自由研究は電子工作がすごい！小学生から中学生まで作れる面白テーマ10選

皆さんこんにちは。yossyです。

夏休みに入ると自由研究の宿題が出ますよね。

自由研究で一番難しいと言ってもいい「テーマ決め」。私はいつも決まらず、最終日に適当にやるタイプでした。
ですが、今の私だったらすぐにテーマが決まります。

その理由は、「電子工作」を知っているから！電子工作は簡単に始められて、自由研究にぴったりな内容が詰まっています。

この記事を読めば、

を知ることができます！

電子工作で、すごい自由研究をやってみましょう！

電子工作ってなに？

簡単に言うと、電子工作は「電気の力で動く、面白いモノや便利なモノを作ること」です。
ラジコンや温度計、ミニゲームや電子楽器をつくることができます。

電子工作と聞くと、「はんだごてを使って、難しそう…」と感じるかもしれません。

ですが、「Raspberry Pi Pico（ラズベリーパイ ピコ）」や「micro:bit（マイクロビット）」のような専用のパーツを使えば、難しい配線やはんだ付けなしで、驚くほどハイテクな作品が作れるんです。

なんで電子工作がすごいのか

自由研究のテーマとして、電子工作が「すごい」理由は3つあります。

技術力を見せられる

電子工作の作品は、「プログラミング」「回路」「ものづくり」といった様々な技術が詰まっています。

自分が考えたアイデアを、試行錯誤しながら形にしていく過程は、論理的思考力や問題解決能力を大きく育ててくれます。

作ったものを発表するとき、その仕組みや工夫した点を説明するだけで素晴らしいプレゼンテーションになります。先生や友達を「すごい！」と驚かせることができる、インパクト抜群のテーマです。

身の回りのもの・ことに関連付けられる

私たちの周りには、電子工作の技術を使った製品がたくさんあります。

例えば

電子工作を通して、「どうしてこれは自動で動くんだろう？」という疑問を、自分自身で解き明かすことができます。

身の回りの課題、例えば「植物への水やりを忘れちゃう」「ゴミ箱のフタを開けるのが面倒」といったことを、電子工作で解決する研究は、とってもユニークで実用的です。

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さらに、センサーを使って集めるデータで、自由研究の質を高められます。

「10秒ごとに温度・湿度・気圧を記録」など、たくさんのデータを集めて分析することができるので、人とは違う研究成果が出てくるかも。

珍しさ抜群！

自由研究で電子工作をやってくる子はまだ多くありません。つまり、発表会や展示で目立つチャンスです！

ピカピカ光ったり、動いたりする作品は、みんなの興味を引きつけます。「これどうなってるの？」と質問攻めにあう、人気者になれるかもしれません。

電子工作のはじめかた

電子工作のすごさがわかったところで、電子工作の始め方を紹介します。

マイコンを選ぶ

まずは、電子部品を動かすためのパーツ（マイコン）を選びましょう。

有名な3種類を紹介します。

項目	Raspberry Pi Pico	micro:bit	Arduino Uno
ターゲット	初心者～上級者まで、幅広い層	プログラミングが初めての子供・初心者	豊富な情報や拡張パーツを活用したい人
プロセッサ（動作速度）	RP2040 (デュアルコア, 133MHz)	nRF52833 (シングルコア, 64MHz)	ATmega328P (シングルコア, 16MHz)
メモリ（作業スペース）	264KB RAM, 2MB Flash	128KB RAM, 512KB Flash	2KB RAM, 32KB Flash
主な搭載機能	単色LED	LEDマトリックス, ボタン, 各種センサー, スピーカー, マイク, Bluetooth等	単色LED
主なプログラミング	MicroPython	MakeCode (ブロック)	C++ (Arduino言語)
価格帯 (本体)	1,000円前後～	3,000円台〜	約3,000円 (公式) （互換は1000円～）
長所	・高性能で低価格 ・Pythonが使える ・小型	・センサー類が豊富で追加部品なしですぐに使える ・ブロックプログラミングが子供に優しい	・ネットや書籍の情報量が圧倒的に多い ・拡張基板(シールド)が豊富
短所	・搭載センサーがない ・情報量はArduinoに劣る	・拡張性が低い ・難しいことは苦手	・性能が低い ・公式品は比較的高価

それぞれ簡単にまとめるとこんな感じです。

• Raspberry Pi Pico →コスパ◯・使いやすさ◯の高性能マイコン、初級～上級まで幅広く対応
• micro:bit → 初心者に超やさしい＆標準機能盛りだくさん、手軽な工作向け
• Arduino → 情報の多さはナンバーワン、初級～中級向け

Raspberry Pi Picoの始め方はコチラ↓

マイコンを買う

マイコンを選んだら、早速購入しましょう。

Raspberry Pi Pico・Arduinoの場合はブレッドボード（部品を差し込む板）とジャンパワイヤー（配線用のケーブル）も用意します。

・Raspberry Pi Pico

・micro:bit

・Arduino（互換）

・ブレッドボード

・ジャンパワイヤー

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必要なものがまとめて入ったスターターキットもあります。

・Raspberry Pi Pico スターターキット

・micro:bit スターターキット

・Arduino (互換) スターターキット

初期設定をする

マイコンを手に入れたら、初期設定をします。

マイコンによって方法が異なるので、「マイコン名　使い方」と検索すればチュートリアルが出てくるので、手順通りにやってみましょう。

Raspberry Pi Picoについてはこのブログでも初期設定の方法を解説しているので、ぜひ御覧ください。

プログラミングはどうすればいい？→AIを使う

「プログラミングは全然できない…」という人でも安心です。

ChatGPTなどのAIを使えば、簡単にプログラムを作ることができます。さらに部品の使い方やエラーの対処まで、いつでも優しく教えてくれます。

ただ、注意が必要なのは「間違ったことを言うかもしれない」ということです。もしChatGPTの言う通りにしても動かない！というときは、自分で調べたり質問したりすることが大切です。

実際に作れる！電子工作アイデア10選！

それでは、具体的にお家で作れる電子工作のアイデアを「遊べるもの」「便利なもの」「研究ツール」の3つのカテゴリに分けて10個ご紹介します！

今回は、Raspberry Pi Picoで作ることを考えたものを紹介します。

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【遊べるもの編】

1. 反射神経ゲーム

• どんなもの？：ランダムに光るLEDを、いかに速く押せるかタイムを競うゲーム。友達や家族と対戦すれば盛り上がること間違いなし！
• 研究のポイント：普通にゲームを作るのもいいですが、「朝と夜で反射神経の速さは変わるのか？」「年代別で平均タイムはどう違う？」などを記録・比較してグラフにまとめると、立派な研究になります。
• 難易度：★★☆☆☆（小学生中学年～）

2. 電子サイコロ

• どんなもの？：サイコロの目に見立てた複数のLEDがランダムに点灯！
• 研究のポイント：「目が出る確率を変えられる？」実験してみましょう。
• 難易度：★★☆☆☆（小学生中学年～）

3. オリジナル楽器

• どんなもの？：ボタンやセンサーの反応に応じて、音程が変化する不思議な楽器
• 研究のポイント：いろんなセンサーを試して、「どれが一番演奏しやすいか」をまとめてみよう！
• 難易度：★★★☆☆（小学生高学年～）

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【便利なもの編】

4. かしこいゴミ箱

• どんなもの？：手をかざすとフタが自動でパカっと開く、お店にあるようなゴミ箱。超音波センサーとサーボモーターを使えば実現可能です。
• 研究のポイント：「センサーが反応する最適な距離は？」「ゴミを集めるためにできることは？」を検証。SDGsにもつながる研究です。
• 難易度：★★★★☆（小学生高学年～中学生）

5. 水やりお知らせ装置

• どんなもの？：土の乾き具合をセンサーが感知して、水やりを知らせてくれる装置
• 研究のポイント：「どんな土が乾きやすいか？」「日当たりの良い場所と悪い場所での水やり頻度の違い」などを記録。植物の成長記録と合わせると完璧です。
• 難易度：★★★☆☆（小学生高学年～）

6. 快適度モニター

• どんなもの？：リビングに置いて、お部屋の「過ごしやすさ」を画面と光で知らせてくれる装置。熱中症予防にもピッタリ！
• 研究のポイント：「どんなときが過ごしやすいか」を調べてみよう！温度だけでなく、湿度も関係してるかも？
• 難易度：★★☆☆☆（小学生中学年～）

7. 侵入者アラーム

• どんなもの？：自分の部屋のドアに設置。誰かが勝手に入ってきたら、ブザーや光で警告！大切なものを守る秘密兵器です。
• 研究のポイント：人感センサー、赤外線センサーやレーザーなど、様々なセンサーで性能を比較。「どんなセンサーが一番侵入者を検知しやすいか？」を実験してみましょう。
• 難易度：★★★☆☆（小学生高学年～）

研究ツール編

8. お部屋の環境ロガー

• どんなもの？：温度・湿度・気圧センサーを使って、部屋の環境を自動でSDカードに記録し続ける装置。
• 研究のポイント：「一日の中で、いつが一番涼しい？」「エアコンの効果的な使い方」「台風が通ったときの気圧の変化」など、本格的なデータ分析ができます。
• 難易度：★★★☆☆（小学生高学年～中学生）

9. 二酸化炭素メーター

• どんなもの？：空気中の二酸化炭素を計測する装置
• 研究のポイント：「一日の中での二酸化炭素の違い」「道路沿いの部屋と奥の部屋の比較」など、環境問題にもつなげられるテーマです。
• 難易度：★★★★★（中学生上級向け）

10. 簡易振動メーター

• どんなもの？：揺れを検知すると、光や音で知らせてくれる装置。加速度センサーを使えば、揺れの大きさも記録できます。
• 研究のポイント：「人が歩く揺れと、ドアを閉める揺れを区別できるか？」「様々な揺れをデータで記録し、揺れ方の特徴を比較する」など、防災意識も高まる研究です。
• 難易度：★★★★☆（中学生向け）

まとめ

いかがでしたか？

電子工作は、ただ何かを作るだけでなく、

• プログラミング的思考が身につく
• 身の回りの科学技術への興味が深まる
• 「自分で考えて作る力」が育つ

など、たくさんの学びが詰まった最高の自由研究テーマです。

最初は簡単なしくみからで大丈夫。完成したときの「動いた！光った！」という感動は、何にも代えがたい経験になります。

この夏は、電子工作で世界に一つだけのオリジナル作品を作って、友達や先生をあっと言わせてみませんか？ 自由研究、楽しんだもの勝ちです！