ジンバル機構の回転磁石

2024年4月21日にZOOMで参加させて頂いた「横浜物理サークル(YPC)」で

面白そうなものを作っていらっしゃる方がおられたので、

私も真似をして作ってみました。

この↓動画は棒磁石を使って動かしています。

このような機構を「ジンバル機構」と言うそうです。

Wikipediaにはこのように書かれています。

「ジンバル（英: Gimbal）は、1つの軸を中心として物体を回転させる回転台の一種である。軸が直交するようにジンバルを設置すると、内側のジンバルに載せられたロータの向きを常に一定に保つことができる。例えば船舶や航空機に搭載された、ジャイロスコープ、羅針盤、焜炉、ドリンクホルダーなどが一般にジンバルを使って地平線に対して常に垂直を向くようになっている。

私が作ったものはこちらです。

白い部分は３Dプリンターで作成し、

赤丸のところに真鍮くぎを差し込んでいます。

長さは10mm、直径は約1mmです。

中心の磁石は ⌀ 6mm×3mmのネオジム磁石を11個使用しています。

このデーター(stl形式)をアップしたので、

良ければ使って下さい。

https://www.eneene.com/x/3dmag.zip

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電動で回転するようにしてみました。

電源はモバイルバッテリーです。

モーターはギア比1:48のTTモーター、

速度調整が出来るようにモーターコントローラーを使用しています。

白い板に ⌀ 6mm×3mmのネオジム磁石を埋め込み、

その磁石の表側に⌀ 12mm×3mmのネオジム磁石をくっつけました。

ダイソーの「ソーラーガーデンライト」のLEDをカラフルに♡

ダイソーで販売されている「ソーラーガーデンライト」

最近は100円のものだけではなく、

200円や300円のものも数種類販売されていますね。

今回はこの写真の一番左(100円)を使って、

カラフルに光の色が変化するように改造し、

猫の額ほどの我が家の庭にたくさん飾ってみました。

ソーラーパネルがついている黒い部分を開けるとこのようになっています。

単4ニッケル水素電池は100mAhとかなり少ない容量です。
(市販されている単4ニッケル水素電池は800～1100mAh程度のものをよく見かけます。

その代わり電池1本が200円前後でしょうか・・・

この装置は電池以外にもソーラーやIC・コイル・LED・本体までついて100円なので格安ですね。)

XY8018(ソーラーLEDドライバ)とコイル200μH

XY8018(ソーラーLEDドライバ)のデーターシートは

こちらです。

データーシート1ページ目の「応用1」のところ

買ったばかりの「ソーラーガーデンライト」は

下図左のようにXY8018にコイルとLEDが取り付けられています。

右図のようにダイオードとコンデンサで整流し、

LEDを7色に光るLEDに交換すると、7色に光るようになります。

7色に光るLEDはこのようなものです。
https://akizukidenshi.com/catalog/r/riled/

実際に改造するのはそれほど難しくなく、

ついているLEDを切り取って、

スイッチに近い方の足にダイオードのアノードをつなぎ、

下図のように接続すれば完成です♪
(当初、黒いチューブの方にダイソードをと書いておりましたが

いくつか分解したところ、黒いチューブは違う足についているものもあり

目安になりません。)

改造前のLEDの端子電圧です。

ニッケル水素電池1.2VをLEDが点灯する電圧まで昇圧するために

発振回路になっているので、

整流しないと色が変化するLEDは最初の1色目が高速点滅を繰り返すだけです。

(色が変化するLEDは電流が流れ続けないと色が変化しない)

改造後のLEDの端子電圧です。

ほぼ直流となり、電流が途切れないので色が変化する。

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最後にLEDには拡散キャップをとりつけ、
本体の透明ケースの内側にコピー用紙をカットして巻きました。

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我が家の庭はとても日当たりがいいおかげで

実験初日は朝の5時でもまだ点灯していました。

電池は1年程度で交換が必要だそうです。