2017年8月22日火曜日

夏休み工作

長女の技術家庭科の宿題として、ロボット制作があった。具体的には、ロボットの駆動部分のみ授業で作ってあり、これにあうボディーを作るというものだ。駆動部分は、
http://portal.nifty.com/kiji/140513164102_1.htm
のように、4個のモータ軸が直接床に接触するタイプで、全長10cmになる。ロボットというより車である。何を使って作っても良いが、学校から支給されたのはボール紙1枚だ。娘の友人はこれで車体を作り、折り紙で飾りつけしたようだ。

小学校の図画工作はやめて、 娘と相談して、アクリル板でロボットらしい体を作り、それにLEDをはめ電飾する事にした。技術家庭科で作った無安定マルチバイブレータ回路で、電飾を点滅させる事を考えたが、むしろリング発振回路で3色のLEDを光らせる事にした。参考にしたのは
http://www.e-ele.net/3Tr3LED_Flasher.html
http://ncp.silk.to/usadtc/radio/07flash/02.htm
http://rtmrw.parallel.jp/led-work/transistor/transistor-6/transistor-6.htm
である。
部品は手持ちのジャンクパーツから探した。我が家では、100均で買った古い玩具を分解したり、古い家電を分解して取り出したものをためてある。5mm方眼紙で部品配置を考え、ユニバーサル基板に組み立ててもらった。LEDは、赤、橙、緑各4個に増やした。トランジスタには8050を使った。配線方法は
http://www.murata.com/ja-jp/campaign/ads/japan/elekids/ele/craft/knack/universal
を参照。


娘が最初に組み立てた回路は発信しなかった。良く調べると、3個の8050のうち1個だけ、端子の出方が違っていた。これを直すと発振した。

また同じ色に見えるLEDでも半導体が異なるものがあるようで、並列つなぎにした時光らないものがあった。そこで並列つなぎできる組み合わせを探した。

困ったのは電源だ。右または左用のモータ端子から取り出せば良いが、前進と後退で+-3Vと極性が反転する。ダイオードブリッジで整流すると、1V以上電圧が下がるので、LEDは点灯しない。案としては
(1) 半波整流で2.3Vとして、 百均で手に入る昇圧回路を使う。前進時のみ光る。昇圧回路への改造は
http://www.kansai-event.com/kinomayoi/koneta/dcdc2.html
http://airvariable.asablo.jp/blog/2009/11/08/4683348
と色々見つかる。が入力電圧がぎりぎりだ。とりあえず
セリアで、シガーソケット->USB変換器を購入して分解して改造した。まだ動作チェックしていない。
(2) ダイオードブリッジで整流し1.6Vとして、これを昇圧する。ロスが多いし昇圧回路が安く手に入らない。
(3) 半波整流せず、入力を逆電圧で加えたらどうなるだろう。
ダイソーの乾電池式モバイルバッテリー
http://blog.livedoor.jp/luoeng/archives/50031378.html
(100円)で試した。電池を逆に入れると、電池と電極間に僅かな隙間ができて通電しない。ここを短絡すると、ICが発熱して香ばしい匂いがした。逆電圧は保護されないようだ。

昇圧回路は娘には難しいので、別の電池を積むことにした。まず軽いボタン型リチウム電池CR2032を使ったら、電流不足(電圧降下)で緑LEDがつかなかった。そこでシャーシに収まるサイズで電圧4.5Vを得るため、単6電池3本を使う事にした。
セリアで9V電池を購入し
http://www.geocities.co.jp/SiliconValley-Oakland/1525/6LR61/
にあるように分解して貰うと、6本の電池が手に入った。電源スイッチがいる。

その他のアイデアとして、
(a) ダイソーで買った、7色発光LED2球(100円)をボディにつける。
(b) マイクロスイッチをボディ前後左右に計4個つけ、接触センサーとする。これをタイマー回路につなぎ、リレーを使ってモータを反転させる。これはちょっと凝りすぎだろうか。