# ハードウェア(回路)で気を付けること
この記事は[ CPS Lab Advent Calendar 2019](https://adventar.org/calendars/3974)の10日目の記事です。

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## 内容

こんにちはB3のshimadaです。
現在、電気科で学生職員をやっています。
仕事する中で学んだ、回路設計時に注意するべき点について書きます。
主にマイコン初心者の方、B3生向けの記事となります。
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## 注意すべきは電流

マイコンは基本的には低消費電力で動作するため,大きな電流を必要としません。
**基本的に1[A]くらい流れたら危険だと思ってください。(多分壊れます)
過電流が機器、素子を壊します。
意外にもアンペアオーダーは電子回路の世界では大きな値なのです。**
>例)ARDUINO UNO REV3のI/Oピンは定格20[mA]となっているのことから、アンペアオーダーがいかに大きな値かが分かると思います。

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## 大きな電流が流れる時って？

オームの法則より
$$
V= {IR}
$$
電流Iは電圧Vが固定なので抵抗Rで決まります。
電圧5[V]とすると、数十[mA]の電流を流すなら数百[Ω]の抵抗を繋げればいいことになります。電子回路では数百[Ω]以上の抵抗をよく使います。

### 危険な例
**←とても危険な繋ぎ方**
**このように抵抗Rなしで直接電源に繋ぐことをショート(短絡)といいます。**
この状態だと導線の僅かな抵抗値(0[Ω]に近い値)で回路が構成されることになるのでオームの法則より、**電流がアンペアオーダーでたくさん流れ、電源が壊れてしまいます。**
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## この様な使い方はやめよう
<よくあるミス>
* ARDUINOの電源を入れたまま、線を浮かせておく
>何らかの衝撃で線が動いて、先端がショートしてしまうかもしれません。(電源のショートが一番危ないです)

* LEDを抵抗なしで接続
>LEDの順方向(+から－の方向)の抵抗値が0[Ω]近いので、電流が流れ過ぎて壊れてしまうからです。
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## 実際、電流はどうやって決める？
マイコンやLEDにはデータシート(機器や素子の情報)があります。
型番でググると大抵ヒットします。
そこに定格何mAまで流していいなどの情報があるので、そこからオームの法則で抵抗値を求めます。

マイコン専用のセンサなどは、マイコンにそのまま挿せるように予め、抵抗が内蔵されている物が多くあるので気にしなくていい場合もあります。
>抵抗内蔵LEDなど便利な物も秋月に売ってたりします。
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## 逆に電流が必要な時は？
大きなものを動かす時、電流を流す必要があります。
スピーカー、モータなどです。
その場合は、トランジスタなどの電流を増幅させる素子などを使って電流を増幅させます。
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## まとめ
* 回路のショートには気を付けましょう。
* マイコンの配線を変える時、使用しない時は電源をOFFにしておきましょう。
* 壊れるか心配の時は、オームの法則で流れる電流を計算しておくと安全です。
* 抵抗値は数百[Ω]、数～数百[kΩ]がよく使われます。
* **オームの法則さえ分かっていれば電子回路は大丈夫！**