2025年1月27日

020-1.SPIKEセンサー自作入門-第11回「ハンダ付けをして基板を作る」

この連載では「レゴ エデュケーションSPIKEプライム(以下、SPIKE)」で動作するセンサーの作り方を紹介します。センサーを自作して、市販のセンサーにはできないような面白い使い方を考えてみましょう。センサーを作るには電子工作のスキルが必要となります。様々な危険がともないますので、充分に注意して行いましょう。なお、以下の内容によって生じた損害については保障できかねますのでご了承ください。
SPIKEアプリおよびハブOSは、SPIKE App Legacyを利用しています。SPIKE App3での動作は未確認となりますのでご了承ください。(文/松原拓也)

◆ ユニバーサル基板を使う

前回のようなブレッドボードの回路は手軽に作れて便利ですが、強度が足りず、持ち運びに適さないという欠点があります。そこで、今回はプリント基板できょりセンサーの回路を作り直してみたいと思います。ここでは「ユニバーサル基板」という均等間隔に穴が空いている特殊なプリント基板を使うことにします。ユニバーサル基板ならば、70円から売られています。 必要となる材料は次のとおりです。
・「Raspberry Pi Pico」(実売価格730円)
・「赤外線測距センサーGP2Y0E03」(実売価格680円)
・「片面ユニバーサル基板Cタイプ」(実売価格70円)
・「分割ロングピンソケット1×42」
・「ショットキーバリアダイオード30V200mA BAT43」
・「リード線」
・「SPIKE用コネクタ」
一番最後のSPIKE用コネクタ以外はすべて秋月電子通商で入手できます。

基板に部品を取り付けるには、ハンダ付けという作業が必要です。 ハンダ付けに使用する道具は次のとおりです。
・ハンダこて(30ワットくらい)
・ハンダこて台
・ハンダ(電子工作用を推奨)
・ニッパー
あと、必要というわけではありませんが、あったら便利な道具は次のとおりです。
・ピンセット
・ワイヤーストリッパー(リード線の皮をむく道具)
・はさみ
・ハンダ吸い取り器
・テスター(マルチメーター)
・ルーペ(虫めがね)

センサーの回路図です。前回と同じ内容です。

◆ 組み立て

一番の課題はSPIKE用コネクタをどうやって入手するかということです。 コネクタの入手方法については、この連載の第3回目で紹介しています。

筆者の場合、プリント基板でコネクタを自作しました。このような形になります。

電動ドリルを使って、基板にペグ用の穴を2つ空けます。穴の直径は4.9mmくらいが理想的です。穴の位置は8mm間隔にします。穴から穴までの間隔は8mm×4ポッチ=32mmにしました。これで5ポッチのビームを取り付けることができます。

ユニバーサル基板の裏側です。

センサーが完成しました。
前回のブレッドボード版よりコンパクトになりました。
Raspberry Pi Picoには測距センサー用のプログラム(diydistsensor.py)を書き込みます。プログラムは前回(第10回目)のページからダウンロードしましょう。プログラムのファイル名は「main.py」にしておきます。あとは電源が入ると自動的にプログラムが実行されます。

連載の第10回目で作成したテストプログラムを実行中の様子です。前回と違って、基板をラージハブに取り付けることができるようになりました。
センサーが測定したきょりに合わせて、ライトマトリクスの点の数が変化します。たとえば、点が4個表示された場合には、きょりは4cmという意味になります。

以上で、センサーを無事に自作することができました。この技術を応用して、いろいろな種類のセンサーを作ってみましょう。

当ブログの内容は、弊社製品の活用に関する参考情報として提供しております。
記載されている情報は、正確性や動作を保証するものではありません。皆さまの創意工夫やアイデアの一助となれば幸いです。