Circuit yokohama20170311

ゼロからの電子工作 Vol. 1
プレゼンター上野

■ 本日のメニュー ■
・[1] 筋電位
筋電位と筋電計のイメージをつかんでもらいます
・[2] 電子回路の基礎
筋電計設計の為の要素技術の理解から始めます
・電気の性質
・オームの法則
・キルヒホッフの法則
・[3] LTspice
回路設計の為にインストールします
簡単な回路シミュレーションを行います

( イメージ )
Step1: 筋電位の信号を取り出す
Step2: 腕の動きとの関係付けを行う
Step3: 簡単なロボットアームを筋電で動かす

筋電位
神経が興奮すると筋繊維内にナトリウム・イオンが
流入,活動電位という電圧が発生します
（Interface 2017 1月)
[1] 筋電位

Raspberry Pi
筋電計
電池
筋電計（例）

ご注意！
電撃による障害
1mA かなり不快
10mA 〜20mA 自力で手が離せない
50mA 〜気絶痛み
電気は怖いものです。自己責任です。
販売等は法律で厳しく規制されます。
（’トランジスタ技術’ より引用）

筋電計での筋電波形
（Audacity で記録）

早稲田大学村岡研究室
の筋電計をコピーして製作
筋電計（オリジナル）
http://www.f.waseda.jp/y.muraoka/Simple-EMG-BF/1home.html

電気とは何
・電子の移動を電流と呼んでます
・電子が動くと磁石の力の磁界が生まれます
・磁界は電流、電界に影響を与えます。
電気回路はこれが全てです。

交流と直流
・電線の中を電子が移動するのに
直流：一方通行（川の流れ）
交流：双方向通行（海の波）
（短い時間に電子が行ったり来たりするので
電圧と電流は波の様に変化する）

交流を使う妥当性
・交流は直流に直しやすい。
・交流は電圧の変換をやりやすい。（トランスなど）

アノードカソード
交流直流

抵抗
(Resistance)
コンデンサー
(Capacitance)
コイル
(Inductance)
電子回路に使う材料（素子）
半導体
(Semiconductor)
TC74

管の太さ＝抵抗
直流交流
隙間
高さ＝電圧
コンデンサー
抵抗（材料の性質）
電荷を蓄えるバケツ
抵抗は長さを縮めているイメージ
コンデンサーイメージは平行平板
電圧のゆれを伝達
(「トランジスタ技術」より）

A B
B
A 時間(sec)
電圧(V)
+
+
+ -
-
-
-
-
-
+
+
+
電荷のバケツ

直流交流
電流
コイル(インダクダンス)とは
電気のバネ？
電流
直流：
コイルは何も作用しません。
交流：
コイルはバネみたいに電流が変わると変化を打ち消そう
とします。

（バネ）（コイル）
伸ばすと縮む電流を流すと流れにくくする
縮めると伸びる
電流を流さなくすると流そう
とする。
＜コイルは電気のバネの意味＞

・コンデンサーは直流では電流は流れないが交流では流れる。
・コイルは直流では電流は流れるが交流だと電流が流れに
くくなる。
コンデンサーとコイルは交流と直流の作用がほぼ逆。

電圧(v)
素子の振る舞い
SWの抵抗RSW＝1Ω
V0(電圧)=5v
I(電流)
+
-
電流(A)

C の電圧
R の電圧
L の電圧
R の電流
Cの電流
L の電流

I(電流)
+
- Vout
Vin
Vin
Vout
コイルもう少し詳しく
電流が流れてなかった
ので流れない状態を保つ
には電圧差をなくすので
跳ね上がる。
流れている状態を保つ
には電圧差を作る。
①
①
②
②

お疲れ様でした！
2017/02/11

ゼロからの電子工作 Vol. 2
プレゼンター上野
2017/03/11

■ 本日のメニュー ■
・[1] 電子回路の基礎
電気のおさらいをしましょう
・オームの法則
・キルヒホッフの法則
・[2] LTspice
回路設計の為にインストールします
簡単な回路シミュレーションを行います
・[3] 回路の材料について（回路素子）
電子回路がどんな材料で作成されるか紹介します

[1] 電気のおさらいをしましょう
（中学・高校の理科）

オームの法則
V(電圧)
R(抵抗)
I(電流)
トランジスタ技術 2014 4月参照
電圧[v]
電流[A]

V
1KΩ(抵抗)
I(電流)
電圧V[v]
[A]
[v]
傾き=抵抗(V/I=R)
2KΩ
I
V[v]
[A]
[v]
１v
1v
2v
0.5v
どのグラフ？
1mA
[ Q ：抵抗値１KΩを２KΩにしたグラフはどれか]
a
b c
V
Vi
電圧Viを0v〜あげた場合
1mA

V1
V2
V0
+
- -
+
-
+
X
I0
I1 I2
I0 -I1 - I2 = 0
V1 +V2 - V0= 0
キルヒホッフの法則

V0(電圧)
R1(抵抗)
R2(抵抗)
Vx(電圧)= ?
+
-
[ 直列：電圧Vxを求めます]

V0(電圧)
R1(抵抗)
I(電流)
R2(抵抗)
Vx(電圧)
[ 直列：電圧Vxを求めます]
+
-

I0
[ 並列：電流I0を求めてみます]
I1 I2
I0
I1 I2
上と同じです
一周の記述
R1(1kΩ)
R2(1kΩ)
V0（１v）
V0

I0
[ A：回答その１ ]
I1 I2
I1 I2
+
足し合わせ
1v
R
V0
V0 V0
1kΩ 1kΩ
R
1kΩ 1kΩ

V0(電圧)
R1
I0(電流)
R2
I2
(電流)
[ R１とR２を一つの抵抗にして考える]
I1
(電流)
Rx

I0
[ A ：回答その２]
I0
Ix[1] [2]
- - - - - - -(1) 周回[1]の式
- - - - - - (2) 周回[２]の式
(1),(2)式より
R2 R1 R2R1
[A]
V0 V0

V1(電圧)
[ Q2 ：電圧Vxを求めて下さい]
V2(電圧)Vx=?
R1 R2+ -

R1 R2
[ Q2 ：電圧Vxを求めて下さい]
Vx
I0(電圧)
V1 V2Va

http://www.linear-tech.co.jp/designtools/software/?gclid=CIqElJ3849ACFYSBvQodjlYCRg

Circuit yokohama20170311

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Editor's Notes