ブレッドボードは、DIY電子工作の主役です。ブレッドボードは、初心者がハンダ付けをせずに回路に慣れることができ、経験者もより大きなプロジェクトの出発点としてブレッドボードを使用することができます。

DIYやマイコンの世界に初めて足を踏み入れる方は、ArduinoスターターキットやRaspberry Piスターターキットにラボボードを同梱されているかもしれません。ラボボードとは何か、その由来と活用方法について見ていきましょう。

テストボード(ブレッドボード)は何ですか？

実験用ボードは、ハンダ付けをせずに回路を作ることができる簡単な装置です。サイズも様々で、デザインも異なる場合がありますが、一般的にはこのような形をしています。

初めて見る人は、どの穴が何をする穴なのか、どうやって見分けたらいいのか迷うかもしれません。下から見ると、何が起こっているのかが分かりやすいですね。

このような視点で見ると、何が起きているのか理解しやすいと思います。両脇の下にある2本の太い線は、通常、電源と基板を接続するために使用されます。パワーレールと呼ばれることが多い。その他の細い線は基板を縦に走っており、回路の部品に使われる。この図を見れば、上からのパターンがイメージしやすいでしょう。

パワーレールは水平に上下2段に配置され、同時に垂直の支柱はボードを下に動かすと内側に伸びていきます。

これらの金属片***を手に取れば、その目的が理解できるはずだ。テストボードの穴を通過する部品の足をキャッチするように設計されています。これにより、ハンダ付けやプレートとの接触を気にすることなく、回路をテストすることができます。

一般にブレッドボードは、さまざまな大きさのものがありますが、どれもこのような仕組みになっています。ブレッドボードによっては、電源に端子が括りつけられているものもありますが、なくても十分やっていけます。また、ほとんどのブレッドボードは、大きなプロジェクトでスペースが必要な場合に備えて、クリップで固定できるように設計されています。

その前に、もう一つ、ブレッドボードが知っている注目すべき機能があります。

集積回路(IC)とダブルインラインパッケージ(DIP)

胸板の真ん中にある小さな隙間が見えますか？ あの隙間には理由があるのです。

IC（集積回路）は、ほとんどすべての電子機器に搭載されている。モーターを動かす、電圧を調整する、タイマーとして働く、論理的なタスクを実行するなど、必要なことはほとんど何でもできる。

集積回路には、ピン数、サイズ、機能が異なるものがあります。しかし、多くの集積回路はDIP（Double In-line**パッケージ）と呼ばれる規格に準拠しており、すべての集積回路の幅が決まっている。この幅は、ご想像のとおり、テストボードの真ん中の隙間にぴったりと収まるものです。このため、間違ってピンを接続してしまう心配がなく、集積回路を使いやすくすることができる。

今日はブレッドボードをどう使えばいいのか？

近年、電子工作の入門機といえば、ほとんどArduinoかRaspberry Piが使われています。

ラズベリー周りは、外部部品を必要としないものが多いですが、マイコンDIY回路を使うと面白くなります。通常、初心者が最初にやるArduino点滅回路は、改造して実際のLEDと抵抗の組み合わせによる実験基板。

Arduinoの2番ピンから電源ラインに入り、プラスピンでLEDに接続されます。マイナスピンには抵抗が接続され、抵抗のもう一方は電源ラインのグランド側に入り、ArduinoのGNDピンに戻っています。

自分でやってみたいという方は、改造したブリンクスケッチのコードをご覧ください。

端子 電源

このようなシンプルなプロジェクトでは、パワーレールを使用することはあまりありませんが、複数のコンポーネントを使用する必要がある場合、ArduinoまたはRaspberry Piの電源ピンから電源を供給することができます。

上図は、Arduinoからの電源供給とコマンドを必要とするサーボシステムです。Arduinoの5VとGNDピンから上部のパワーレールにケーブルを接続しました。そして、もう一方の端でギャップを埋め、ボトムパワーレールに電源を供給し、小さなワイヤーの断片を使ってサーボのVCCとGNDリード線に電源を供給するのです。このように電源レールを橋渡しすることで、部品がテストボード上のどこにあっても電力を供給できるようにするのは良い方法です。

Arduino、LED、テストボードを使ったより詳細なプロジェクトについては、ストップライトコントローラーに関する初心者向けチュートリアルをご覧ください。

単体のホビー電子工作の場合、Raspberry Piの組み立てと同じようにパイロットボードを使用することができます。複数のコンポーネントを使用したプロジェクト例、シンプルなコードと実際の結果については、Raspberry Piドアセンサチュートリアルをご覧ください。

テストボードがない場合はどうするのですか？

テストボードがなくても、簡単な回路を作ることは可能ですが、利便性が悪くなります。

ひとつは、ポイント・トゥ・ポイントのバリエーションで、部品を直接はんだ付けする方法と、各部品の足にワイヤーを巻いて接続する方法である。ただし、この方法は自由度が高いので、やむを得ず使用する場合は、電気テープですべてを固定するのが有効です。

試作・テスト基板

この基板は、周囲に銅の輪がついた穴が開いており、部品をハンダ付けし、さらに針金やハンダで接続することで、回路を作ることができるのです。しかし、これはより恒久的な解決策であり、通常、回路が問題なく動作することが分かってから、プロセスの後に来るものです。

モーション・アクティベーション・クリスマス・リースのチュートリアルの画像は、ラボボード上のプロトタイプボードを使用するプロジェクトの完璧な例と言えます。

プリント配線板

最後の例は、独自のプリント基板を持つプロジェクト**の場合です。

お客様の回路に合わせたカスタマイズで、永続的なソリューションとなります。通常、プリント基板はパイロット基板やプロトタイプ基板でのテストを経て、最終工程に入ります。プリント基板を受注生産している会社はたくさんありますが、フルDIYを目指すなら自宅で自作することも可能です。

YouTuberのExtralifeが、その仕組みを動画で解説しています。

arduinoやラズベリーレザーシートで最初の一歩を踏み出そう

エクスペリメントボードは、あらゆるレベルの電子工学を学ぶのに最適なアクセサリーです。

Raspberry PiのビギナープロジェクトやArduinoのビギナープロジェクトなど、最初の一歩を踏み出すとき、ブレッドボードはいじり始めの場所となります。