵庫県立神戸工業高等学校でC#プログラミング、IoTなどのコンピュータ教育を行う。2004年からマイクロソフトMVP(Microsoft Most Valuable Professional)を受賞し、現在14回目の連続受賞。2016年にマイクロソフト認定教育者(Microsoft Innovative Educator Experts : MIEE)を受賞。

小学校でマイコンボードの体験会をする。いわゆるLチカの発展形。

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明日は小学校で子供たちにマイコンボードの体験コーナーをする。短い時間で低学年から高学年までの子供たちに楽しさを伝えるために工夫をする。いわゆる「Lチカ」をベースに。

たとえば小学校の高学年、5年生と6年生対象なら、パソコンを使って簡単なプログラミングをすることができるかもしれない。それにしてもある程度のまとまった時間が必要だし、パソコンなど機材を準備しなければならない。

10分程度の短い時間で、小学校1年生から6年生までの幅広い子供たちにマイコンボードや電子工作の楽しさを伝えるにはどうすればいいか。そこにはいろんな工夫の余地がある。

子供たちの輝く瞳を見たい。だから教育は面白い。

「ラボワーク LW13 - Arduino UNO と Netduino 3 で リレーを駆動して DC モーターを制御する」の報告

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今回のラボワークでは、マイコンボード用のリレーユニットを使い、DCモーターを制御した。マイコンボードは Netduino 3  と Arduino UNO R3 のクローンを使い、リレーユニットは4回路と8回路のものを使った。

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DC モーターは電圧 3 ~ 6V の模型用の安価なものを用い、端子にはあらかじめ短いリード線を半田付けしておく。リード線の端には錫メッキ線を半田付けし、熱収縮チューブで多いブレッドボードに挿し込むことができるように加工しておいた。

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リレーユニットはマイコンボードなどで使うことを想定した、4回路と 8回路のものを使った。どちらも同じように利用できた。リレーユニットの駆動電流はそれほど多くなく、マイコンボードの I/O 端子の出力で十分駆動できた。前回、NPN エピタキシャル・ダーリントン・トランジスタ TIP120 を使った駆動実験をしたが、安定した駆動には 6V 程度の動作電圧が必要だったが、リレーユニットを使う方が簡単でよい結果となった。

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