バーグラフ式温度計:予算1,500円(2024当時)の計測・制御プログラミング教材
2024年4月のある日,卒業生からメッセージが届きました:「先生,1,500円で授業後自宅に持ち帰らせる計測・制御の教材はありませんか?」 PICマイコンを使えば可能性はありますが,工業高校はともかく中学校技術ではそうはいきません.秋月のRP2040ボードと一番安いブレッドボードで1,000円しますから,残り500円でセンサとアクチュエータその他の部品を揃えなければなりません. この制約条件でたどり着いたのが,10℃〜40℃の温度範囲を2℃ごとに表示するバーグラフ式の温度計でした. 回路図( PDF )と実体配線図( PDF )です. 温度センサにはマイクロチップのMCP9701-E/TO,アクチュエータにはOptoSupplyのバーグラフLEDを3種類(青×5,緑×4+赤,赤×5)用いました.またAD変換の基準電圧源(RP2040をはじめ多くのマイコンADCは電源電圧基準なので,正確な電圧測定をするためには必須)としてTL431系の RT9H301S (イサハヤ電子)を採用しました.TSMCで沸き返っている九州ですので,九州で作られた部品を使うことの教育効果はそれなりに期待できます(長崎県内でしたら長崎県産品ということになります). LEDの電流制限抵抗は,全点灯時のRP2040出力電流総和が50mAを超えないように,また各色の明るさがおよそ揃うように決めました. AE-RP2040とバーグラフLEDやセンサ,基準電圧源との結線は,線径0.65mmのビニル被覆 単線 を用いました. 部品表は こちら .生徒数と予備台数を入力すれば,総額と単価を自動計算します.ダウンロードしてお使いください. 問題は部品代が上昇したことと,安いブレッドボードが現在では「在庫限り」になっていることです.ブレッドボードをEIC-102JもしくはE-CALL 165401020Eに変更すると見積額が1台2,200円を超えてしまいます. 2024年の授業実践では1,500円以下に収まりましたが,持ち帰った際の電源は別途用意してもらうこととしました. プログラミングはAE-RP2040ですので,CircuitPythonで記述することを想定しています(A...