Arduino手洗いタイマー：COVID-19対策のシンプルDIYツール

必要な部品と材料

部品	数量	備考
Arduino Nano R3	1	Arduino UNOでも代用可能
Arduino UNO	1	ブレッドボード版の場合推奨
超音波距離センサー HC-SR04	1
5mm 赤色LED	1
青緑色LED	4
5mm 緑色LED	1
ブレッドボード（汎用）	1	半田不要版用
SparkFun 半田付け可能ブレッドボード	1	永久版用
エンクロージャー（ケース）	1	自作可能

このプロジェクトについて

世界的なパンデミックの現在、状況は深刻です。コロナウイルスはどこにでも潜んでいる可能性があります。症状が出ない数日間、ウイルスを保有していることもあります。確かに怖い状況です。

しかし、過度に恐れる必要はありません。このウイルスと戦う簡単な方法があります。その一つが「正しい手洗い」です。私たちの手はあらゆる細菌の主な運び屋です。無意識に目、鼻、口を触れてしまいます。洗っていない手から食べ物に菌が移り、食中毒の原因にもなります。石鹸で手を洗えば、ほとんどの菌を殺すことができます。

では、あなたはどれくらいの時間、手を洗っていますか？「ハッピーバースデー」を1回歌う？2回？本当に十分でしょうか？実際には多くの人が10秒程度しか洗っておらず、これは明らかに不十分です。The Tech Labでは、誰でも週末に作れるシンプルなタイマーを開発しました。少なくとも20秒間、確実に手を洗うことを強制するツールです。

このタイマーは石鹸ディスペンサーの横に置きます。上部のセンサーがディスペンサーの前に手を出したことを検知すると、20秒のカウントダウンを開始し、LEDが順番に点灯します。緑色のLEDが点灯したら、十分な時間洗えた合図です。石鹸を水で洗い流せば完了です。

ステップ1：仕組み

このプロジェクトは非常にシンプルで、誰でも週末に製作可能です。子供と一緒に作れば楽しく、教育的で、今の状況に役立ちます。このカウントダウンタイマーの頭脳は「Arduino」です。パソコンでプログラミングできる小型コンピューターで、学習、試作、実用製品まで幅広く使われています。未経験でも心配ありません。手順を追えば誰でもArduinoを始められ、気に入ればさらに多くのプロジェクトに挑戦できます。

Arduinoには超音波距離センサーと6個のLEDを接続します。Arduinoはセンサーから超音波を発信し、反射して戻るまでの時間を測って距離を計算します。常にセンサーを監視し、20cm以内に手が現れると赤色LEDを点灯。4秒待って石鹸と水を手につける時間を与え、その後20秒のカウントダウンを開始します。5個の青色LEDが4秒ごとに順番に点灯し、最後に緑色LEDが点灯すれば完了です。

ステップ2：ブレッドボード版の製作

このプロジェクトには2つのバージョンがあります。半田不要のブレッドボード版と、ユニバーサル基板（ベロボード/パーフボード）版です。半田付け未経験や初心者はブレッドボード版をおすすめします。Arduino Nanoはピンヘッダーの半田付けが必要なため、ブレッドボード版にはArduino Unoが適しています。

ブレッドボード版の配線は簡単です。Arduino、センサー、6個のLEDをジャンパーワイヤーで接続するだけです。下記の配線図（Arduino Uno版とNano版の両方）を参照してください。LEDの極性に注意してください。長い足がアノード（プラス）、短い足がカソード（マイナス）です。長い足をArduinoのデジタルピンに、短い足をGNDに接続します。

ステップ3：ユニバーサル基板版の製作

電子工作経験があり半田付けができる場合は、ユニバーサル基板や自作PCBで永久版を作れます。下記に回路図とEasyEDA設計ファイルを用意しました。

半田付け時はLEDの極性を間違えないよう注意してください。全LEDに150Ωの抵抗を追加すれば寿命が延びます。今回は初心者向けに抵抗なしで設計していますが、テストでは問題なく動作しました。LEDは4秒間しか点灯しないため、抵抗なしでも十分長持ちします。

ステップ4：コードのアップロード

回路が完成したら、Arduinoにコードを書き込みます。Arduino初心者は公式サイトの「Getting Started」を参照し、Arduino IDEをインストールしてください。本ステップの添付ファイルからコードをダウンロードできます。初心者向けに詳細なコメントを入れています。

ArduinoをUSBケーブルでPCに接続し、Arduino IDEでコードを開きます。「ツール」→「ボード」で使用ボードを選択（例：Arduino Nano）、「ツール」→「シリアルポート」でポートを選択し、左上の「書き込み」ボタンをクリックします。「書き込み完了」と表示されれば成功です。

エラーが出た場合は、ボードとポートの選択を見直してください。古いArduino Nanoの場合、「ツール」→「プロセッサー」で「ATmega328P (Old Bootloader)」を試してください。

ステップ5：動作テスト

書き込み成功後、ケースに入れる前に動作確認します。通常時は全LED消灯。センサーの前に手をかざすと赤色LEDが点灯し、4秒ごとにLEDが順次点灯、最後に緑色LEDが点灯すれば成功です。

おめでとうございます！タイマーが正常に動作しています！

動作しない場合は、まず超音波センサーの配線を確認してください（ピンの逆接続が多いです）。特定のLEDが点かない場合は、そのLEDの配線と極性を確認し、必要ならLEDを交換してください。

ステップ6：エンクロージャー（ケース）の製作

回路が完成したら、ケースに収めると見栄えが良くなり、水しぶきから守れます。材料は何でも構いません。防水性があればOKです。プラスチック容器、木材、段ボール、3Dプリントなど、創造力次第で自由に作れます。ペイントやデコレーションも楽しめます。

今回は手元にあった古い電気コンセントボックスを再利用しました。Arduinoに直接リード線を半田付けし、LEDとセンサーを接続。古いカーボン調ビニールシートで覆って仕上げました。シンプルな材料でも十分実用的な見た目になります。写真の寸法を参考にしてください。

ステップ7：完成！

あなた専用の手洗いカウントダウンタイマーの完成です！

このシンプルなプロジェクトで、周囲のウイルスや細菌から身を守れます。テストでは、タイマー使用前は驚くほど短時間しか手を洗っていませんでした。また、カウントダウンを見るのが楽しく、子供たちの手洗い習慣づけにも効果的です。複数作って家中の洗面所に置き、お気に入りのキャラクターを描いて楽しんでください。

ステップ8：最後に

コロナウイルスの今、自分を守ることは重要です。この状況を「菌から身を守る習慣を身につけるきっかけ」に変えられます。このプロジェクトは、メイカーが今できる小さな貢献の一つです。少しでもお役に立てれば幸いです。「I made it」機能で製作報告をいただけると嬉しいです。感謝のレターをお送りします。手洗いタイマーの写真をこのフォームから送ってください。

SNSに投稿する際はハッシュタグ #HandwashTimerChallenge をつけてください。このアイデアを世界中のメイカーに広めましょう。

お気をつけて、安全にお過ごしください。

このチュートリアルは、The Tech LabのIqbal Samin Prithulによって書かれました。

コード

Timer_Code.ino（Arduino IDEで開いてください）

回路図