学生＆新人エンジニアのためのジュニア版
4・7・10・1月10日発行

学生＆新人エンジニア

購読無料!
2 017

注目 教科書で習う基礎知識に一手間加えて安定＆確実動作

定石7選! 百戦錬磨のアナログ回路

気 象 観 測 稲妻追跡レポータ「雷電」の製作

最 新 部 品 IoTモジュール「ESP-WROOM-32」活用

実 務 講 座 回路図の描き方 7つの基本

電波の科学 電離層反射で1300km! 沖縄FMを聞く

見本

夏
通巻30号

学生＆新人エンジニアのための

2 0 17夏

通巻 30号

CONTENTS

トラ技ジュニアは，親雑誌「トランジスタ技術」の強みである実用性農作物を守る装置．
を重視した小冊子です．第一線のプロが現場の生きた技術をかみくだ
音や光で威嚇したいて解説します．
技術者の卵である学生と新人エンジニアを応援します．
り，証拠写真を撮
学生と新人エンジニア（25歳以下）の皆さんには，本誌を無料で配影したりできる布します．
トラ技ジュニアのホームページ（http://toragi.cqpub.co.jp/Portals/0/support/junior/）から必要事項をご記入の上，お申し込みください．

A-D

注目記事
6

キチンと動く

教科書で習う基礎知識に一手間加えて安定＆確実動作 IoT作リ!

定石7選 ! 百戦錬磨のアナログ回路① OP アンプを使った増幅回路② ローパス・フィルタ回路③ フォトカプラ入力回路④ 接点入力回路

17

深海のエレクトロニクス

18

ワンポイント実務講座

25

最新IoT部品

28

Myホーム気象観測

34

実用技術体験

38

電波の科学実験

40

就職の扉

40

奥付

⑤ 3 端子レギュレータ回路⑥ LC ローパス・フィルタ回路

登地 功⑦ 電源スイッチ回路

コンピュータ，カメラ，センサ…水中にエレキ持ち込み放題!

水中探査ロボット・キット「ROV-TRJ01」誕生 後藤 慎平「今どきの若いもんは…」って言われる前にこっそりおさらい！

回路図の描き方 7つの基本 宮崎 仁

Wi-Fi＆Bluetooth両対応 ! マイコン内蔵無線モジュールの最新型「ESP-WROOM-32」「ヨメ ガンバッテルヨ」アピール・ボタンの製作 池上（山本）恵理
40km以内の落雷や雲間放電で発生した電磁信号をキャッチして距離を計測！

稲妻追跡レポータ「雷電」の製作 石川 宏
Wi-Fiじゃダメ…壁に囲まれた建物間でも50m確実に通信!

実力テスト! 920MHz帯「サブGHzセンシング」 原田 知親
1300km彼方の沖縄FM放送の受信に挑戦

検証 ! 電離層反射と電波の伝わり方 小野 広樹
未来技術の実証に挑む… FPGAの消費電力を約1/50に削減 !

「研究者」というお仕事 小池 汎平（産業技術総合研究所）

見本21，24   GET ! 読者プレゼント● Lazurite Sub-GHz＋Lazurite Pi Gateway● ESP-WROOM-32 DIP化キット● iBOX入りFMラジオ・キット

キチンと動く IoT 作り！

定石7選！ 百戦練磨のアナログ回路

登地 功

教科書で習う基礎知識に一手間加えて安定＆確実動作！

高品質な IoT は優れたアナログ回路を備えている

農作物を守る装置．
音や光で威嚇したり，証拠写真を撮影したりできるラズベリー・パイのような小型コンピュータ・ボードの登場で，インターネットに接続してデータをやりとりできる装置［IoT（Internet of Things）の T］を気軽に作れる時代になりました（図 1）．自宅にいながらにして，海辺のようすを定点観測したり，離れた場所にあるビニール・ハウスの温度管理を自動制御したりできます．
コンピュータや IoT と聞くと，ディジタル情報だ
けで処理できるように思うかもしれません．しかし実際には，IoT 装置に位置や速度，温度などの情報を取り込んだり，LED やモータ，スピーカを駆動させるためには，アナログ回路が必要です（図 2）．
アナログ回路の基本回路は教科書に載っていますが，実際に装置に組み込まれる実用回路とは異なります．基本回路は原理を説明するための回路であり，実

1 増幅回路：取り込んだ信号を増幅するアナログ入力

3 フォトカプラ入力
回路：
絶縁してノイズによる誤動作を避ける
4 接点入力回路：
機械接点のばたつきによるチャタリングを除去する

図 1 コンピュータ・ボード 1 枚で手軽に IoT システムが作れる！

用回路はノイズ対策部品などを追加してあるからです．
ここでは，コンピュータの性能を引き出し，安定にそして確実に動かすかぎを握るアナログ回路を 7 種類紹介します．教科書に載っている基本回路と，現場で使う実用回路の違いも確認してください．

2 ローパス・フィルタ回路：帯域外の周波数を取り除く

ローパス・フィルタ+－ローパス・フィルタ
A-D

D-A+－

アナログ出力SPI , I C
2

シリアルフォトカプラ入力

I /O

シリアル
I /O

GPI O
マイコン（ラズベリー・パイなど）

モータ

見本

M

GPI O

接点入力

7 電源スイッチ
回路：モータやパワーLEDなどに供給する電源をON/OFFする

＋12V

シリアル
I /O

SPI , I2C

DC12V

＋5V

LCローパス・フィルタ

DDS
DDS：ディジタル・シンセサイザ I C

高周波
サイン波出力サージ対策
5 3端子レギュレータ回路：
シンプルに電源を作れる
図266 LCローパス・フィルタ回路：
高周波回路の雑音除去に利用するコンピュータ・ボードの周辺ではアナログ回路が大活躍
No.30

注目記事

① OP アンプで簡単に作れる
オーソドックスで実用的な増幅回路
説明：OP アンプを使った非反転型の増幅回路です．図 3（a）に示すのは教科書に載っている基本回路です．入出力を基板の外にも配線できる実用的な回路の作り方を紹介します．
＋－22k

22k

D1, D2, R 2 , R 3 は過電圧保護用

R 2 10k

入力

R1Vin

100k

C1470p（a）基本回路（教科書に載っている）

V＋
D1
D2V＋

R 3 2.2k

R4＋

C2－100p

C3V－

出力

220Ω

V－

CL470pR 2 ，R 3 ，C1 ，C2RF（I 無線周波数干渉：Radio Frequency
I nterference）対策．R4 ，R5 も効果あり

R6RL

容量負荷 CLが大きいと発振する.
R4 ，C3 で容量負荷に対する安定性を確保

R 5 22k22k（b）実用回路

図3

OP アンプを使った増幅回路といえばコレ「非反転増幅回路」

入力に過大な電圧が加わったときでも OP アンプが壊れないように保護するのが実用化の第 1 歩です．
回路のアナログ入力端子が装置外部に出ている場合に，使う人が誤って過電圧を入力したり，接地されていない装置からの AC 電源のリークなどで過電圧が加わることがあります．
このような場合でも，回路が壊れないようにしなければなりません．

【要点】OP アンプ入力は逆バイアスしたダイオードを入力 - 電源 /GND 間に入れる
図 3（b）の回路では，OP アンプの電源電圧よりプラス方向の過電圧が入力されると D1 が導通します．マイナス方向の過大電圧の場合は D2 が導通します．この対なので，予想される過大電圧が加わっても，D1，D2の許容電流を超えないように選びます．

【要点】OP アンプの入力保護ダイ
オードは低リークのものを選ぶ
精度に影響するので，D1，D2 にはリーク電流が少ないタイプを選びます．
特に低リークが必要な場合は，図 4（a）のようにJFET のドレイン−ソースをつないでダイオードとして使います．
図 4（b）に示すバイポーラ・トランジスタの PN 接合もかなり低リークなので，入力保護ダイオードとして使えます．どちらも許容電流は 5 mA 程度です．

見本

策によって OP アンプの入力に過大な電流が流れ込むのを防ぐことができます．

R 2 は D1，D2 に流れる電流を制限するための抵抗【要点】OP アンプの入力寄生ダイ
オードは電流制限抵抗で保護する
OP アンプの入力端子には，電源に向かって逆バイ

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No.30【お勧め文献紹介】トランジスタ技術 SPECIAL No.138

定価：本体 2,400 円 + 税

オームの法則から ! 絵ときの電子回路 超入門〜基本部品やダイオード / トランジスタのふるまいが見えてくる〜

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