ソーラーパネルに光をあてると発電できますが、あてる光の明るさによって発電量がかわります。
このため、ソーラーパネルは明るさを検知するセンサとして使用することができます。
ここでは、マイクロビットで音をならす代わりにLEDを光らせ、その光をソーラーパネルにあてることで、音声信号を光で伝えてみたいと思います(=光通信)。
送信機
まずは、マイクロビットとLEDなどを使って「送信機」をつくります。
マイクロビット、LED、抵抗(47Ω)を以下のようにつなぎます。
以下のプログラムをマイクロビットに書き込みます。
内蔵スピーカーを「オフ」にし、音を鳴らす端子を「P0」にしているので、マイクロビットのAボタンを押すと、マイクロビットから音は鳴らず、かわりにメロディーどおりの音声信号(PWM信号)が「P0」端子より出力されます。
「P0」端子は外付けのLEDにつながっているので、マイクロビットから出力される音声信号に従ってLEDが光ります。
これで「送信機」の完成です。
受信機
次に、ソーラーパネル、圧電スピーカーなどで「受信機」をつくります。
ここでは、秋月電子通商で販売されている「携帯機器用ソーラーモジュール 300mW(M-16017)」というソーラーパネルをつかいます。
ソーラーパネル、コンデンサ(0.1uF)、圧電スピーカーを以下のようにつなぎます。
これだけで「受信機」の完成です。
光通信で音声信号を伝える
それでは、実際に光通信で「送信機」から「受信機」に音声信号を伝えて、音を鳴らしてみたいと思います。
マイクロビットのAボタンを押すとLEDが光ります。
LEDの光をソーラーパネルにあてると、圧電スピーカーからとても小さい音でメロディーが流れます。
LEDにソーラーパネルを近づけたりはなしたりすると、音が大きくなったり小さくなったりします。
このように、音声信号が光で伝わっていることを確認できました。
ちなみに、マイクロビットで鳴らすメロディーだけでなく、ラジオやオーディオプレイヤーで鳴らしている音楽の音声信号でも、同じように光通信で伝えることができます。
送信機のマイクロビットの部分を、以下のように「ラジオ(オーディオプレイヤー)」+「電池2本」に変更するだけです。
また、今回つくった受信機では、とても小さな音しか鳴りませんが、圧電スピーカーの代わりにアンプ付きスピーカーを使うと、そこそこ大きな音を鳴らすこともできます。
なお、私がマイクロビットの使い方を習得するのにあたっては、以下の書籍を参考にさせていただきました。
初心者向けから、比較的高度なものまで、さまざまな情報が記載されているだけでなく、子供向けの作例も多数掲載されていますので、「プログラミング教育」のための題材さがしなどにもおすすめです。