ワイヤーの接点と電圧調整

土壌湿度センサーには3本の足がある、5Vの+極から220Ωの抵抗を挟んで、A0ピンと合流するようになっている。そこで、もともとジャンパーワイヤーに金具をはんだ付けすれば、その用途に向いている線を作れるかもしれない。そう思ってまた粘土を捏ねて、土台をこしらえる。計測した結果は、5Vの電圧を0から1023のビットの値に変えて表示する。1024は2を10回掛けた数で、10ビットのアナログの値で、電気の通りやすさを測っているようだ。水につけると値は500くらいになる。+-をくっ付けると、最大の1023になる。
土壌湿度センサーをワイヤーの金属片で代用しようとすると、1024のうち、最大が30くらいになる。その範囲内でも水につけた場合は20くらいで、乾いた場所では0-5くらいになる。通常はセンサーをつけないと何も反応しないはずが、ありあわせの材料でもある程度の波のモデルができることがある。はんだ付けが思ったほどコツがつかめず、配線が取り外しできる代わりに、配置し直すのが手間になるブレッドボードと、一度くっ付ければピンポイントで固定されるものの、実際に半田同士がくっ付いているかどうかは電気を流してみないとわからないが、その電気が目に見えないので、一度にたくさん碁盤の目のように効率的に半田をこなそうとしてみたところ、見た目は整然としているが、実際に機能するかわからないものができてしまったこともある。
ジャンパーワイヤーとブレッドボードがいくつかありながらもすでにプログラムと連動しているものもあり、空いているポートが少なくなってきたので、ブレッドボードもいいけれどジャンパーワイヤーに抵抗をつけたパターンや、ジャンパーワイヤーが2股に分かれるというありそうでなかったパターンがあってもいいような気がしてきた。

また、小型でwifi通信ができるモデルEsprDevelperでは電圧が3.3Vと5Vがあるけれど、アナログのA0にあたるピンがTOUTピンの1本しかない。TOUTピンはプログラムでは特に何も指定しなければ、EsprDevelperアナログのA0ピンとして認識するようだ。ところが、TOUTピンは、0から1023の値を5Vでも3.3Vでもなく1Vとして認識するようだ。そのような事例があるかどうかを検索していると、抵抗を組み合わせて分圧すると土壌湿度センサーが取れるようだ。ところが、ブレッドボードに空きがない、ジャンパーワイヤーも足りない、それでも手書きの回路図に100Ωと200Ωの抵抗器とセンサーの図面があったので、それをワイヤー同士を半田付けするだけで再現できればと思った。また、後でwebサービスのkeisanという抵抗の計算サイトでは、3.3Vが1.03Vまで抑えることができているようだ。電気が通っているかどうかは、抵抗が内蔵されたLEDランプを横からくっ付けるという方法を取っていたけれど、実は電圧を交流と直流で測る検証ツールも持ってはいた。しかしながら、パソコンの特にUSBケーブルの5V1Aの環境に慣れていたので、電圧を測っても5.12Vの値がほとんどで、用途がわからなかった。しばらく使っていなかったその計測きを使ってみると、3.3Vの電圧が3.289V、1Vに降圧される値が1.027Vと測ってみることも裏付けの一つにはなりそうだ。土壌湿度センサーをつけてみると、乾いた状態では0-17くらいで、電極に水分を含んだ状態では500前後だった。乾いた状態に誤差があるのは、1Vよりやや電圧に差があるためかもしれない。土壌湿度センサーを外すと値は計測されなくなった。小型のマイコンでは、センサー無しでということは難しく、いかにセンサーを動かすための工夫を凝らすかというところで枝分かれができた。まるで化学の元素のモデルのようなバリエーションができれば特長的だけれど、思うように行かないところもある。土壌湿度センサーはシンプルではあるけれど、アナログのビットの値とデジタルの電圧をどのように変換しているかを観察することに奥深さがあるのかもしれない。センサーはシリアル通信をしていて、定期的な波がある状態と、値が一定の状態と、変化を加えると波が立つ状態のおおよそ3つのパターンがあることが明らかになった。その波のモデルはセンサーの用途や状態によっても変わってくるようだ。あえて何もセンサーがない状態からでもある程度はセンサーの真似事ができる。自然科学は学生の頃に習ったきりで、実生活でどのように活用すべきかわからずに悶々としていた。半田を基盤に接着することはまだコツがつかめていない所があるけれど、ジャンパーワイヤー一本ずつを繋げるだけで、直線だったワイヤーが2方向に分岐したり結合できたりする。半田コテで新しい選択肢を作ることには、今までにない面白さがあった、一癖あるジャンパーワイヤーでも何かの役割があって、一見珍しくはあるけれど、回路図の一部が形になってパーツになっている。何かを組み合わせることでそれぞれになかった用途を付け加えることは面白いことだけれど、あり合わせのものでできることと、繰り返し使う定番のような素地が形成されつつあった。

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