講座紹介
【体験編】デジタルオルゴールを作ってみよう！

音を鳴らす、音楽を奏でるにはどうすればいいでしょうか？ピアノを弾く、太鼓を叩くなどなどいろんな手段があります。その中で、機械から聞こえてくる電子音に注目します。音ってそもそもどんな仕組み？さらに電子部品を組み合わせて音楽を奏でるにはどうしらいいだろう？このような疑問に対して今回の教室では作りながら仕組みを理解していきます。まず、スピーカーなど電子部品を動かすにはどんな回路を作れば良いのか？という機械の部分、すなわちハードウェアの部分。次に、スピーカーに好きな音を鳴らすにはどんなプログラムが必要か？というソフトウェア部分。今回はそんなデジタルオルゴールのハードウェア（電気回路）とソフトウェア（プログラミング）の両側から作り、試し仕組みを考えていきます。1,2回目は電気回路の作り方からデジタルオルゴールの回路部分を作るハードウェアを、3,4回目はマイコンプログラミングを行い音の仕組みを考えオリジナルのメロディを作るソフトウェアについて学びます。

第１回目

第1回目講義では電気回路の作り方を学びます。まずは、回路作りの基礎の基礎、部品のつけ方であるはんだ付けをマスターします。そして、練習問題としてLEDを光らせるにはどんな回路を組めばいいかを考えます。

授業構成

まずは電気回路作成技術の基礎であるはんだ付けをマスターします。はんだを基板にくっつけ、慣れてきたら素早くはんだ付けをする競争を行い、ゲーム感覚ではんだ付けを学びます。次に基板にはみ出さずにはんだつけれるようになった段階で一つ簡単な電子回路を作ってみます。LEDを光らせるにはどうしたらいいか？という問題を実際に部品と電池を繋げて考えます。電池と直接LEDをつなぐとLEDが焼き切れてしまいす。では、電池とLEDの間に抵抗をつなげてみます。するとLEDは焼ききれずに光り続けることができます。ここで、「なぜ抵抗が必要だったのか？」という疑問が浮かびます。抵抗がある場合とない場合で回路内の各部品に何が起きてるのでしょうか？そこで、電圧計を持ちて作った回路の各部品の電圧を測り電気を可視化することで回路内で何が起きていたのかを確かめます。電圧を測ると、「抵抗がない場合はLEDにかかる電圧が大きくLEDが焼き切れてしまう」。これに対し「抵抗を繋ぐことで抵抗でLEDにかかる電圧を抑えている」ことがわかります。
このようにだ一回目の講義では電子回路の作り方、回路の考え方について一つ一つ自分手で作り確かめ考えます。

第２回目

デジタルオルゴール製作二日目。今回でデジタルオルゴールのハードウェア（電気回路）を完成させます。前回学んだはんだ付けの技術をフルに使い、マイコン、スピーカーを基板に取り付け丁寧に回路を作っていきましょう!!

授業構成

デジタルオルゴールは大きく分けて3つに分けれています。回路に電源を供給する電源部分、メロディを決定しスピーカーに命令するマイコン部分、音を鳴らすスピーカー部分です。それぞれ順番に製作していきます。まずは電源部分です。これは前回行ったLEDを光らせる回路と仕組みはおなじです。そこで前回の電気回路製作練習の実践編です。スイッチ、抵抗、LED、電源を用いてスイッチがONのときのみLEDが光る、主電源を作ります。各部品の特性や回路内の電流の流れ方を考えながら作ります。次のマイコン部分です。マイコンに電源供給、時間を決めるセラロックを取り付けます。最後にマイコンにスピーカーを繋ぎ完成です。
以上のようなハードウェア製作を通して各部品がデジタルオルゴールの中でどんな役割をしているかを考えながら製作していきます。

第３回目

今回からはいよいよデジタルオルゴールのメロディをプログラミングしていきます。しかし、いきなり音楽をプログラミングすることは容易ではありません。そこで、まずはパソコンの使い方を練習し、次に楽譜の読み方を学びメロディのプログラミングに必要な知識・技術を習得しましょう。そして簡単なメロディをプログラミングしてみましょう。

授業構成

プログラミングを始める前にパソコンの使い方、とくにキーボードによる文字入力の練習をします。文字が入力できなければプログラミングをすることができません。プログラミングで用いる0～9、a～z、（）や｛｝の打ち込み方を学び、素早く打ち込む競争を行いました。キーボード入力に慣れたらいよいよプログラミング開始です。4行ほどのプログラミングを書き、自分の回路のスピーカーから音を鳴らしてみます。今度はただ音を鳴らすのではなく旋律（メロディ）を奏でてみます。すなわち、ただ音を出すのではなく音階（ドレミファソラシド）を決めます。好きな曲を1曲選び楽譜を見ながらプログラミングを考えていきます。譜面（音階、音符）についての知識を覚えながら生徒はそれぞれ10小節ほどの短い1曲のプログラムを書いてオルゴールを鳴らしてみます。
このようにパソコンの使い方、プログラミングの方法に慣れ、次回は少し長めの曲のプログラミングに挑戦しましょう。

第４回目「プログラミングしてみよう！」

デジタルオルゴールを作ろう!最終日、今回は少し長めのメロディに挑戦してみます。前回と同様に楽譜を読み、マイコンプログラミングをし、オリジナルのデジタルオルゴールを完成させましょう!!

授業構成

今回はパソコンを用いて本格的にプログラミングを書いていきます。そこで、まずはキーボード入力をスムーズに行うため前回同様タイピング練習を行います。今回は生徒全員でプログラミングで使う数字、文字、記号を打ち込む競争を行いウォームアップをします。次に楽譜を読み、プログラミングを書いていきます。音符の種類や＃、♭に注意してメロディを作ります。今回は一度プログラミングを行い終わるのではなく、プログラムした音と楽譜を比較してみます。もし音が外れていたり、テンポが速すぎたり遅すぎたりしていた場合、プログラミングのどこが間違っているのかを探し修正する、トラブルシューティングを行います。オリジナルオルゴールのプログラミングを作りオルゴールを完成させましょう。
最終的に生徒全員がオリジナルデジタルオルゴールのメロディをつくることができました。