電子ガジェットでいっぱいの世界に住んでいるにもかかわらず、電子はまだ謎のベールをかぶっています。ガジェットを機能させる動作するものは何も見られないですので、電子プロジェクトの動作メカニズムは非常に抽象的なものに見えます。ギアやシャフトなどを動かさないと、プリント回路基板上で視覚的に何も起こりません。流れる電流を見ることができず、それからの結果だけが見られます。この原因で、趣味として電子機器製造を取り上げることは、多くの電子機器プロジェクト製作者にとって気の遠くなる偉業のように思えます。その背後にある理論を完全に理解せずに何かを構築することは考えられないでしょう。
しかし実際には、その背後にある理論を完全に理解しなくてもプロジェクトを構築することは可能です。電子理論の知識は重要なものですが、簡単で価値あるプロジェクトを構築する上で不可欠な部分ではありません。始めるに良い方法は、まずは回路基板で使用される部品とその機能を理解することです。
プリント回路基板–眠らない街
このニューヨークの空中写真は、プリント回路基板を思い出させませんか？
都市の仕組みと同様に、基板上の部品が連携して、デバイスに電力を供給する完全なシステムを形成します。これらの線に沿って考えると、基板上に非常に多くの異なる部品があるという概念はもはや異質な考えではないでしょう。まずはプリント基板に搭載され一般的に使用されている1２個の電子部品をご紹介します！
1.抵抗器
軸方向抵抗器とそのカラフルな抵抗器のカラーコード
抵抗器は基板で最も一般的に使用される部品の1つであり、最も理解しやすいものだと思います。機能としては、電力を熱として放散することによって電流の流れに抵抗することです。抵抗器はさまざまな材料で作られ、異なるタイプもありますが、マニアに最もよく知られているクラシックな抵抗器は、両端にリード線があり、本体に色付きのリングが刻まれている「軸」スタイルの抵抗器です。これらのリングは、抵抗値を示すコードです。操作がわからない場合は、抵抗のカラーコードの解読に関する記事をご覧ください。
2.コンデンサ
基板に取り付けられたラジアル電解コンデンサ
コンデンサは、基板で次の見られる最も一般的な部品です。コンデンサの機能は、一時的に電荷を保持し、回路の他の場所でより多くの電力が必要になるたびに電荷を解放することです。通常、絶縁または誘電体で分離された2つの導電層に反対の電荷を集めることによって行われます。コンデンサは、導体または誘電体材料によって分類されることが多く、高静電容量の電解コンデンサ、多様なポリマーコンデンサ、より安定したセラミックディスクコンデンサなど、さまざまな特性を持つ多くのタイプが発生します。外観がアキシャル抵抗に似ているものもありますが、従来のコンデンサは、2本のリード線が同じ端から突き出ている放射状スタイルです。
3.インダクタ
さまざまな種類のインダクタ
(source: eeweb)
インダクタは、抵抗やコンデンサとともに、線形受動部品家族の中の最後のものです。コンデンサと同様に、エネルギーも蓄積しますが、インダクタは静電エネルギーを蓄積する代わりに、電流が流れると発生する磁場の形でエネルギーを蓄積します。最も単純なインダクタはワイヤーのコイルです。巻線の数が多いほど、磁場が大きくなり、インダクタンスが大きくなります。さまざまな形の磁気コアに巻き付けられていることがあります。磁場を実質的に増幅することや、蓄積されたエネルギーを増幅するのに役立ちます。インダクタは、特定の信号をフィルタリングまたはブロックするためによく使用されます。たとえば、無線機器の干渉をブロックしたり、コンデンサと組み合わせてスイッチモード電源のAC信号を操作したりします。
4.ポテンショメータ
グローブ回転とリニアポテンショメータ
ポテンショメータは可変抵抗器の一つで、一般的に回転型と線形型で利用できます。回転式ポテンショメータのノブを回転させることにより、スライダーの接点が半円形の抵抗器上を移動するときに抵抗が変化します。回転式ポテンショメータの典型的な例は、回転式ポテンショメータが増幅器への電流量を制御するラジオのボリュームコントローラです。線形ポテンショメータは同じですが、抵抗のスライダー接点を線形に動かすことによって抵抗が変化する点が異なります。現場で微調整が必要な場合に最適です。
5. 変圧器
さまざまな種類の変圧器
変圧器の機能は、電圧を増減させながら、ある回路から別の回路に電気エネルギーを伝達することです。電圧が変換されていると言えます。インダクタと同様に、それらは軟鉄コアで構成され、その周りに少なくとも2つのワイヤコイルが巻かれています。1次またはソース回路用の1次コイルと、エネルギーが転送される回路用の2次コイルです。電柱に大型の産業用変圧器を見たことがあると思います。これらは、架空送電線からの電圧（通常は数十万ボルト）を、家庭での使用に通常必要な数百ボルトに降圧します。
6.ダイオード
長いリード線は、スルーホールLEDデバイスのアノードを示します。
一方通行のように、ダイオードは電流がアノード（+）からカソード（-）に一方向に流れることを可能にするデバイスです。これは、一方向の抵抗がゼロで、他の方向の抵抗が高いことによって行われます。機能は損傷を引き起しやすい間違った方向に電流が流れるのを防ぐ機能があります。マニアに最も人気なダイオードは、発光ダイオードまたはLEDです。名前の最初の部分が示すように、それらは発光するために使用されますが、はんだ付けしようとした人なら誰でも知っています、それはダイオードなので、向きを正しくすることが重要です。そうしないと、LEDが点灯しません。
7.トランジスタ
個別にパッケージ化されたバイポーラ接合トランジスタ（BJT）
トランジスタは、現代の電子機器の基本的な構成要素と見なされています。1つのICチップに数十億個があるかもしれません。トランジスタは増幅器と電子スイッチです。それらにはいくつかのタイプがあり、最も一般的なタイプはバイポーラトランジスタです。NPNバージョンとPNPバージョンもあります。バイポーラトランジスタには、ベース、コレクタ、エミッタの3つのピンがあります。NPNタイプの場合、電流（通常は小さな電流）がベースからエミッターに流れると、別の回路がオンになり、コレクターからエミッターに電流（通常ははるかに大きい）が流れます。PNPトランジスタでは、方向が逆になります。電界効果トランジスタまたはFETと呼ばれる別のタイプのトランジスタは、電界を使用して他の回路を動かします。
8.シリコン制御整流器（SCR）
サイリスタとも呼ばれるシリコン制御整流器（SCR）は、トランジスタやダイオードに似ています。実際、本質的に2つのトランジスタが連携して動いています。リード線は3つありますが、3つではなく4つのシリコン層で構成されており、アンプではなくスイッチとして機能します。もう1つの重要な違いは、スイッチをアクティブにするために必要なパルスは1つだけですが、トランジスタが1つしかない場合は、電流を継続的に加える必要があります。この場合、より大量の電力を切り替えるのに適しています。
9.集積回路
IC、または集積回路はは半導体材料のウェーハ上に縮小された回路および部品です。1つのチップに収める膨大な数の部品が、最初の計算機を生み出し、今ではスマートフォンからスーパーコンピューターまで強力なコンピューターを生み出しました。より広い回路の頭脳だと思われます。回路はすべての形状とサイズで提供され、ボディから伸びるリード線であろうと、BGAチップのように真下の接点パッドであろうと、目に見える接点を持つことができる黒いプラスチックハウジングに入れられます。
10.水晶発振器
水晶発振器は、正確で安定したタイミング要素を必要とする多くの回路にクロックを提供します。圧電材料の結晶を物理的に振動させることによって周期的な電子信号を生成するため、この名前が付けられています。各水晶発振器は特定の周波数で振動するように設計されており、他のタイミング方法と比較して、より安定していて経済的で、フォームファクタが小さくなっています。このため、マイクロコントローラーの正確なタイマーとして、またはより一般的にはクォーツ腕時計で使用されています。
11.スイッチとリレー
基本的で見落とされがちな部品であるスイッチは、開回路と閉回路を切り替えることにより、回路内の電流の流れを制御するための単なる電源ボタンです。スライダー、ロータリー、プッシュボタン、レバー、トグル、キースイッチなど、外観がことなっていてたくさんあります。同様に、リレーはソレノイドを介して動作する電磁スイッチであり、電流が流れると一つの一時的な磁石のようになります。スイッチとして機能し、小さな電流を大きな電流に増幅することもできます。
12.センサー
Seeed Groveシステムの温度、超音波距離、光センサーモジュール
センサーは、環境条件の変化を検出し、その変化に対応する電気信号を生成し、回路内の他の電子部品に送信するデバイスです。エネルギーを物理現象から電気エネルギーに変換するため、実際にはトランスデューサーです（ある形式のエネルギーを別の形式に変換します）。測温抵抗体（RTD）の抵抗のタイプからテレビのリモコンなどの遠距離信号を検出するLEDまですべではセンサーです。湿度、光、空気の質、タッチ、音、湿気、モーションセンサーなど、環境刺激用のさまざまなセンサーが存在します。
いくつかの基本的な基板用部品をご存知になったので、自分の電子プロジェクトを作ってみてください！凝った機能を備えた複雑なプロジェクトから始める代わりに、いくつかの単純なプロジェクトに進んでください。趣味の一部として、途中でわからないことが必ずありますが、課題は克服できないものではありません。Arduino やSeeedGrove Systemなどの手頃な価格ですぐに利用できる初心者向けの電子プロジェクト作成機器を備えたメーカーコミュニティは、新しいメンバーやプロジェクトを歓迎しています。Web全体にオンラインのクイックスタートガイドとビデオが豊富にあるため、電子プロジェクト作成の初心者にとって、始めるのがこれまでになく簡単になりました。
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