2017年3月18日土曜日

ひっぱり発電機 (ブンブンごま発電)

先日(2017年3月12日)、加古川で開催された
ファラデーラボに参加させて頂きました。
ファラデーラボ創立6周年記念企画、
1部は四ケ浦弘先生の
「実験でたのしむ宮沢賢治・サイエンスファンタジーの世界」がテーマで、
様々な実験を交えながら、また宮沢賢治の文章も解説して頂きながらのお話は
とても楽しく、四ケ浦先生マジックにかかったように引き込まれてしまい、
あっと言う間の2時間でした。



第2部では大西清美さんに「タケコプター」の作り方を教えて頂きました。
それぞれのパーツの竹を人数分準備して下さっていました。
準備はかなり大変だったと思いますが
おかげでとても楽しく作って回すことが出来ました。
大西さん、ありがとうございました♪
右の紐を引っ張ると、上のプロペラが回転し
その後自動的に紐が巻き取られ、何度も繰り返し楽しめます。

ちょうど、小さい頃にやった「ブンブンごま」のような感じです。
(写真はwikipediaより)
結構、高速で回転するので ひょっとして発電出来るのでは?
と思って、作ったのがこれです。
大西さんに教えてもらった「タケコプター」とは形が異なってしまいましたが、
一応、竹素材(ダイソーのまな板)を使っています。

私が作ったものは、固定磁石の上で、コイルが高速回転することで
発電しLEDが光る仕組みです。

① コイル
100均のソーラーゆらゆら人形から取り出したものを使用しました。
0.05mmφ程度の細い線が巻いてあります。
(当初、0.1mmφのポリウレタン銅線を数百回巻いたものでやりましたが
光り方はあまりよくありませんでした。
ソーラーゆらゆらのコイルは数千回くらい巻いてあるのでしょうか?)
 コイルは切れやすく、慎重にプラスチックから外し
両端に0.2mmφのポリウレタン銅線をハンダ付けしました。

線の細いところは、セロテープでコイル本体に貼り付け・・・
これで切れる心配は要りません。

下側のCDにネジ留めしました。
かなりの遠心力がかかるので、ネジ留めしておけば
吹っ飛ぶ心配は要りません。
(ナットとネジは接着剤で固定)

 ネジはM1.4を使用。
日本ではあまり売ってないようだし、売ってても高価ですが
ここだと安く購入出来ます。

CDの中心に2mmシャフト用のギアをネジ留めしました。
(シャフトを通す目的のみで、ギアの役割はありません。)

② LED
上側のCDに穴を開け、
 赤・青・緑・黄・ピンク・黄緑の6色のLEDを差し込み
接着剤で固定しました。

 各列のLEDを逆向きの並列接続にし、コイルに接続しています。
逆向きの並列接続にする目的は、
一つのコイルにLEDを2個接続できることの他、
逆起電力によって、LEDが壊れることを防ぎます。
(LED1個のみ接続だと、LEDは逆起電力により、徐々に壊れていきます。)

③ ①と②を貼り合わせ
 ①と②のCDの間に板を挟んで貼り合わせ
2mm×10cmのシャフト差し込みました。
コイル3個は一方に寄っているので、バランスが悪いです。
バランスの悪いまま、高速で回転させると、
かなりガタガタとガタついてしまうので、
おもりなどを挿入して、バランス調整しておいた方がいいかも知れません。

④ 磁石
板に穴を開け、ダイソーの12mmφのネオジム磁石を埋め込みました。
3個×4ヵ所=計12個使用しています。
(ネオジム磁石1個でも光ますが、光り方は悪いです。)

持ち手部分を取り付けました。
③を④に差し込んで、紐を取り付けました。

強い遠心力がかかるので、回転部分はしっかり作っておいた方が
吹き飛ぶ心配は要らないと思います。

動画を撮影しました。

今回、磁石4ヵ所、コイル3か所です。
コイルを片側に寄せているのは、
LEDが光る場所を均等にしたかったからです。


完成後、
この仕組みでの発電方法を作られてる方がおられないかと調べてみたところ、
懇意にさせて頂いてるジャンクホビー工房の有馬さんが作られてました。
さすが有馬さん!! いつも凄いです。
有馬さんの作品はコイルと磁石ではなく 
ステッピングモーターを使っての発電方法のようです。

ケニスからは、ブンブンこまに磁石を取り付け、
外部に設置したコイルの近くで回転させて、
LEDを点灯させるものが発売されているようです。



これ以外の実験や工作も掲載していますので、
こちらも見てみて下さい。

(Flashで作成しているため、スマホや携帯で見れない場合があります。)


4 件のコメント:

  1. 綺麗に光りながら回転する楽しい玩具ですね、子供は勿論大人も喜びそうです。
    逆転しながら何時までも連続して遊べ、電池が不要なのも良いですね、素晴らしいです。
    防水対策をして屋外の風車に取り付ければ夜綺麗に光って面白そうです。

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    1. 啄童さん、見て下さって、嬉しいコメント下さってありがとうございます♪
      最近、木材加工をするときは いつも、啄童さんのことを思い出しています。
      私ももう少し、うまく加工が出来れば。。。と思うのですが難しいものですね。
      以前、風力発電機を作った時は、
      http://eneene7.blogspot.jp/2016/11/blog-post.html
      0.1mmφのポリウレタン銅線を1万回巻いたのですが、今思えば、ソーラー人形の基板についてるコイル(今回使用したもの)を使った方が良かったかな~?なんて思ったりもします。細くて扱いにくいけど巻き数が多く、誘導電流での発電に適してるような気がします。

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  2. Chieさんこんばんは
    Chieさんが使って居られるAliExpressのギヤードモーターを今月中旬に発注しました。
    4種類の回転数の物をそれぞれ2~4台注文したのですが、昨日と今日3種類だけ受け取りました。
    思ったより小さくてびっくりです、この小ささを生かして4足歩行の動物とか作ろうと今からワクワクしています。
    それにしても、まだ全部受け取っていないのに、さっそく受け取りの確認をしてほしいとメールが来ました。まだ全品受け取っていないと先ほど返信しました。
    現役中に会社でスイスのメーカーから機械部品を輸入する担当でしたその関係でほんの少しだけ英語が分かりますが、スペルを忘れているので発信はやはり私もPC翻訳使っています。
    今回のギヤードモーターかなり精密です、日本のプラスチック製より立派で安価ですね、気に入りました。chieさんのお陰で良い物を手に入れる事が出来ました、有難うございました。
    それから、例の回転振り子タイマー制御に成功しました完成です。


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    1. 啄童さん、AliExpressのギヤードモーターの一部が届いたとのこと・・・良かったです。
      あと1種類も無事に届きますように・・・
      本当にこのギヤードモーターは小さくシッカリしててなかなかいいですよね。
      4足歩行の動物、いいですね~♪楽しみにしています。
      私も以前、こんな4足歩行の動物を作ったのですが、
      ここで使ってるギアモーター・・・これがまた安いんです♪
      http://eneene7.blogspot.jp/2016/06/4-100.html

      啄童さんの回転振り子のタイマー制御、拝見しました。
      エレキットのリレー付間欠タイマーなかなか良さそうですね。
      その上の動物カスタネットもめちゃ可愛いじゃないですか~♪
      啄童さん、会社におられた頃に、
      スイスから部品を輸入するお仕事をされてたことにもビックリです。
      木工関係は、独学&創意工夫でこんなにうまく作れるようになられたのですか?

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