2018年6月26日火曜日

ダイソーの「光るハンドスピナー」を電動回転

先日、Facebookでダイソーで「光るハンドスピナー」が
なんと!! 100円で販売されてると教えて頂きました。

ダイソーに行くと
2種類の「光るハンドスピナー」が販売されていました。
・3色LED3点灯パターン
・18通りの点灯パターン
 私は特に後者の凄さにビックリ!!
これ、本当に100円?と思うくらいに良く出来ていました。

参考までに左はダイソーで100円で購入したもの
右はAliExpressで1.98$で購入したもの
左はフルカラーLEDが7個ついていて、
赤・青・緑以外にも黄・ピンク・シアンなど光ります。
右は青4個、赤4個、緑2個のLEDでその3色しか光りません。
改めてダイソーの方に1票!!

光るハンドスピナーは、手で回しても綺麗ですが
しばらく眺めてたら、電動で回したくなり
電動の回転装置を作ることに・・・

モーターで回すことも考えたのですが
ハンドスピナーらしく、指で持つ中心の丸いところは固定し、
周囲の3辺が回転するように、弛張型発振回路で回すことにしました。
(ハンドスピナーの中心にモーター軸を差し込んで回すと、
中心の丸いところはモーター軸と一緒に回転しますが
周囲の3辺は、それより少し遅れて同じ方向に回ります。回転速度も少し遅め?)

 塩ビ板(100均のカードケース)をドーナツ型に切り
3か所にクッションタイプの強力両面テープで
ダイソーのφ13mmネオジム磁石を貼りつけ
その上からテープを2重巻きにしています。
磁石は同じ極性が同じ方向を向くように貼っています。

①をハンドスピナーにねじ止めしました。
(ネジはM1.2×3mmで6か所留めています。)
ハンドスピナーの中心には、M2シャフトが入る穴を開けています。

コイルはミシン用のボビンをベニヤ板にネジ留めしてから
φ0.35mmのUEWを240回巻きしました。
(写真は300回巻きですが、この後 巻き数を240回に減らしました。)

③を柱に取り付け、土台の板に貼っています。
 ⑤
回路はブレッドボードを利用して組み立てました。

コイルがオンになったとき、磁石とコイルが反発する極性にします。

ブレッドボードと電池ケースを板に取り付け、
柱にシャフトを差し込み、

ハンドスピナーをシャフトに差し込んで出来上がりです♪
ハンドスピナーのスイッチと回転装置のスイッチを入れて、
最初は手で回します。
(恐らく8回転/秒 以上の初速度で回さないとすぐに止まります。)
時計回り、反時計回りどちらに回してもOKです。

動画で撮影したのですが、あまり綺麗に撮れず、
途中から写真を載せています。

でもよくよく考えてみると、
ハンドスピナーとしての役割は何もしていないので
綺麗な光を見るだけなら、
発光部品だけを取り出して回してみようと思って
このようなものも作ってみました。

こちらの方が軽く回すことが出来るので、
乾電池1本で作りました。
磁石もダイソーのφ6mmのネオジム磁石4個にしています。
中心シャフトの上下にもネオジム磁石を使用しています。
この方式だと摩擦抵抗が少なく、良く回ります。

十字の木の上に乗せてる白くて丸いものに
7個のチップLEDが付いていて、ICで制御されてるようです。

コイルはφ0.3mmを400回巻きにし、
 回路もコンデンサ容量を変えました。
(コンデンサは1μFを2個直列に使用 
0.47μFがあれば良かったのですが持っていなかったので・・・)




ハンドスピナーを使った装置の方の波形を見てみました。
1周期は磁石1個分、磁石3個で1回転となり、
1回転するのに約130m秒かかっていました。
(1秒間に約7.7回転)
下の木製装置の方は、240fpsのハイスピードカメラで確認したところ
1回転あたり、233msでした。

このハンドスピナーの電池交換は
カッターナイフ等で蓋を開けて、発光部品を取り出します。
(指で押し出すと、白いケースごと取り出せますが、その蓋を開けるのがまた大変です。)

電池はCR1632が使われてました。
購入した中に1個だけ ちょっとした衝撃で
すぐに消灯してしまうものがありましたが
この赤丸のところを押し込んで電池の接触を良くすれば 直りました。

発光装置は18点灯パターンを繰り返しますが、
約3分でスイッチが切れ 消灯してしまいます。
消灯したら、また1からやり直しとなります。

2018年6月3日日曜日

電動&光る「ヘビごま」

先日、Facebookで三重県・山上先生の「磁石CDコマ」の映像を見て感動!!
滋賀県・浅井先生に「これは昔からあるヘビこまだよ」と教えて頂き
青森県・野呂先生も 早速 試作して下さって感謝です。
私も挑戦してみました!!

三重県・山上先生は
「子どもアイデア楽工」の校長先生をされてます。
素晴らしい活動ですね。

まずは手動の<磁石CDコマ>から・・・


軸はダイソーの洋蘭支柱(φ7mm 鉄製でパイプ状)を使用しました。
下の方にビニールテープを巻き、12cmCDの中心穴に挿入。
(CDは2枚貼り合わせています。)

軸をホットボンドで固定し、先端にφ5mmの球形ネオジム磁石を
磁力でくっつけています。
(実はパイプ内径より磁石はほんの少し小さいのですが
パイプカッターで押さえ気味にカットすると、うまく止まります)

映像の黒く動くもの(ヘビ)は、
100均のホワイトボードから取り出した鉄板をカットし、黒い紙を貼ってます。

次に<ダイソーの「光るコマ」>
うまくいかないかなぁ?と思いやってみました。

この映像のようにバランスを崩してすぐに倒れてしまいました。

「光るコマ」の中はこのようになっています。

透明のケースの中に小さなバネが見えますが
これがLED&音のスイッチになっていて、
コマが回転した時の遠心力により、
スイッチオンになって、LEDが光り音が鳴る仕組みです。

下の方に穴を開けて鉄製シャフトを差し込み
磁石の同じ極がシャフトに向くように貼っています。

<電動ヘビこま>


割と安定した動きになりました。
モーターは軸が長いものを使用しています。
以前、こちらで購入したものですが、
今は売り切れになってるようで、
恐らく、これが同じ商品と思います。
バッテリーは100mAhのリポパックです。
(以前作った「光ファイバーこま」のモーターや電池と同じものです。)

リポパック(リチウムポリマーバッテリー)は、
取扱いを間違えると火災や怪我の危険性がありますので、
取扱には十分な注意が必要です。 
こちら ↓ の注意事項をご確認ください。

シャフトに外径8mm、内径3mm、厚さ3mmのネオジム磁石を貼っています。

3種類の<電動&光るヘビこま>に挑戦!

①上で使ったダイソーの「光るコマ」のLEDと基盤を使用


基盤をそのまま、電動コマに乗せ、モーターと並列に電池につないでいます。
最初スピーカも貼って回してみたのですが、バランスをとるのがむずかしいのと、
回転速度が遅くて遠心力スイッチが入りにくく音が鳴りにくいので断念しました。


②イルミネーションLED 6個使用


アイス棒に7色に変化するLED6個を取り付けて電動コマに乗せ
モーターと並列に電池につないでいます。
(ダイオードを入れないと7色に光が変化しないです)

③ダイソーの「光るスティック」の基盤使用


<③は以下のように作りました>
モーターは上で記載した、軸の長いものです。
モーターのサイドと上に板を貼っています。

 リポパックに充電用の端子を取り付け
モーターにダイオードと抵抗を取り付けました。


 ダイソーの「光るスティック」青色・ピンク色の2色が販売されています。

これを分解し基盤を取り出しました。

 左から青・緑・赤・紫・黄・ピンクのLEDをアイス棒に差し込み

(緑・ピンクの短い足)→もともと緑がつながっていたところへ
(青・紫の短い足)→もともと青がつながっていたところへ
(赤・黄の短い足)→もともと赤がつながっていたところへ
基盤はアノードコモンなので、長い足は全て上の基盤の一番右に接続しました。

これを本体に取り付け、

 軸にリング状のネオジム磁石を差し込んでいます。

8cmCD2枚重ねしたものに、プーリーをネジ留めしています。
(プーリーはモーター軸径に合わせたものです。)


ヘビは針金で色々と作ってみました。
上の3つはφ1.6mmのスチール針金、
一番下はダイソーの洋蘭支柱の被覆をはがしたもの(φ2mm弱)です。
エッジのところでコマが止まってしまうことが多々あるのですが
その対策として
①ペンチで切ったところをフラットになるようにルーター等で削る
②なるべく太い針金を使用する
完ぺきではありませんが、大体うまくいくようになりました。
細い針金は一部が浮いて高低差が出来てしまうので
その対策として、端の方をらせん状にしてみました。

へびを取り外した状態で
まとめて7個 回してみました。


かなりピンボケだし、うまく撮影できなかったのですが
実際には、残像効果もあり もう少し綺麗です😅


鉄製のヘビが動くのは、モーター軸に取り付けた磁石により
モーター軸が磁化されて、ヘビが軸にくっつき、
モーターが回転することで、ヘビが送られていく感じです。
そのため、ヘビをアルミや銅の針金で作ってもうまくいきません。

なぜ、コマの方はあまり動かず、ヘビが移動するのか?
良くわからないですが、重量差によるものでしょうか?
針金を手で押さえた状態で回すと、コマが移動するのですが、
時々 はじかれて飛び出すような感じになり、
動きはあまり良くないです。


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。

2018年6月1日金曜日

100均のリモコンカーをオートライトカーに改造

簡単に作れる工作として、暗くなったら光るものを考えていたとき、
100均のリモコンカーをオートライトカーに改造することを思いつきました。
(なんせ自分の車にはこの機能がなく、以前から羨ましく思っていたので・・・😅

まずは映像から・・・

100均のリモコンカーは
電池ケースと手元スイッチが一体化されていて
緑・赤ボタンを押すと、車が前進・後進します。
 電池ケースを分解すれば、電子部品等の制御ではなく
意外に簡単な仕組みで出来ていることにビックリします。

今回はこの機能は残したまま、
暗くなると前照灯が点灯する機能を付加します。

回路図です。

抵抗は10k~100kΩ程度でいいと思います。
抵抗値が小さいほど、少々暗いくらいで点灯します。
(極端に小さくすると暗くても点灯しっぱなし、大きすぎると点灯しない)

<参考 明るくなると点灯する回路>
今回の工作は暗くなると点灯する回路ですが、
逆に暗いとき消灯、明るいとき点灯する回路です。

この場合も抵抗は10k~100kΩ程度でいいと思います。
抵抗値が小さいほど、かなり明るくならないと点灯しません。
(極端に小さくすると明るくても点灯しない、大きすぎると点灯しっぱなし)

前照灯はボディーに0.8mmドリルで穴を開け、
LEDの足を差し込んでいます。
青色LEDを2個並列接続にしました。

可視光のフォトトランジスタは上の方に、
LED用のスイッチを車の後ろの方に取り付けました。
いずれも、ボディーに0.8mmドリルで穴を開けています。

配線は25Holeのブレッドボードを使用しました。



私が作ったものは、車とLED点灯回路の電池を分けていますが
熊谷さんが、車と点灯回路の電池を共用した場合の回路図を書いて下さいました。



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。