電子工作
電子工作（でんしこうさく）とは、大量生産を目的としない電子機器の設計や製作のことである。趣味や小規模の実験・試作を目的として行われる。本項では趣味としての電子工作について述べる。
概要
研究者・技術者の中には、子供の頃から電子工作を趣味として行ってきた者も多く、電子工作を通じて養われたセンスが業務に役立つことも多い。かつてはラジオや音響機器の製作に代表されるようなアナログ回路が主流であったが、現在ではコンピュータやメカトロニクスなど多様な対象分野がある。自由研究や技術家庭の実技として行われることも多い。
従来は男性向けの趣味とみられることが多かったが、女性向けの書籍やキットも発売されている。ただし、パソコンやプラモデルなど、比較的層が近い趣味で男性向け趣味とみられていたものに比較すると、女性のホビイストの割合が少ない。
形態
初心者の場合には、組み立てキット（必要な部品一式と説明書をまとめた製品）を利用するか、書籍や雑誌から希望する製作記事を選び、それにしたがって製作することが多い。キットや製作記事には部品の一覧表や実体配線図、部品の規格などが詳しく説明されている。プリント基板を製作するためのマスク紙（銅箔面のパターンを印刷したトレーシングペーパー）が付属されていることがある。
初心者向け電子工作の定番として、次のようなものがある。
- ラジオ（鉱石ラジオ、トランジスタラジオ、ICを使ったラジオ）
- アンプ（ICやトランジスタなど。シャーシ加工済みの比較的簡単な真空管アンプのキットもある）
- 風呂の水位警報器、降雨警報器など
- 表示灯（LEDなど）
- 電子式ルーレット、占い機
- 電子楽器、電子オルゴール
- ロボット、模型自動車（センサーを内蔵したものもある）
- ワイヤレスマイク
- 時計、タイマー
- 嘘発見器（ラブラブテスター）
- 時計、電波時計
- さまざまな電源
- インターホン
さらに技量が進歩すれば、自分で回路を設計して製作したり、既存の機器の動作を分析して改良を加えたりすることができる。
特にアナログ回路では、簡単な回路でそれほどの高性能が必要とされない場合、アマチュアレベルにおける基本的な設計・製作技術は現在までの30年にわたり大きな変化はほとんどない。そのため、古い文献を参考にした場合で同型の部品が見つからなくても、互換性のあるものや代替品があればそのまま製作できることが多い。
製作技術としては、一般にデジタル回路よりもアナログ回路の方が難しいとされるので、デジタル回路の製作を目的とする場合でも、アナログ回路での経験を積んでおくのが良いと言われている。テンプレート:誰2
近年ではPICやAVRのようなマイコンのソフトウェア制御による電子工作も増えている。これらのマイコンにはタイマー、ADコンバータ、シリアル通信、PWMといった、従来は個別の部品で構成していた機能がワンチップに収められている。
部品の調達
電子工作に用いる部品を入手するには次のような方法がある。
- 電子部品専門店における店頭販売（新品、ジャンク）
- 通信販売
- 電気製品などの分解・解体
- 仲間同士、またはインターネットオークション、雑誌の仲介欄などを利用した譲渡・売買
部品の入手については、次のような状況がある。
- メーカーは採算が合わない製品を直ちに製造中止する傾向があることから、アマチュアには入手が難しくなっている電子部品も多い。
- 大きな電気街においては、電子部品の需要が減ったことから、専門店の閉店・廃業が相次いでいる。しかし、パソコンのパーツを扱う専門店が増えており、電子工作用の部品も扱う形で、地方都市を中心に新規に出店していることがある。また、Digi-Keyのような外資系のインターネット通販業者も進出しており、こちらを利用するものも増えている。
- 電子部品は同じ規格の製品でも店によって価格が異なる。また、大量に買うと単価が非常に安くなることがある。
- 従来から、電子工学の専門誌に、通信販売の広告として非常に細かい字で書かれた部品リストが多く掲載されている。インターネットの普及により、掲載数が減りつつある。
- 電子機器の高集積化に伴い表面実装が一般となり、従来のようなリード線のある電子部品が減少しつつある。特に、新しい半導体では表面実装用しか生産されないことが多い。表面実装用の部品は非常に小型で半田付けに高等な技術が必要とされ、電子工作で一般に用いられるユニバーサル基板も利用できないため、ハードルの高いものとなっている。
製作の方法
主に電子工作をする上での製作方法は以下が挙げられる。
- 基板（ユニバーサル基板やプリント基板など）に電子部品を差し込み、裏面ではんだ付けをして通電させて製作する。これがもっとも壊れにくく、一般的だと思われる。
- エッチングしていない全面銅箔の基板（生基板またはプリント板と呼ばれる）に直接はんだ付けして製作する。この方法は特に高周波回路を製作するときによく使われる。アース部分が広くなるのでグラウンドインピーダンスが下がり、高周波回路を製作するときには好都合であるが、比較的小型の部品を使わなければならず、銅箔が広いため、はんだ付けするとき熱が逃げ易く技術が必要になるが、プリント基板を作る必要がなく、費用の面を考えれば最良の方法である。
- ラグ板を使ってラグに電子部品を接続して配線する。ホームページでも多く紹介されている方法である。
- ブレッドボードを使って電子部品を穴に挿して配線する。はんだ付けが必要なく思い立ったらすぐに実行できるメリットがある。おもに電子回路の試作や動作テストに使用されるが、まれにボードをそのままケースに入れて完成品とする場合も。高周波回路には不適といわれているが、『エレキジャック』vol.1によると、10MHz前後までは配線の工夫次第で作動させることができるようである。また、チップ部品が使えない。
- 部品のリード線の硬さを利用し、空中配線する。衝撃などにも弱く、実験のための仮組みに用いられる程度である。電子部品一つ一つに導線をはんだ付けし、部品同士を通電させて製作する。空中配線とも呼ばれる。この方法を使用すると嵩張ってしまうことがあるが、放熱の関係上、こちらが一番有利になることもある。
技術的な特徴
工業的な電子機器の製作と比較して、電子工作には次のような技術的な特徴がある。
- 小規模な回路、あるいは大規模でも1台や2台しか作らないような回路では、プリント基板ではなく穴あき基板（ユニバーサル基板）を用いて配線することが多い。これはあらかじめ多数の穴を格子状に開け、部品の形状に合わせて銅箔を貼り付けたベークライト、ガラスエポキシなどの板である。これに部品をはんだ付けすることにより、回路を形成する。穴あき基板の他、ラグ板なども使われる。
- 配線した基板等を箱型のシャーシに収め、穴を開けてスイッチや可変抵抗器などの機構部品を取り付ける形態が多い。電子工作用のシャーシとして、アクリル樹脂、スチロール樹脂、ポリカーボネート、アルミ、鉄などでできた各種の製品がある。(100円ショップ等で売っている密閉容器等もケースとして流用可能。)
近年の状況
- 近年は粗大ゴミの収集が有料化されている地域が多いため、電子機器を拾い集めて部品を取り出す行為が難しくなっている。また、不要となったが資源回収として受け付けられない電子部品などの処分方法が問題となっている。
- 戦後から1970年代までに発刊されていた電子技術やラジオ関係の雑誌も、1990年代以降ほとんどが廃刊（「模型とラジオ（科学教材社）」「ラジオの製作（電波新聞社）」など）あるいは路線変更（「無線と実験」は現在オーディオ雑誌）してしまった。
- 火傷の恐れがあるなどの理由から、学校の技術科目で半田ごてを使わなくなったという。テンプレート:要出典
- 集積回路の発達で電子機器のブラックボックス化が進んでしまい、動作原理が理解しにくくなっている。
- 秋葉原の電子部品店の縮小（日曜に休業する店が増えた）。
- 自分でパーツを集めて電子工作を行い製作させたとしても、それと同等の物を購入した方が安く、高性能な物を得られる場合が多くなった。
- 一方で近年は子どもを対象とした電子工作キットの製作教室などが多く開催されている。
- Arduinoの様な安価で簡便なプラットフォームを手芸と組み合わせるなど、電子工作と芸術分野の融合が増えてきている。
関連項目
- 工具
- はんだごて - ニブラ#ハンドニブラ - シャーシパンチ
- 計測器
- 回路計 - オシロスコープ - SWR計 - ディップメータ - アンテナ・アナライザ
