智恵の楽しい実験: 大車輪ペンギン

ホールセンサーを使って、

大車輪をするペンギンを作ってみました。

(ペンギンに見えなかったらすみません(^^;)

＜作り方＞
①
ペンギンの胴体は100円Shopのボウリングピン、
目と嘴はゴルフティを使用しました。

当初、ペンギンにするつもりはなかったのですが、
目と足をつけると、なんとなく鳥みたいと？と思うようになり
羽根と嘴をつけて強引にペンギンにしてしました(^^;。
目のLEDはコイン型の電池 CR1632で光らせています。

胸のあたりに、φ4mmのアルミパイプを通しています。

アルミパイプより上は約35mm、下は約50mmです。

上の方は目、電池、嘴等を取り付け、やや重くしています。

下の方は足のみですがパイプからの距離があるのでモーメントが大きく、

ぶら下げると、足の方が下になって落ち着きます。

しかし、下のモーメントは上よりやや大きい程度なので、

ちょっとした衝撃で、ペンギンは回転しやすい状態です。

②

1段目の振り子です。
ペンギンの羽根は1段目の振り子に固定しています。

羽根はプラスチックねんど「おゆまる」で作りました。

③
①と②をつないだところです。
羽根の上の方に穴を開けて、シャフトを差し込み、①のパイプに通しています。
②を1段目の振り子、①のペンギンを2段目の振り子としています。

④
磁石は下の写真のように貼っています。
1段目の振り子にはφ6mm×3mm 7個とφ6mm×1mm 2個を下がN極となるように、
1段目の振り子の木の上にφ6mm×1mm×2個を上がS極となるように、
ペンギンの足の裏にはφ6mm×1mmを下がS極となるように、

磁石の厚み、大きさ等は実際に揺らしながら調整しました。

⑤
土台です。

土台の左右の柱(伸縮アルミパイプ)は、
100円Shopのカメラの3脚のものです。
高さ調整は、1段目の振り子を上に持ち上げ、
ペンギンの足を真下に降ろしたときに、電磁石に接触しない高さとしました。

⑥
電気回路です。
電磁石はM6×20mmのボルトにφ0.3mmを800回巻いています。
φ0.35mmを300回巻きでも、いい動きをするのですが、
コイルの過熱が大きいです。
電源は5V、モバイルバッテリーを使用しています。

配線は下図のようにしています。
今回使ったホールセンサーは「UGN3503」(503 722)です。
先日作成した「磁気浮上装置」では(503 224) を使用しましたが、
同じものを購入したいと思って、同じお店に発注したのですが、
届いたのは(503 722)でした。(-"-;)

プログラムはこちらのようにしてみました。

このプログラムでは最初は手で揺らす必要がありますが、

スイッチオンで自動発進させる場合は、

このような条件式を加えるとうまくいくと思います。

if (rec1<250) {

digitalWrite( 10, LOW );

digitalWrite( 11, HIGH ); }

(N極がセンサーにかなり接近してるとき、反発させる。

250のところは自動発進するギリギリの値を入力)

1段目の振り子が揺れる仕組みは
ホールセンサーが1段目の振り子の磁石の接近又は離反を認識して

上記のプログラムにより、電磁石に流れる電流を変えています。

2段目の振り子のペンギンが大車輪をしたりランダムに揺れる仕組みは
様々な要因が重なった結果だと思いますが、
主な要因は
●ペンギンの足の裏の磁石と1段目の振り子の木の上の磁石が反発すること
●ペンギンの支点(羽根の上部で1段目とパイプ経由で繋がってるところ)
の上と下の釣り合い。
(なるべく、釣り合っている方が回転しやすい)
●1段目の振り子の質量の大きい方が、
ペンギンの揺れは大きくなる。
(木製のところに鉄板を貼ったり、ナットを取り付けたり等)
等々により、
大車輪をしたりランダムに動き回るのかな？考えています。

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10数年前に販売された「頑張れ！回転おじさん」
というおもちゃをご存知でしょうか？