非常にシンプルなスイッチ - 実験6

私の過去5回のブログ記事（「電力を味わう！- 実験1」、「バッテリを酷使してみよう！- 実験2」、「初めての回路 - 実験3」、「可変抵抗 - 実験4」、および「バッテリを作成しよう - 実験5」）を見逃した方のために申し上げると、私は最近、チャールズ・プラット著『Make: Electronics 2nd Edition（第2版）』を手に入れ、同書内で紹介されている実験をすべてやってご説明することにした次第です。この記事は、6番目の実験の結果を記録したものです。

第2章がスタートしました！

基礎：スイッチのすべて

注：私のスイッチの終端はネジ端子ではなく、はんだラグになっているので、プラット氏のアドバイスに従い、ワニ口のテスト用リード線を使用して部品同士を接続しました。このような場合には、色の違うテスト用リード線を使用すると、どの部品同士が接続されているのかがわかりやすくなります。

はんだラグ端子付きスイッチ（左）とネジ端子付きスイッチ（右）

トグルスイッチの他タイプのラグを確認するには、DigiKeyウェブサイトのトグルスイッチのセクションにアクセスし、[並べて表示]、[表示フィルタ数を増やす]の順に選択して表示される「終端スタイル」セクションをご覧ください。任意の終端スタイルを選択して[フィルタの適用]をクリックすると、その種類の終端スタイルを備えたスイッチだけが表示されます。写真を見て、それぞれの端子タイプはどんな場合に最も役立つと思いますか？

前掲書では、様々なスイッチについていくつかの構成が紹介されています。それらの構成は[回路]セクションに表示されているので、同書掲載の構成のうち何個が表示されているか確認してみてください。

DigiKeyのウェブサイトに掲載されているスイッチの各仕様が何を意味しているかわからなくても心配は無用です。同書では、最も重要なもの（実験を行うために知る必要があるもの）を順番に紹介しています。エレクトロニクスの世界は広大ですから、リラックスして楽しんでください。

ネジ端子付きのトグルスイッチをフックアップワイヤで接続する場合は、必ずワイヤストリッパを使用して適切な太さとなるワイヤゲージを使用してください。今回の実験での接続には22ゲージのフックアップワイヤを使用する必要はありませんが、実験8以降のほとんどの実験でこのワイヤゲージが必要になりますので、最初から22ゲージのフックアップワイヤを購入しておくのが賢明でしょう。

ワイヤのワイヤゲージを決めてから、ワイヤをワイヤストリッパの歯の間に入れ、片手でワイヤをしっかりと押さえながらストリッパをワイヤから引き離すと、下の導体を傷つけることなく、ワイヤの絶縁が剥がれます。

このワイヤの絶縁が少し剥がれた状態

皆さん、LEDのスイッチを入れてください！

ワニ口クリップはかさばるので、近くのラグやワニ口クリップに触れないように、触れるべきラグにだけ触れるように十分注意してください（もちろん、これは金属クリップのことであり、プラスチックブーツのことではありません）。金属クリップが他のクリップやラグに触れると、余分な接続が行われることになるので、実験結果が、実験の目的である正しく接続されたスイッチの動作を反映しなくなります。

観察：現在の設定では、LEDが点灯している状態であり、どちらかのスイッチの極を切り替えるとLEDが消灯します（逆もまた然りです）。

しかし、なぜそうなるのでしょうか？

この質問を扱っているのが当実験の次のセクションです。そこで、スイッチの内部で何が起こっているのかを学びましょう。

導通の確認

メータのダイヤルをセットして導通を測定します

マルチメータでの導通測定の方法がわからない場合は、マルチメータのマニュアルをお読みください。EXTECH EX330では、マルチメータのダイヤルを導通測定に設定します。次に、マルチメータの画面に導通マークが表示されるまで、MODEボタンを数回クリックする必要があります。

あとは、それぞれのプローブで各端子に触れて、接続されているかどうかを確認するだけです。

当実験の「Introducing Schematics（回路図の紹介）」セクション以降で紹介されている理論をよく読み、1つのスイッチが機能した結果を、以前に組み立てた回路を示す回路図と比較してみましょう。

SPDTスイッチの内部

トグルが指し示している方向でどの端子同士が接続されているかわかりましたね。次は前掲書の図2-37を見て、スイッチのどちらかの極を切り替えたときに、回路がどのように変化するかを調べてみましょう。

補足

スイッチの動作や種類についての基本的な説明は、YouTube動画「コリンの実験室：スイッチ」をご覧いただくか、『Encyclopedia of Electronic Components Vol.1』の「Chapter 6 （第6章）」をお読みください。

この実験に必要なものは、DigiKeyですべて揃えることができます！

この実験を自分で再現してみたい方は、DigiKeyからこの実験に必要なものをすべて入手することができます。

• 両端にワニ口クリップが付いたテスト用リード線
• Make: Electronics 2^ndEdition（第2版）
• マルチメータ（前掲書のChapter 1を参考にしてニーズに最も適したものをお選びください）：私が使用しているマルチメータは、EXTECHのEX330です
• 汎用LED
• ドライバーセット（オプション）
• 9V電池
• ワイヤカッター
• ワイヤストリッパ（AWG22）
• フックアップワイヤ（22AWG）
• トグルスイッチ（SPDT、ネジおよびはんだラグ）
• 電流制限抵抗 - 470Ω（許容差5%）