ホールセンサーモジュールを使った永久コマ(回転カプセル)

永久コマはいろんな仕組みのものがあります。

以前には

①2種類の太さのエナメル線とトランジスタ1石を使ったもの

②リードスイッチを使ったもの

③弛張型発信回路を利用したもの

を作りましたが、

今回 ホールセンサーモジュールを使った
永久コマ・・・というより「回転するカプセル」を作りました。

今まではコマ状の永久コマでしたが
今回、磁石を立ててカプセル入れています。
磁石を立てて回すアイデアは相生高校の生徒さんが考えられたものです。
（最後の方に、映像を載せています。）

この装置の面白いところは

棒状のものでつついただけで、カプセルが起き上がって回り始めるところです。

最初からこんな風にしようと思っていたのではなく、

たまたまこんな風に出来て、ラッキ～♪

ホールセンサーモジュールはこのようなものです。

①
ホールセンサーには極性があって、下の写真の場合 ホールセンサーの手前に
S極が接近するとOUT端子(DO)がHighになり、N極が接近するとLowになります。
ホールセンサーの裏側はその反対となります。

ミニブレッドボードにこのモジュールと

ダーリントントランジスタ(2SC4811)を差し込んでいます。

②

ホールセンサーは上のように極性があるので、

センサーはお皿の端の方に貼らないと、途中でブレーキがかかってしまいます。

（モジュールのままでは使いにくかったので、

センサーを取り外しリード線で接続してからお皿に貼りました。）

ホールセンサーとコマの極性の関係について

この図（上から見たところ）のように考えました。

このため、

★ ホールセンサーをお皿の中心に貼ると うまく回りません。

（コマがホールセンサーの右にも左にも行く可能性があるため）

★ 時計回りに回転する装置は、時計回りにしか回らないので

作るとき、回しやすい方を選んでおいた方がいいと思います。

③

基板に青い可変抵抗(100kΩ)がついていますが、

デフォルトは50kΩくらいです。

可変抵抗を右回りに回転させると、

下の写真の2点の抵抗値が上がっていきます。

（抵抗値を高くすると、S極が接近したときのみオフになり、

それ以外のとき(N極が接近しなくても）オン状態になります。）

ここを適当な値にすると、
下の映像のように突いただけで起き上がりやすくなります。
最初に作ったものは100kΩでうまく起き上がったのですが
次に作ったものは45kΩあたりが一番いい感じでした。
色々と変えてみると、ちょうどいいところがあると思います。

④

電磁石はφ0.3mmのポリウレタン銅線を

φ6mm×30mmのボルトに700回巻いたものです。

(コイル抵抗値6Ω)

⑤

それぞれ、土台に貼りました。
電源はUSB(5V)としました。
USBコンセントでも、モバイルバッテリーでもうまく動きました。

⑥

コイルと直列に100Ωの可変抵抗を取り付けてから

ブレッドボードに差し込んでいます。

⑦

カプセルはキャンドゥで販売されてる

「ジャンボビーズ」を使用しました。

カプセルの中にはダイソーのφ13mmのネオジム磁石を2個入れています。

この2枚だけでもうまくいきますが、

φ13mm磁石の横に、φ6mm磁石を貼ったり

M3用のナットを貼ったり、

ホットボンドで固めたりしてみました。

どれもうまくいきますが、それぞれ微妙に動き方が変わると思います。

カプセルを閉めるときにプラスチック用接着剤で固定しました。

ビデオで撮ってみました。

勢いよく回っているようですが、

0.3mmφポリウレタン銅線 700回巻きを使用した場合には

コイル、モジュール、トランジスタ、可変抵抗の発熱はほとんどありません。

つついただけで起き上がる場合、
電磁石とカプセルの位置によって、起き上がりやすさが変わるようです。
私はこの下の状態のときが、最も起き上がりやすい気がしました。

＜リードスイッチモジュールを使った回転カプセル＞

リードスイッチがモジュールになってるものも
あったので、これでも同様に作ってみました。

①
ホールセンサーのときには基板の可変抵抗を100kΩにしましたが
リードスイッチではデフォルトの50kΩで作りました。

②
ホールセンサーと同様に
ミニブレッドボードにモジュールとトランジスタ、
電磁石、電源を差し込みます。

③
リードスイッチは磁石の極性は関係ないので
お皿の真ん中にリードスイッチを貼りました。

④
電磁石はリードスイッチの1cmくらい下にくるようにしました。
電源はUSB(5V）ですが、1.5V乾電池3個直列でも大丈夫です。

 

ビデオで撮ってみました。

ホールセンサーのときのように突いただけで立ち上がる技はできませんが・・・

モジュールになっていなくっても、
リードスイッチ～コイル～1.5V乾電池1個
直列状態でビュンビュン回転するコマを作ることが出来ます。
http://eneene7.blogspot.jp/2015/02/blog-post_16.html

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。

http://www.eneene.com/