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。

基盤はこのようになっています。
いくつか分解してわかったのは、配線の色はものによって違うこと・・・
上の写真の緑線と青線が入れ替わったり
写真のようにマイナス極なのに赤線になっていたりといい加減なので、
配線の色より、基盤の位置で判断した方が良さそうです。

 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。

1 件のコメント:

  1. 蛇が上下する原理は蛇でなく円を作ればわかります。
    すなわち円の縁を軸が回るのですがコマのほうが重いので
    針金で作った円が回るのです。
    この説明だと小学生の孫でも理解できまきます。

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