2024年8月25日日曜日

スマイルコースター


前回に続き、Autodesk社の「Instructables」に掲載されている
gzumwaltさんの作品を参考に作成しました。


鉄球とともに目が動くところが可愛く感動しました。
gzumwaltさんの作品と違うのは、
鼻と口も動くようにしたところです。


私が準備した一式です。

3Dプリンターで作成したものは①~⑫ですが、
一部、gzumwaltさんのものとは違います。
あくまで、自分が作りやすいように修正したり作成したりしたものですが、
こちらにアップしたのでもし良ければDLして下さい。
遊びが多かったり少なかったりすると思いますが、
調整して使って頂けたら幸いです。

3Dプリンター以外で準備したものは、写真上から
単3乾電池1本用ケース、単3乾電池1本、
M1.2mm×6mm 2本、M1.2mm×5mm(ワッシャー付き) 2本、M1.4mm×10mm 2本、
スイッチ1個、ギアモーター1個、 ⌀ 6×3mmネオジム磁石3個、 ⌀ 9mm鉄球

ギアモーターは前回と同じギア比が1:298のものを使用しました。
電圧が高いとギアモーターの回転が速くなり、
鉄球がついていけなかったり落ちてしまったりするので、
乾電池1本で動かすことにしました。

目が動くのは⑦のモーター軸を差し込む穴が中心からずれているからです。
これによりモーターが回転すると鼻が円を描くように動き、
目を取り付けた②が鼻の動きに合わせ動きます。



<作り方>
上の写真①にギアモーターを差し込み、
スイッチはM1.2mm×5mm(ワッシャー付き) 2本で固定、
電池ケースは ⌀ 1.2mmのドリルビットで穴をあけ、
M1.4mm×10mm 2本で本体にネジとめ
電池⊕~スイッチ~ギアモーター~電池⊖と接続しました。

⑦の穴に ⌀ 6mm×3mmネオジム磁石(N・SはどちらでもOK)を挿入し
モーター軸に取り付けました。

②に④の目を取り付けました。

目の周囲が黒いと目の動いている様子がわかりやすいと思い
③の目の周囲を黒マジックで塗りました。

顔を⑩に貼るときは、位置合わせをしないと、
右目と左目のバランスがとれないので、
顔には4か所突起を作っています。
位置合わせが出来たら2か所ほどセロハンテープでとめて、
瞬間接着剤で貼り合わせます。

接着剤が乾いたら、ニッパで突起を切断しておきます。(赤丸)
切断しないと、完成後に磁石が回転するときの障害になります。

②の穴を挿入し⑤のナットで固定

⑧口の穴にM1.2mm×6mmのネジを通し、②の小さい穴にネジどめ
ネジは締め過ぎず、口が軽く動く状態にします。

①と合体させて⑥のボルトで固定させます。

⑪のレールの端に⑫の四角の半分くらいを瞬間接着剤で接着し

乾いてから⑩に瞬間接着剤で接着しました。

うまく動くことが確認出来たら、⑨の口のかぶせを瞬間接着剤少量だけで固定します。
ネジにかからないように要注意です。
(上の動画の一番右のオレンジちゃんは上の口を貼り忘れています💦)

これで完成です。



2024年8月16日金曜日

自動逆転マーブルマシン

Autodesk社の「Instructables」を見ていたところ
面白い作品があったので挑戦してみました。
gzumwaltさんの

上下するスライダーが真上や真下に行ったとき
うまく反転するところに感動しました。
私が作ったものはこちらです。

当初、gzumwaltさんがアップされているデーターをダウンロードし
印刷してみたところ、
私の3Dプリンターでは遊びが足りず、固くて動かなかったり、
途中でビー玉が落ちたり、転がらなかったりしたので、
ルーターで削ったり、少しデーターを作り変えさせて頂きました。

まずgzumwaltさんの
で作成した駆動部。
ここがスムーズに動くことが重要です。
「Screw.stl」の溝をルーターで少し広げました。

モーターはこのタイプのギアモーター
ギア比が1:298のものを使用しました。

Slide.stl」を取り付けました。

赤と青のSlideですが、下のように2つのパーツに分かれています。
元のデーターでは上下移動する時、玉受けのところが柱に対して直角でした。
私の場合、これでは時々ビー玉が落ちてしまうので、
斜めになるように変更しました。

gzumwaltさんのSlideは バネでもとに戻すのではなく
⌀ 3mm×1mmの磁石を埋め込んで、その吸引力で戻ります。
磁石を埋め込む穴は1か所でしたが、2か所に増やし、
斜めになった状態で止まるようにしました。
(追加した磁石穴には⌀ 3mm×2mmを使用)


組み立て途中の映像です。
ここの「Track 4.stl」と「Tower 4.stl」(下記映像の黄色とピンク)も
斜めになるように、磁石の位置を変更しました。

全てのレールを取り付けたところです

電源はモバイルバッテリーです。

上に何か取り付けようと思い、M3ネジを使って・・・

まねき猫を乗せました。

まねき猫はこちらからDLさせて頂きました。

最後にビー玉置き場も追加しました。
ビー玉は ⌀ 12.5mmです。



2024年4月25日木曜日

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。
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。

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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。




2024年4月15日月曜日

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。

2023年12月21日木曜日

リードスイッチで制御する電磁石ベル

電磁石ベルと言えば、
このような仕組みのものをよく見かけます。
<TDKのTECH-MAGより>


図にも書かれているように、接点が閉じたり開いたりすることで、
電磁石がオン・オフとなり、
ハンマーがベルを叩いたり戻ったりする仕組みです。

そこで何らかの発振回路で電磁石に流れる電流をオン・オフすれば
うまくベルを鳴らすことが出来るのでは?と考えました。

当初タイマーIC(LMC555)を使って
3~4Hzの発振回路で実験したところ、
予想通りにベルを鳴らすことが出来ました。
そのときは下の映像のベルとクリスマスツリーだけだったのですが、
それを知人に見せたところ、
これにメリーゴーランドがあれば・・・と助言を受け、
それならば!と思いついたのが、
リードスイッチによる発振回路です。

映像のように、リードスイッチモーターとして
飛行機を回転させ、それにより電磁石がオン・オフすることで
ベルを鳴らす仕組みです。

リードスイッチモーターの仕組みはこちらをご覧ください。

作成途中の写真は撮影しておらず、
完成後の写真をアップします。

回路はこのようにしました。

回転飛行機の下の方の白い円形部分に埋め込んだ磁石が
リードスイッチに接近すると、電磁石がオンになり、
白い円形部分に埋め込んだもう1つの磁石が電磁石と反発して回転、
電磁石の右側の白い板に埋め込んだナットが電磁石に引き寄せられて
ベルを鳴らす仕組みです。


回転飛行機の下の方の白い円形部分には2個の磁石を埋め込んでいます。
(この写真で見えている磁石( ⌀ 6mm×3mm)と180度向こう側)
磁石は3個以上でもうまく回転しますが、
回転速度が速くなるので2個としました。
中心の棒はダイソーの「補修用針27本セット」に入っていた、
90mm程度の縫い針です。

飛行機をぶら下げる枠です。
真上には ⌀ 4mm×2mmのネオジム磁石を埋め込み、
上の写真の縫い針をぶら下げています。

クリスマスツリーには8個のLEDを取り付けました。
このツリーは thingiverse.com のこの作品を使わせて頂きました。

電源はモバイルバッテリーを使用し、
このようなDC-DCコンバーターで
5Vを2.5Vに降圧して供給しています。