今週の実験室アーカイブ | 株式会社エムジック

皆様、おはようございます。こんにちは。こんばんは。
今週の実験室担当池田です。

今週の実験室です。

今回は、6月10日、11日とグランフロント大阪で開催された、

ET West 2015に出展した模様をお届けします。

ET West 2015は2日間とも大盛況で、

両日とも、たくさんの方に当社ブースへお越しいただきました。

ありがとうございました。

当社ブースは、E-station本体と、セットに入っているテキストを
展示し、E-stationについてご説明させて頂きました。

たくさんの方に当社の展示をご覧いただきました。

また、今回はEMS-JP合同出展ブースにて、
グループセミナーでもE-stationについて発表させて頂きました。

グループセミナーでも、たくさんの方にご聴講頂きました。
ありがとうございました。

今回、出展させて頂き、たくさんの方がE-stationに
興味をお持ちいただいていると感じました。

ET West 2015に参加した全員も同様に感じております。

皆様には、もっとE-stationを知っていただき、
様々な形で使用していただけるよう、頑張っていきたいと
考えております。

今後、色々な展示会へ出展予定です。
皆様が参加される展示会で見かけた際は、
是非とも、当社ブースまでお越しください。

追伸

打ち上げのビールは格別でした(笑)。

皆様、ご無沙汰しております。
今週の実験室担当池田です。

前回掲載時からだいぶ時間が経ってしまいましたが、
E-station版 今週の実験室を開始させて頂きます。

これまで今週の実験室では、
E-stationの以前に取り扱っていた
EETLをもとにしていました。

今回のE-station版今週の実験室は、
E-stationの様々な情報を
皆様にお届けします。

今後の記事をご期待ください。

さて、「ではE-stationとはどんなもの？」ということですが、これです！

E-stationは

2種類の電源（5.0V/3.3V）
2種類の信号発生源（正弦波/矩形波）
電圧計/電流計
オシロスコープ（2ch）
ブレッドボード
マイコンボード（Cypress社製 Pioneer Kit）とユーザモニタ
実験テキストと実験用部材

がセットになったキットです。

今後、様々な展示会へ出展予定です。

ご興味をお持ちいただいた方は、
是非とも当社までお問い合わせください。

今回はここまでです。
また、次回をお楽しみに～～！！

皆様、はじめまして。
(株)MGICの池田と申します。

これから、E-stationに関すること、
今週の実験室を担当させて頂きます。

よろしくお願い致します！！

E-stationとの初仕事として、
先日、6月10日・11日とグランフロント大阪にて開催された、
ET West 2015に参加させて頂きました。

当社ブースへご来場くださいました皆様、
ありがとうございました。

今週の実験室も、皆様に喜んでいただけるよう
楽しい実験をご紹介していけるよう
頑張ってまいります。

今回はご挨拶まで。

これから、よろしくお願い致します！！
今後とも、E-stationをご贔屓に！！

皆様、はじめまして　株式会社MGIC に１月から入社しました新人の前田と申します。

前職ではＬＳＩのデバイス・プロセス開発の仕事をしていましたので、電子技術についてある程度の経験はありますが、回路技術ついては全くの素人です。

これから、回路技術ついては初心者の私が、実際にこの「E-Station」を使い学習していく過程をこのブログで紹介していきます。皆様とともに電子技術のノウハウを身につけていきたいと思いますので、よろしくお願いいたします。
あらためてご紹介させていただきますが、弊社の製品である「E-Station」は実験を通して電気・電子の基礎知識を楽しく学べる学習キットです。

信号発生器、電流電圧計、オシロスコープ、ブレッドボード、各種電子部品と電気・電子の基礎となる実験５０項目を記したテキストで構成されており、
誰でも簡単にＬＥＤを点灯させたり、コンデンサーに電荷を蓄えたり、スピーカーの音を変化させたり、カウンターの波形を観測したりといった回路を組むことができ、電子技術の基礎に触れることができます。

今週の実験

「明るさの違いを検出する」

光を検出するCdSフォトセルを2個使用し、2か所の光の強度の微妙な差を検出します。

実験方法
1,接続図の通り回路を接続します。

2,オペアンプのIN＋、IN－入力端子にそれぞれに接続したフォトセルA、B
にA、B順番に光が当たらない様にした時(指で表面を隠す)に
オペアンプ出力に接続したLED1,2がどのように光るかを観測します。

実験結果
①Aに光を当たらない様にした時（Bの方が明るい場合）
オペアンプの出力電圧が1V以下になり、LED2が点灯しました。

②Bに光を当たらない様にした時（Aの方が明るい場合）
オペアンプの出力電圧が3V以上になり、LED1が点灯しました。

考察
CdSフォトセルは光が強いと抵抗が小さくなる特性があり、
AがBより明るいとIN－の電圧が低くなり、出力電圧が4V以上に上がり、LED1が点灯します。
逆にBがAより明るいと出力が1V以下に下がり、LED2が点灯します。

[今週の部材]

CdSフォトセル MI527

硫化カドミウム (CdS) セルは、当たる光の量に従って抵抗値が変化する CdS の性質を利用しています。
セルに当たる光が多ければ、抵抗値は低くなります。
シンプルな CdS セルでも、受光部が明るい時に約600Ω、暗い時に1～2MΩと、抵抗値の変化幅が広いです。
さらに、赤外線や可視光線や紫外線など、広範囲の波長の光に反応します。街灯を自動的にオン・オフさせるスイッチとしてよく使われています。

熱追尾ミサイルで目標を探知するのに使われたこともあります。
カドミウムはRoHS指令の規制対象元素のため、2006年7月以降欧州連合に出荷する電気電子製品に使用できなくなっています。

CdSセルは、いわゆる容量性や誘導性を持たない純抵抗で周波数による特性変化が無く、無極性であり、耐電圧が比較的高く、電流電圧特性が比例的である（オーミックである）等の性質があります。
このため、利用が簡便であるという特徴は他の光センサ類には無いものであり、簡単な代替は現在のところ無い様です。

今週の実験室

「マイク信号を増幅して音声波形を観察する」
マイクロフォンは声を電気信号に変えます。その信号をオシロスコープで観察します。

実験方法
1,前回実験のオペアンプの増幅回路の入力に、センサー用ケーブルを用いてマイクロフォンを接続します。

2,電源を入れ、マイクに口を近づけて声を出し、オシロスコープで信号を観察します。
①、マイクを手で囲って口を近づけて声を出す場合とそうじゃない場合の信号の大きさを観察します。
②、”あいうえお”の波形を観察し、正弦波に近い声を出します。

実験結果
①手でマイクを囲っていた場合の方が信号の波形が大きく観測されました。
（囲っていない場合）

（囲ってる場合）

②”お”の発声時が一番正弦波に近い波形が観察できました。

（”お”発声時の波形）

考察
オペアンプの出力に、
前々回のスピーカーの実験で組み立てたエミッタフォロア回路とスピーカーを接続すると
スピーカーから音声が鳴る拡声器ができます。

今週の部材

マイクロフォン

マイクとは、音声を電気信号に変換する装置のことです。
マイクは主に通信、録音、拡声などに利用されます。デジタル、アナログを問わず、
音声を入力する装置は総じてマイクと呼ばれます。
マイクに対して、電気信号を音声に変換して出力する装置はスピーカーと呼ばれます。

今週の実験室

「オペアンプを使う」
アナログ回路で必ず使われるオペアンプ増幅回路の基本動作を学びます。

実験方法
1,図のとおりに接続します。

2,電源を入れ、VRを調整し図のような波形にします。

3,オペアンプの各端子の直流電圧を測定します。

実験結果

IN-端子電圧　　　2.5V
IN+端子電圧　　　2.5V
出力端子OUT電圧　2.5V
考察
・IN-端子電圧がIN+端子電圧より低いと、出力電圧が高くなり、R2によって、IN-端子の電圧を上げます。
結果　IN+電圧とIN-電圧が同じ値になり、交流信号についてもIN+電圧とIN-電圧が同じ値になります。

・オペアンプ増幅回路の基本部分を図に示します。

またVoutとVinの関係の式をまとめて　抵抗R1、R2と増幅率の式を求めました。

オペアンプは増幅率が大きい素子で、IN-の電圧をIN+に対してわずかでもプラスあるいはマイナスにすると、
出力電圧はその何百倍に大きく変化します。

今週の実験部材

オペアンプ

オペアンプは、
非反転入力端子（+）と反転入力端子（-）と、一つの出力端子を備えた増幅器の電子回路モジュールです。
日本語では演算増幅器という。 OPアンプなどと書かれることもあります。
増幅回路、コンパレータ、積分回路、発振回路など様々な用途に応用可能です。

今週の実験室

「スピーカー音を大きくする。」
エミッタフォロア回路を学び、前実験のスピーカーの音を十分に大きくします。

実験方法
1,図のとおりに接続します。

2,信号がない場合の2SC1815、2SC2120の動作点を測定します。
3,R2の抵抗を1kΩ、100kΩと変更し、２と同様に動作点を測定します。
4,信号発生器からVinに信号をいれてスピーカーの音を確認します。
実験結果
2,3の測定結果を示します。

4,前実験のスピーカー回路より大きい音が鳴りました。

考察
2SC1815のコレクタから2SC2120のベースに信号が加わり、
電流増幅されてスピーカーに伝わり大きい音がでます。
このようなベースに信号が入り、エミッタから信号を出力する回路の事をエミッタフォロア回路と呼びます。

今週の実験室

「スピーカーを鳴らす」
スピーカーを鳴らす時に考慮すべき点を理解します。

実験方法
1,前回の実験エミッタ増幅回路のトランジスタのコレクタに
100μFのコンデンサを介してスピーカーを接続します。

2,入力信号を入力するとスピーカーがどうなるかを観測します。
3,オシロスコープで実験回路のスピーカーの接続の有無しの出力波形を観測します。
4,REを10Ω、RCを100Ωに変更します。

実験結果
2,音が鳴りました。
3,の観測波形を示します。

（スピーカー無）

（スピーカー有）
4,2の時よりも音が大きくなりました。

考察

3,スピーカーを接続すると出力波形が小さくなるのは、スピーカーの抵抗が小さい（8Ω）ためです。

4,REを10Ω、RCを100Ωに変更すると、
音が大きくなるのは、RCから供給される電流値が大きくなるためです。

今週の実験部材

スピーカー

スピーカーとは、電気信号を振動に変換することで、耳や身体で感じる音を作り出す装置のことをいいます。
電気信号であるCDやDVDなどの音楽や音声は、アンプによって増幅され、スピーカーに送られます。
スピーカーには磁石とコイル(金属線を巻いたもの)があり、電気信号がコイルに流れると、
コイルが磁石の力で動きます。その動きが振動板に伝わって空気の振動に変わり、音として聴こえるようになります。
このように、スピーカーの構造や仕組みはとてもシンプルなものですが、
電気信号を「振動」という物理的な動きに変換するため、使われるスピーカーユニット(音を出す機器単体のこと)や、
箱(エンクロージャー)の形状・材質などによって、生み出される音が大きく異なります。
よりよい音を目指して、工夫を凝らしたさまざまなタイプのスピーカーが各社から販売されています。