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ギャル電きょうこの意識の低い工具入門

「抵抗なんて気にしない!」「ChatGPTでコーディング」令和のLED工作

背景画像:UnsplashのKym MacKinnonが撮影した写真(リンクはページ下部)

ストリート電子工作の道をひた走るギャル電のきょうこさんが、電子工作初心者に工具の大切さを伝える「ギャル電きょうこの意識の低い工具入門」。

今回は工具ではありませんが、電子工作には欠かせない「LED」です。電気を通せば光るLEDですが、長年LEDを扱っているギャル電ならではのこだわりや活用方法がありそう。

早速、きょうこさんが語り始めましたよ。

LEDの種類や使い方を解説するよ

「LEDってめっちゃ便利なんだけど、種類が多過ぎて何買ったらいいか分からないっていうビギナーも多いと思うんだ」

確かに、LEDって一口に言っても、いろんな種類がありますもんね。

「でしょ? 家の照明だってLEDだし。で、今回は電子工作向けの、電池やモバイルバッテリーで動いて、マイコンボードで使いやすいLEDの種類や、リアルな使い方について解説しようかと」

はい。お願いします。ただ、僕、LED初心者なもんで。電子工作だと、抵抗がどうとか難しい話が出てきますよね…。

「ああ、抵抗? そんな話一切しない。ギャル電は抵抗の計算しなくていいLEDしか使わないから」

さすが意識の低い電子工具入門。助かります。

令和最新式LEDを紹介——ギャル電がリアルによく使うやつ

「じゃあまずは、ギャル電が実際に使っているLEDを紹介していくよ」

●粒LED

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「これは基本中の基本。LEDを光らせるチュートリアル“Lチカ”でおなじみ、粒タイプのLEDだね」

ああ、よく見ますね、これ。

「サイズ的には3mmと5mmのものが手に入れやすいかな。レンズタイプのLEDに2本の足が付いていて、足はそれぞれ電極のプラスとマイナスになってる。とりま電池のプラスとマイナスにつなげば光る」

コイン電池に足をくっつければ光りますね。簡単だ。

「2本足のLEDは単色で光るもの、自己点滅するもの、RGBで自己点滅するもの(イルミネーションLED)とかあるよ。
今回は紹介していないけど、他に4本足でRGBカラーコントロールできるもの、3本足のタイプで、信号ピンで色や点滅をコントロールできるシリアルタイプのものもあるんだ」

・自己点滅粒LEDマルチカラー
https://www.led-paradise.com/product/296
・RGBフルカラーLED
https://www.led-paradise.com/product/2125
・NeoPixel スルーホール用
https://www.switch-science.com/products/1863

ほお、粒LEDにもいろんな種類があるんですね。用途に合わせて使い分けたりするとちょっと上級者っぽいなぁ。

●チップLED

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「これはチップタイプのLED。サイズはいろいろあるよ。粒LEDだとちょっとサイズ大きいんだよねーってときとか、LED付ける部分を基板の片側だけにしたいなって場合に、ギャル電が使いがち」

これは小さいですねー。基板にじかに載せたいときとか便利そう。

「これも粒LEDみたいに単色、自己点滅、RGB自己点滅(イルミネーション)、RGBカラーコントロールタイプ、シリアルタイプがあるよ。これは自己点滅タイプで、電池をつなげば勝手に派手に光るので、ギャル電オリジナル基板を作るときはめっちゃ使ってる。便利だけど細か過ぎて、手ではんだ付けするとき大変」

確かにこれは大変そう。米粒に文字書くのと同じくらい大変そう。

・自己点滅フルカラーチップLED
https://ja.aliexpress.com/item/32816748212.html

●フィラメントLED

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これは今までのとはちょっと違いますね。

「最近アリエクとかで見るようになった、フィラメントタイプのLEDだよ。線の中に超ちっちゃいチップLEDが並んでいて、コイン電池で光らせられる。長さが決まっていてカットはできないね。曲がるタイプもあるよ。曲がらないタイプはフィラメント部分が固くて折れやすいから注意ね」

曲がらないタイプを使う場合は気をつけましょう。

「フィラメントLED は、エジソン電球のLEDタイプに使われていることが多いかな。長さが決まっちゃってるから使いどころはちょっと制限されるけど、コイン電池つなぐだけでネオン管みたいに光るのかわいいよね」

確かに。ちょっとおしゃれな工作のときに使いたくなりますね。

「検索するときは、“FLEXIBLE LED FILAMENT”で検索すると、販売サイトとか作例にたどり着きやすいよ」

フィラメントLEDは発光部分だけが単体で販売されているので、自分ではんだ付けする必要がある。 フィラメントLEDは発光部分だけが単体で販売されているので、自分ではんだ付けする必要がある。

・FLEXIBLE LED FILAMENT adafruit
https://www.adafruit.com/product/5509

・フィラメントLED(曲がらない)
https://ja.aliexpress.com/item/1005002973855856.html
・フィラメントLED(曲がる)
https://ja.aliexpress.com/item/1005002681244624.html

<参考>エジソン電球LEDタイプ
https://www.monotaro.com/p/6443/5666/

<参考>フィラメントLEDで7セグっぽいやつ作る
https://hackaday.com/2015/04/18~

●テープLED

「テープLEDは、チップLEDと抵抗を載せたテープ型の基板の裏に両面テープが付いていて、貼れるやつ。結構いろんなタイプがあるよ」

じゃあ1つずつ見ていきましょうか。

・テープLED

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「単純にプラスとマイナスをつなげば光るタイプのテープLED。単色で売っているものはその色でしか光らないよ。1本のテープで色を変えたい場合は、単色タイプじゃなくて、RGBタイプやNeoPixelみたいなシリアルLEDタイプを使うことが多いね」

https://www.akiba-led.jp/product/889

・テープLED RGB

画像引用元:akiba LED ピカリ館のサイトより 画像引用元:akiba LED ピカリ館のサイトより

「RGBタイプは、光らせるために電源の他に色や点滅を制御するコントローラーが必要。今回は持ってこなかったけど、色や点滅を調整できるコントローラー付きのものも売っていて、プログラムはしないけど派手にテープLEDを使ってみたいなって人にオススメ」

プログラムが要らないっていうのは初心者にはいいですね。

「Arduinoでコントローラーを自作するっていう方法もあるけど、ぶっちゃけシリアルタイプの方がライブラリとかも充実してて扱うのが楽。逆にRGBタイプの作例はネット上に少ないから、ちょっと面倒くさいかもね」

https://www.akiba-led.jp/product/1238

・テープLED シリアル

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「シリアルの信号線でLED制御できるタイプ。これも電源の他に色や点滅を制御するコントローラーが必要だね。シリアルLEDもいくつかタイプがあって、ギャル電は「WS2812B」をよく使ってるよ。明るさとか色のパターンとかも関係するけど、だいたいLED60個くらいまでならArduinoにモバイルバッテリー給電で光らせることができるね」

www.amazon.co.jp/dp/B08THFP6K7

・曲がるテープLED

「普通のシリアルLEDは真っすぐにしか貼れないから、直線はきれいに貼れても曲線にはうまく貼れない。円形に貼りたいとか光る文字を作りたいというときは、この曲がるテープLEDの出番。ネオンLEDの看板とかによく使われているよ。多分ネオンLED作る人用に売ってて、サイズが細めの商品が多いから、はんだ付けはちょっとテクがいるかも」

https://ja.aliexpress.com/item/32952542677.html

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ちなみにテープLEDはこんな風に売られています。思っていたよりも工業製品っぽさがありますね。

・シリコンチューブテープLED

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これはちょっとおしゃれですね。以前ギャル電のストリート電子工作で見たことがあるかも。

「中にLEDテープが縦に入っていて、シリコンテープで光が拡散してLEDが点じゃなくて面で光っているように見えるLEDだよ。これもネオンLEDでよく使われてるね。曲がるテープLEDと組み合わせて使う用に、上にかぶせて使うタイプのシリコンチューブも売ってるよ」

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こちらはカットする前のシリコンチューブテープLED。長い。

https://ja.aliexpress.com/item/4001201157134.html
・シリコンチューブだけのタイプ
https://ja.aliexpress.com/item/1005003655539629.html

LED使用時の電池の話

LEDの種類はだいたい分かりました。あとは、LEDを光らせるための電池ですね。基本、どんな電池でも大丈夫なんでしょ?

「いやいやいや。LEDはどんな電池も使えるわけじゃないから」

あ、そうなんですね。何を確認したらいいんですか。

「まずはLEDを買うときに、商品説明に書いてる“○V用”ってところを見て。そこマジ重要だから」

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LEDのパッケージにある「VF」ってところですね。これだと「3.0-3.2V」って書いてあります。

「そう。このLEDは3Vから3.2Vの電池で動くっていうこと。ボタン電池が3V。普通の単三とか単四電池は1.5Vだから、ボタン電池なら1個、単三/単四電池なら2本使わないと光らないってことね」

なるほど。これからLEDを買うときはVFをチェックするようにします。

マイコンボードで実際にテープLEDシリアルタイプを使ってみる

きょうこさんは、よくマイコンボードにLEDをはんだ付けして光らせてますよね。その場合って、どうやるんですか?

「簡単に説明するね。ギャル電がよく使うマイコンボード、Arduino Nanoの表面をよく見て」

はい。あー、最近ちょっと小さい文字がかすむな……。見えました。

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「このボードは5Vって書いてあるけど、ギャル電がよく使うマイコンボードには5Vと3.3Vって書いてあるピンの口がある。で、シリアルLEDには5V、DIN GNDって書いてある接続先があるから、それぞれをマイコンボードの5V、D○(デジタルピンの数字)、GNDに接続して使う」

なるほど。シリアルLEDのそれぞれの線を、マイコンボードの適切な端子にはんだ付けするってことですね。

このボードは3.3Vと5Vの端子があるのが分かる このボードは3.3Vと5Vの端子があるのが分かる

「そうそう。で、この5Vっていうのはマイコンボードから5Vの電源を供給するよってことなので、5Vで動くLEDをつなげる必要があるって意味なのね。例えば、ここに12Vで動作するLEDをつなげても、必要な電圧には足りないから全然動かない。特にネットで注文するとき、製品の写真はまったく一緒に見えるから、注文確定ボタンを押す前に、深呼吸してもう一度電圧を確認した方がいいよ」

そうですね。せっかく買っても動かないんじゃ意味ないですもんね。でも、LEDにはそんなに電圧のバリエーションがあるんですか?

「ざっと説明すると、次のような感じかな」

動作電圧24V、12V→専用の電源アダプターや車のバッテリーなどから電源を取って光らせるとき用。Arudinoやマイコンボードで使うときは、LED用の電源を昇圧しないと使えないため、面倒くさい。

動作電圧5V→マイコンボードから供給される電源で使いやすい。

動作電圧3V以下→マイコンボードで制御しない、直接電源のプラスとマイナスをつなげれば光るタイプのLEDであれば、電池やモバイルバッテリーをつないで使える。軽いコイン電池が使えるので、身に着ける小さい電飾を作るときに便利。

ほうほう。じゃあ、一般の電子工作なら5Vか3VのLEDがいいわけですね。

「ちなみに、ギャル電がよく使う電源は、持ち運ぶのに便利な次の3つだね」

  • 9V電池
  • モバイルバッテリー(5V)
  • コイン電池(CR2032、3V)

「電源が取れるところに固定して使う場合は、電源用USB端子が付いているマイコンボードにUSBコンセントをつないで使ってる。

マイコンボードに電源用USB端子が付いていない場合は、マイコンボードを電源用USB端子があるやつに取り替えちゃえばいい」

ということは、これからマイコンボード買うなら、USB端子が付いてるやつにしとけってことですね。了解です。

9V電池に抵抗なしで粒LEDをつないでみよー

「さて、ちょっと試してみたいことがあるんだけど」

はて、なんでしょう?

「よく、LED使って工作するときに、抵抗を入れないと危ないっていう話を聞くんだよね。ギャル電のストリート電子工作ではそんな危ない目に遭ったことないんだけど。で、実際にLEDが壊れるようなことがあるのかっていう実験をしてみようと思う」

あれですか。LEDに過度な電流が流れちゃうと爆発する、みたいな……。

「まあ、なんかそういう人もいるけど、実際そんな風になったことないんだよね。マイコンボードを使ってるときは特に」

そうなんですか?

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「マイコンボード本体の電源はマイコンボード本体の入力電圧内だったら9V電池をつないでもよくて、マイコンボードにつないだ部品に供給される電源は、マイコンボードで制御された電圧内でしか流れないからあんまり意識しなくても壊れるくらいの電気は流れない。海外の工作では、Arudinoに9V電池使ってるのもよく見かける」

じゃあ、今回の実験は何を?

「LEDに直接9V電池を接続して、どんな風になるのか見てみようかと。マイコンボードを通さないとどうなるのか」

おお、なかなか興味深いですね。

「今回はブレッドボードと9V電池を使ってみるよ」

その前に、コイン電池(3V)をつないで粒LEDを光らせてみます。

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コイン電池(3V)をつなぐと、正常に光る。触れても熱くない。 コイン電池(3V)をつなぐと、正常に光る。触れても熱くない。

ということで、実験開始!

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「ギャル電はワークショップでも安全第一でやってるから、こういうの怖いんだよね……。ドキドキする……」

いつもは豪快なきょうこさんが、かなり慎重になってますね。さて、どうなるんでしょう。

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光りました。ボタン電池のときに比べてかなり明るく光っています。9Vの明かりって感じ。

「やっぱり明るさが違うね。めっちゃ明るい」

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「あ、終わった」

しばらく光った後、ふっと消えましたね。どうやらLEDが焼き切れたみたい……。

「このLEDはお亡くなりになりました。爆発することはないみたいだね」

ですね。あんまり危険なことはなさそう。地味に壊れていく。

「触るとちょっと熱いかな」

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「コイン電池につないで確認しても、やっぱりつかない。静かに死んでいくんだね……」

間違ってLEDに過度な電気を流しても、派手に爆発したり燃えたりするようなことはあまりないみたいですけど、気を付けたいですね。

「そうだね。今回使ったLEDはRGBで自己点滅するタイプで、動作電圧は青、緑が3.2~3.4V、赤が1.7~2.2V。消費電流はだいたい10~20mAってデータシートに書いてあった。自分でも実験したい! と思う人は、LEDの動作電圧や個体差で危険度が違うと思うので十分安全対策してからやってほしい」

まあ、あんまりやろうと思う人はいないかもしれませんが。

「特に古めの、電圧少なめで動くLEDは、ものによっては破裂するかもしれないから注意。逆にいうと、派手に壊れるのを見たい場合はデッドストックの赤色LEDとかが狙い目ってことなんだけど。あと、初心者がコンセント(100V)から直接電源取って実験するのはマジで絶対に禁止!!」

はい、分かりました!

100均の材料で電飾うちわを作ろう!

「じゃあ最後に、100均で売っている材料を使ってオリジナルLEDうちわを作ってみよう!」

おお、LEDを使った電子工作ですね。これは楽しみ。

「で、今回用意したうちわがこちら」

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確定申告……? またこの時期(取材時は確定申告シーズンの2月上旬)に切羽詰まったワードが……。

「これから確定申告しないといけないから、忘れないように」

まあ、僕もそうなんですけどね。やらないと。

「みんなそうかなと思って。この記事が出るころには終わっているといいなという希望を込めて」

とりあえず、うちわはご用意していただいたということで、これから光らせていくわけですね。

「そう。ここから推しに見てもらえるうちわを作っていくよ。まず用意するのが隙間(防音)テープ」

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隙間テープ? 窓の隙間をふさいで寒さをしのぐ、または音漏れを防ぐあのテープ?

「そう。これの何がいいかっていうと、高さが出るのね。意味分かんないと思うから、さっそく作っていくよ」

よろしくお願いします。

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「もう1つ用意するのが、ダイソーのテープLED。1個330円。長さは1m」

パッケージがおしゃれですね。

「単色なんだけど、これ便利なの。電子工作要らずで、USBで給電すれば光るの。裏にテープが付いていて、貼り付けてモバイルバッテリーとかつなぐだけで光るからいいよ。色も何色かあるから選べるし」

マイコンボードを使えない人でも使えるLED、ありがたいですね。さすがダイソー。

「これをうちわの外側(縁)に貼って光らそうとするじゃん。で、貼っていこうかなと思うと、1つ問題にぶち当たる。テープLEDって直線だから、丸いうちわの縁にうまく貼れないんだよね」

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確かに。これは物理的に無理ですね。

「で、解決策としてテープLEDを縦にして貼っていくという方法があるの」

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うちわの内側を光らせるというわけですね。でも、これも貼っていくの根気が要りますね。

「そう。テープLEDは薄いから、縦に貼るのも難しいの。そこで隙間テープ」

は?

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「両面テープを使って、うちわに隙間テープを貼るよ」

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「まず、両面テープをうちわの縁に沿って貼っていく。適当でいいよ」

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「そして、そこに隙間テープを縦に貼っていく」

隙間テープでうちわを囲むようにするわけですね。

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「はい、終わり」

うちわの縁が盛り上がった感じになりましたけど。

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「次に、ダイソーのテープLEDの裏側の紙を剥がして……」

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「隙間テープの内側に貼っていく」

ああ、なるほど! 隙間テープをのりしろにしてテープLEDを貼っていくんですね。頭いいなぁ。

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「こうすれば、LEDでうちわの内側を照らすことができるでしょ。推しにも見えやすい」

このうちわだと、推しはきょうこさんということになりますね。自分で自分を推してる……。

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「ぐるっと貼り付けたら、はさみで切って終了」

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「ちょうどいいモバイルバッテリーをうちわの柄のところにくくりつけて、USBケーブルでテープLEDに給電すれば光る」

おおおおおおおお。光った! 電飾うちわだ!!

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「隙間テープの上側にも両面テープを貼れば、デコれる」

あはははははは。ふさふさだ!

ちょっと上級者向けのLEDの光らせ方

「これは初心者向けの工作ね。ちょっと上級者向けにカスタマイズしてみようか」

おお、どんな風に?

「ダイソーのテープLEDは単色だけど、2色にする」

そんなことできるんですか?

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「やり方自体はシンプルだよ。別々の色のテープLEDをつなげちゃえばいいだけ」

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あ、よく見ると別々のテープLEDをはんだでつないでるんですね。

「はんだごてが使えてちょっと手先が器用なら、これくらいはできるでしょ。私でもできるんだし」

いや、きょうこさん、僕らからしたら手先器用だと思いますけど……。

「じゃあ、もうちょっと上級者向け。マイコンボードを使ったカスタマイズをしてみようか。テープLEDと、粒LEDがたくさん付いたイルミネーションLEDを一緒に光らせよう」

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一気にレベルが上がりましたね。

「イルミネーションライトのLEDとテープLEDの2種類を同時にマイコンボードでコントロールする方法。まずはテープLEDをカット線のところで切って、プラスの部分とArduino NanoのD3ピン、マイナス部分とArduino NanoのGNDピンを電線でつないではんだ付けする」

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「次にイルミネーションLEDの電池ケースのプラスにつながっている線に分かりやすいように印を付けておいて、電池ケースとイルミネーションLEDの電線をカットして切り離す。そして、イルミネーションLEDのプラスの線をArduino NanoのD5ピン、マイナスの線をArduino NanoのGNDピンにはんだ付けする」

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するとこんな感じになるんですね。

「これだけじゃあれだから、点滅させようか。マイコンボードにプログラムをぶち込む必要があるんだけど、プログラムはChatGPTに書いてもらうよ」

ChatGPT
https://chat.openai.com/chat

今話題のAIじゃないですか。ChatGPTにプログラムを書いてもらうんですか?

「彼はそういうの得意みたいよ。やり方はこんな感じ」

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“Arduino Nanoで接続したLEDをdelay500で点滅するプログラムを書いてください。LEDはD3ピンとD5ピンに接続しています”って書けば、プログラム出してくれるんですか。はあ、ChatGPTすげえ。

「あとは、Arduino IDEにプログラムをコピペしてArduino Nanoに書き込めば点滅のプログラムは完了。あとは、うちわにLEDを仕込むだけ。イルミネーションLEDは、うちわの裏側から穴を開けて差し込んでいくよ」

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これで2種類のうちわが完成ですね。いやー、うちわの内容はわけ分かんないですけど、めちゃくちゃ光るうちわができましたね。

「まあ、LEDを使った電子工作って楽しいよね。だけど、なんか机の上がめちゃくちゃ汚くなるんだよね……」

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ははは、確かに……。でもまあ、みんなで片付ければそれもまた楽しいってことで。

LED工作はお手軽に楽しめるのでオススメ

「アイドルとか声優とか演歌歌手とか推してる人は、電飾うちわが活躍するシーンって結構多いから、みんなでワイワイしながら作ると絶対楽しいよ! 100均で材料もそろうから低予算でいけるし。みんなも作ってみたらいいと思う」

光らないうちわよりも、光るうちわのほうが盛り上がりますしね。

「LEDの基礎をちゃんと勉強するのももちろん大事だけど、手に入るもので便利に使える製品の情報をアップデートするのも超大事! 今回紹介したLEDは身近なものにLEDちょい足しするとき、そんなに難しいこと考えなくてもすぐ使えるよ! みんなも気軽にLED光らせてみよー!」

よーし、これからはうちわは光らせていく方向で!

ということで、「ギャル電きょうこの意識の低い工具入門」、第4回はこれにてお開き。さて、次回はどんな工具が出てくるのか? お楽しみに!

TOP背景使用画像:UnsplashKym MacKinnonが撮影した写真


ギャル電 きょうこ

今のギャルは電子工作する時代! ギャルによるギャルのための電子工作を提案するユニット「ギャル電」で活動している。 最近ハマってる飲み物はトマトジュース(無塩)

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