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【研究ホワイトボックス】

研究を楽しく「追体験」! 真っ白のキャンバスに虹色の未来を描く方法、教えます。



[3749]

【自由研究】電気分野だけでつくる「バーコード地上子」のポンチ絵を夢見る

車両 線路 仮名 自由研究 キット 38kHz 実測 直列 方眼紙


 …○○を××するアイデアです。(棒読み)

・(再掲)「…これで〜す。」
 http://www.nhk.or.jp/ohayou/machikado/

 > (略)アイデアです
 > (略)アイデアです

 ○○をそのまま使ったほうがいいんじゃ…なんでもございませんっ!!(棒読み)あのコーナー(※仮名)の愉しみは新人のアナウンサーくんがたじたじするところとか『変なプライベート!』が暴かれてくるところとかなんですよ。(違)

 https://dictionary.goo.ne.jp/jn/194951/meaning/m0u/

 > 名詞的に用いることがある。


・(再掲)YouTube PWM! PWM!(988円)
 https://www.youtube.com/watch?v=hrqLJHZPyvg



 https://eleshop.jp/shop/g/gG1C411/

※988円というのは、同等の回路をキットとして買うとそのくらい、の意。 

 半固定抵抗を何度もいじってはいけないよ@すぐにだめになっちゃうよ。半固定抵抗というのは工場出荷時の最終調整でいじってそれっきりにするものですぜ?(※見解です。)

 https://youtu.be/9B7ekQIGm_g




 …やーい逆回転。(違)

 https://youtu.be/mpwCRWAebzc?t=30




 低速で高いトルクで走行するものはすでに既製品になっておる。…がびーん。(※表現は演出です。)

 むしろバーコードとバーコードリーダーの応用で、「バーコード地上子!」をプラレールの線路に貼っておき、「光学式車上子!」もといバーコードリーダーと同じようにプラレールの線路を走りながらバーコードを読み取って速度制御する車両みたいなのつくれるでしょ。

・『手作りバーコード!』:PPC原稿用紙の方眼のやつみたいなのを手作業で塗りつぶしてからコピー機で縮小したやつ!

 https://www.kaunet.com/rakuraku/variation/00002762/
 https://www.kaunet.com/images/goods/main/extra/A0600849.jpg
 https://www.kaunet.com/images/goods/option/extra/W2808481.jpg

 > PPC(静電複写機)用に開発された用紙。ブルー刷りの罫はコピーしても写りません。

 うわぁアナログなのかデジタルなのかわからない技術だよとはこのことだよ。…そこがいいんですよっ! 用紙の周辺部は熱で収縮して寸法が狂いますので、つくりたいバーコードに対してじゅうぶんな大きさの用紙の中央部を使って作成しましょう。

 https://cdn.snsimg.carview.co.jp/minkara/userstorage/000/031/340/946/db6403dbd4.jpg

 そのまま『遠目!』でスマホにかざして…そういうことじゃなくてコピー機で縮小してください。2回してもいいよ。本当でしょうか。途中の段階で「見本帳!」みたいな状態をつくっておいて、そこから縮小すると所望の大きさのができあがる。逆算して大きさとコピーの倍率を決めよう!(棒読み)

・方眼紙を使ってアイコンをデザイン
 https://gigazine.net/news/20180612-susan-kare-design-work-for-apple/
 https://i.gzn.jp/img/2018/06/12/susan-kare-design-work-for-apple/a04.jpg

 > 「もしもあなたが刺繍が好きなら、ビットマップデザインが大好きでしょう、とよく言っていました。それらは本当に似ているから」とケア氏は述べています。

 https://i.gzn.jp/img/2018/06/12/susan-kare-design-work-for-apple/a07_m.jpg

 おおー!(※恐縮です。)

・「自動運転」のイメージです(※本文とは無関係です)
 https://travel.watch.impress.co.jp/img/trw/docs/1160/959/41_l.jpg

 (高専生や大学生がボランティアの類で指導しようとかじぶんが文化祭の類に出そうとか言う場合の)試作品としては「車上装置と称するマイコン!」でちゃちゃっと実現するかもしれないけれど(むしろマイコンを使うことしか考えられないだろうけれど)、そこをなんとかして小学校の理科の単元に収まる簡易な「電気回路」にできませんか。「電子」じゃなくてね。地上子を通過するたびに速度の高低(※乾電池の直列させる数!:これ超ヒントだよおねーちゃん!!)が切り替わるだけのバイナリな動作でもいいから単純な回路にできませんか。

※「××の類」:あまりよい印象を持っていないときにいう。(棒読み)

[3333]
 > きちんとした速度制御がしたいといってキミぃ、放熱器は用意したかね? …などと(略)。なるほどなるほど! 電源電圧そのものを苦労せずスイッチできるのが乾電池のいいところだっ。電車の『抵抗制御』とは違うのだよワトソン君(もっと略)。

 https://neorail.jp/forum/uploads/Hyper_ultra_turbo_da_Z.png

 > のそのそと(1.5Vで)近づいて行って、物にあたったら「ターボ!」(3.0V)で押すような、一種「どすこい的な何か!」など、つくれたりしませんでしょうか(仮)。あるいは、前がつかえていると減速するプラレール(の車両)ですとか…(略)。いえいえいえ、あなたが減速すると、(エンドレスのループ状の線路で)まわりまわって、あなたの前がつかえるんですね、わかります!

 もはやバーコードじゃなくてもいいんじゃ…ののんのん! 赤外線で38kHz([3299])というのと同じで、車上子に対して「意味のある信号だよ(雑音じゃないよ)」と認識させるための搬送波と同じ意味をバーコードに持たせるんですよ。単に銀紙や黒いマークの上を通ったら反転というのじゃなくてね。…なにそれなにそれ!! オッ、乗ってきたねキミぃ。(※表現は演出です。)

・「バーコード」のイメージです
 http://itdoc.hitachi.co.jp/manuals/3020/3020770230/FIGURE/ZU090300.GIF
 http://itdoc.hitachi.co.jp/manuals/3020/3020770230/EUDS0047.HTM

・「スリット」のイメージです
 https://www.an.shimadzu.co.jp/sites/default/files/ckeditor/uv/support/lib/uvtalk/c6nq2v0000025sqn-img/c6nq2v0000025u91.gif
 https://www.hamamatsu.com/preview/jp/images/xx_micro-spectrometers_03/img02.png

・みんな大好き「ライントレース」のふいんきですか??
 https://www.timeless-education.com/wp-content/uploads/2016/07/scratch-robot4-6.png

 ライントレースロボットの半人前のやつ(!)をつくろうということですね、わかります。

[3298]
 > 電波でも赤外線でも、することはほとんど同じなんですよぉ(同じことができるんですよぉ)、といって、38kHzの搬送波に『ゼロフィルっぽい信号』をのせてですよ(つまり38kHzで発振しさえすればいい、の意)、これまた38kHzの赤外線信号が入ってきさえすれば反応するソレ(ライトやチャイムなど)をつくってですよ、…などと(略)。
 > あくまで勉強としては(略)送信側も38kHzをだだもれ…いえ、「だむりもこん☆だもん」とでもいいましょうか、ノンインテリジェントでいいんです。赤外線通信の原理(だけ)を勉強するに際しては、きわめて安価に教材化できましょう。

 ちょっと不安になってきた。「バーコード地上子」といって、その実、相鉄かどこかのすんごい地上子みたいに超ベリーロング(!)な地上子になっちゃうのではあるまいか。…ギクッ。

 https://o103-3.c.blog.so-net.ne.jp/_images/blog/_c96/o103-3/m_E59CB0E4B88AE5AD90-27141.jpg
 http://usi.kir.jp/Data/CIA/museum_jr-central/03_System/03_System_016.jpg

[3299] 【自由研究】「38kHz 赤外線パルス発光装置」(2005年8月)で遊ぶまでに必要だったこと外一式(談)
 > このフォーラムとしては初めて(※たぶん初めて)、(自作の、よくわからない=自分でもわからない)回路図を示しますが、こう、その、なんといいましょうか、いかなる保証も致しません(=できません)。

 こんな回路でいいのかみたいなことは必ず指導や監修を受けるか、キットやモジュールをそのまま使ってください。

 https://eleshop.jp/shop/g/gA9H11E/
 https://eleshop.jp/PRODUCTS/CATALOG/KIT_EK/PHOTO/mr003.jpg

 https://eleshop.jp/shop/g/gH88111/
 https://eleshop.jp/PRODUCTS/CATALOG/KIT_TAMIYA/PHOTO/item75027d.jpg
 https://eleshop.jp/PRODUCTS/CATALOG/KIT_TAMIYA/PHOTO/item75027b.jpg

 > センサーユニットには基板、センサー、モーターが配線済み。
 > 低速・高速のスピード切り換えスイッチと、センサーの感度調整用ボリュームがついて、

 …むむっ!!(※表現は演出です。)

 https://eleshop.jp/shop/g/g401914/
 https://eleshop.jp/PRODUCTS/CATALOG/KIT_MECH/PHOTO/wk21880c.jpg

 https://codezine.jp/static/images/article/11300/11300_og.jpg

 (ユニバーサル基板の穴の数で数えて横にも縦にも@にんともかんとも=基板は模型用のノコギリのだめにしていいやつで切る!)このくらいの大きさかぁ、プラレールの車両に載るよね、みたいに机上で検討してください。いきなり『現物合わせ(キリッ』とか言わないこと!(※「だめにしていいやつ」に傍点。)

 http://plarail-time.up.seesaa.net/image/150208_9.jpg

 工夫したところを見てもらえるように透明なのがいいけれど、透明なのを用意できなければフタをしなければいい。な・・・なんだってー!!

・【アナログ】読み取ったバーコード(信号)を音の高低で確かめる実験!(信号処理の体験)
・【デジタル】2種類(HとL)の信号を発生させるバーコードをつくる!(仕様策定の模擬体験)
・【アナログ】モーターの先に水車のキットみたいな羽を付けて、そこに白黒の塗り分けをしたのを読み取り部みたいなので読み取って音にする、モーターの速度を変えると出てくる音の高さが変わるような装置を試作しての実験!(発振の理解)

 夜中にのそのそと引っ張り出してきた大昔(?)のブレッドボードが錆びちゃってて@にんともかんとも。(違)

[3299]
 > ユニバーサル基板を必要な大きさで、こう、小気味よくパキパキと折りまして(※)
 > ※実際にはギーギーのバリバリのメリメリでゴザイマッス。ひどいにおいのする粉も出ますし、ゲフンゲフン。

 そういうところは別の遊びですでに体験済みということを前提にしています。まったく初めてだといろいろなことですぐに立ち往生しちゃって月末に間に合わないよ。店や宅配便も休みだったりするしね。(※恐縮です。)道具も揃えながらというのは前年の秋冬からやっておいてください、の意。今年の夏休みに10歳なら、来年の夏休みには11歳で取り掛かろう=学年ではなく年齢で決めてください。手先のアレとかいろいろ年齢どころか月齢で大きな差がある年ごろですからね。

 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%AC%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%80

 > 1970年代、マイクロコンピュータが発展したが、手頃な補助記憶装置がなかった。このため、民生用に大量生産されており非常に安価で便利な記録媒体と録音再生機器である、コンパクトカセットやマイクロカセットなどとカセットテープレコーダーを流用するというアイディアが生まれた。

 > これは、情報をFSKなどの変調方式でオーディオ周波数帯の信号に変調して記録するもので、代表的な記録方式にKCS(カンサスシティスタンダード)があり1200Hz/2400HzのFSK方式で300bpsの記録ができた。

 安くつくって確実に動くということが最優先でございます。この問題設定を借りてきて、ちょっとアレンジしたかたちで追体験するのが「バーコード地上子」だとお考えください。

・「身近なロジック回路」ほかのイメージです
 https://www.marutsu.co.jp/contents/shop/marutsu/mame/84.html
 https://www.marutsu.co.jp/contents/shop/marutsu/mame/84_images/845x3.jpg

 この「スイッチ」のところが「バーコードに応じてHやLになるセンサー(の回路)」に置き換わって、「電球」の代わりに「モーターの乾電池を直列で増やしたり減らしたりするスイッチ」をオン・オフすればいいのではありませんか。本当でしょうか。ああでもないこうでもないといいながら月末を迎えてください。…よきかなよきかな! 完成は来年までお預けだっ。(棒読み)

※300bpsで「情報」(ビット列)を読み書きするというところまでは進まず、HとL(1200Hzの音と2400Hzの音)をそのまま使うという最もプリミティヴなかたちで遊びませうといいました。

 データレコーダと違って、プラレールの速度制御では、速度制御によって読み取り部の走行速度(データレコーダでいえばテープの走行速度)も変わっちゃうというところが課題となります。ライントレースのように恒常的に読み取り続けるので速度が関係ないというのとも異なります。…オッ! そこのキミ、やる気になったね?(※表現は演出です。)

 スリットを工夫するのか、センサーが2つ必要なのか…うーん!! やっぱり超ベリーロングな地上子になるのではあるまいか。本当でしょうか。

 http://www2.u-netsurf.ne.jp/~tetumiya/tukubadenka.htm
 http://www2.u-netsurf.ne.jp/~tetumiya/tukuba-5-050824-w340.jpg

 ずっとパターンが連続してないと所望の動作を実現できないのでは「地上子」(点制御)とはいいがたい。

 https://bunken.rtri.or.jp/doc/fileDown.jsp?RairacID=0004006220

 > 電源が変動しても
 > 信号も電源と合わせて動く

 バーコードリーダーが傾いたり、野菜やハム・ソーセージの結束テープやらスナック菓子の袋やらみたいなバーコードの印字面がふにゃっと曲がっていても、冷たいものに多少の水滴がついていても読み取れる、そういうところにどんな工夫があるのでしょうか。調べてみよう!(棒読み)

 http://www.wakayama-k.net/shouhin/tapes.html
 http://www.wakayama-k.net/shouhin/catalog/nousan_pic_003.jpg
 http://www.wakayama-k.net/shouhin/catalog/flashtape_bundletape.jpg

 ま、実は読み取れなくて(数字キーで)手入力してることも多々あるかもだ。完全じゃなくても“9割方!”読み取れればレジの機械化には貢献しているのだよ。うん。(棒読み)

 https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q11155950196

 > 方に意味が在ったなんて知りませんでした

 そこがわからないうちにそういう『オトナちっく!』なことばを見聞きしたりじぶんでも使おうと思っちゃったりしますぅ? そっちのほうが問題だっ。(※個人の感想です。)

 http://rail.hobidas.com/blog/natori/yate_0009n.jpg
 http://ginpen.cocolog-nifty.com/photos/uncategorized/2016/12/11/20161123izuhakone11.jpg

 「バーコード地上子」はそういうあれじゃないので(…どういうあれだっ)中間車で読み取るのでいいし、地上子は直線の線路だけに貼れるということでもいいものとする。ただし読み取りエラーは限りなくなくすものとするぅ。(キリッ

[3699]
 > はい☆ピッピッのピーっさ。

 > > エラー!

 > えーっ!

・「MOS FETリレー」を使ってもよいですか@それを決めるのはだれですか
 https://www.omron.co.jp/ecb/product-info/basic-knowledge-series/basic-knowledge-of-relays/part1/basics
 https://www.omron.co.jp/documents/35742/363298/basic03-img02.jpg

 参考資料を挙げて学習の成果をじぶんのことばで話せるようにしておいてからなら使ってよいと思いますが、それを決めるのはあなた自身ですぞ。(※恐縮です。自由と放任は違うーみたいな言いかたで言うと、好き勝手に“工夫”した結果が「MOS FETリレーの再発明」だったらかなしいので、先にいろいろ勉強しませうという言いかたもできる、の意。)

・…by 村田製作所。(※巻き舌でオネガイシマス)
 https://www.murata.com/ja-jp/campaign/ads/japan/elekids/ele/try/koka13f
 https://www.murata.com/~/media/webrenewal/campaign/ads/japan/elekids/ele/try/koka13f/koka13f0022.ashx?la=ja-jp

 プラレール®という他社の製品を改造するような題材は会社としては紹介しようがないけれど個人(ご家庭)ではじぶんの責任とプラレール®へのリスペクトをともなうかたちで取り組む自由があるぅ。(※見解です。)回路の電源とモーターを駆動する電源を分けてもよいとします。リレーも使わせませう。そうしようといいました。(※一部の表現は演出です。)

 https://www.omron.co.jp/documents/35742/363298/basic04-slide01.gif

 モーターに温度センサーを追加して、熱くなりすぎたら冷めるまで停止するようにできるともっといいぞ! モーターの回転数をカウントして(「走行距離」または「速度」として)表示できるともっといいぞ!!(棒読み)

※表示はアナログでもレベルメーターみたいなのでもいい、7セグで数字を表示するのだけが「表示」だと思い込まないこと、の意。

・「サーミスタ」という素子があってだなぁ&これは「電気」だよね
 https://www.murata.com/ja-jp/products/sensor/temperature/basic/thermistor

 「温度センサー!」という言葉尻にとらわれて「温度センサーキット!」を買ってきてマイコンに接続するようなことをしてないでサーミスタ1個(とわずかの部品)で所望の機能を実現しなさいよ@このこのぅ!!、の意。

 https://www.murata.com/ja-jp/products/thermistor/ptc/basic/ptc

 > ポジスタは急激に抵抗値が増加するので、
 > 温度情報をデジタル変換しなくてもよく、
 > 簡易な回路で温度を検知することが可能なんです!

 > 当社では、キュリー点40℃と低いものから130℃と高いものまで、
 > 様々なポジスタをご用意しております。

 モーターの温度が何度になると「ヤバい!(※意訳)」のかをモーターのデータシートで調べたり実測したりして目標の(閾値とする)温度を決めてから「サーミスタ」を発注だっ。…お、おぅ!(※過剰な演出とともにふいんきをお伝えしています。)

※これは学習上の実装なので、ちょっと大げさなくらい、割と低い温度のうちにモーターを止め、しこうしてたびたび休みながら走るような動作になっていいんですよ、の意。

 https://www.marutsu.co.jp/contents/shop/marutsu/mame/160.html

 > ポリスイッチへ過電流が流れるか加熱すると抵抗値が増大し、高抵抗になることを「トリップ」と言い、
 > トリップ状態から復帰させるには電源をOFFしてポリスイッチの温度が下がるようにします。

 これをモーターに貼り付けておいて(加熱され)抵抗値が増大したらモーターをドライブするリレーをオフにしてみせるような回路(いろいろ逆かもしれないけど)をつくれとのお達しかーっ。…お、おぅ!(棒読み)やりたいことを言葉で説明するときと、回路の上で一般的に実装するときの表現が逆向きのことが多々あるので、よく考えること、の意。

・「trip」とは
 https://eow.alc.co.jp/search?q=trip

 > あなたたちは見ていてとても楽しいです。

 …じゃなくて。

 > trip an alarm
 > 〔不審な行動・異常データなどが〕アラームを作動させる、〔侵入者などが〕警報装置に引っかかる

 > 〔つまずいて〕転ぶこと、つまずき
 > 〔人を〕つまずかせること[技]
 > 《機械》歯止め

 機械が暴走しないように転ばせること。(棒読み)

・マイコンもスマホも使わないこと。(※厳命)
 https://youtu.be/KzqOfvoHLos



 https://news.mynavi.jp/article/20110513-a044/
 https://news.mynavi.jp/article/20110513-a044/images/002.jpg

 うーん! わくわく。…わくわく!(じぶんでは何もしないのにわくわく!!)

・速度制御というところから考えてきたけれど、そこ(「バーコード地上子」)を通過すると「ぴよっ」とか「ぴー」とか「ぽー」とか、バーコードそのものに持たせた信号(周波数)に基づいた(変調はするかもしれない)音が(かなりダイレクトなかたちで=車両側で持ってる音のどれを再生するということじゃなくてバーコードに書いてある音声信号がそのまま鳴るという意味で)鳴るのもいいね!(棒読み)

・「オプティカル・サウンド」(光学式サウンドトラック)
 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%97%E3%83%86%E3%82%A3%E3%82%AB%E3%83%AB%E3%83%BB%E3%82%B5%E3%82%A6%E3%83%B3%E3%83%89

 > 音を光学的な信号に変換して記録・再生する方式
 > 映画のフィルムにサウンドトラック(サウンド・オン・フィルム)として使われる。

 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/77/Optical-film-soundtrack.svg/220px-Optical-film-soundtrack.svg.png

 > 模様の幅で表現する可変面積型
 > プリントによる音質への影響が小さい可変面積型が主流となった。
 > 映画の上映用フィルムには2chのステレオ信号が2列の光学模様として記録される。

 濃淡のと面積のと、アナログかデジタルかという言いかたをするなら、どちらがどちらですか。ここまで考えてきた「バーコード地上子」とより近いのはどちらですか。考えてみよう!(※恐縮です。)


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