このお祭りはパパさんの提供によりお送りしています。

 

 

 

続:電子回路の勉強になります。

電飾に興味ある方、簡単にサマライズしてみたつもりなので、是非ご覧いただき、理解できない場合はクレームを入れていただければと思います(笑)

まえおき
(本記事は、まえださんから多大なるヒントを頂戴し学ばせていただきました。

論理的に理解できておりませんが、手段・手法としては知識になりました。
いつもいつもいつも本当にありがとうございます。ここで触れるのは適切では無いかも知れませんが、スジボリ、そして船においてはパーツ加工など、今年の完成品は下期ゼロでしたが飛躍的に成長できたのは、まえださんのお陰です。厚く御礼申し上げます。)


早速ですが、こんなLEDを買ってみました、から始めてみます。

購入したLED
 LED定格電流

  0.02(A:アンペア):A
 LEDに電流が流れる電圧

  3.4(V:ボルト):Vf

こんな規格のLEDを買って来たと仮定します。
このLED1個を点灯させるために用意する電源と電圧を考えてみます。
(計算できればあとは該当のものを買って来てキットの中に収納するだけです)

必要な抵抗値を計算する為に覚える式は

 抵抗値:R=(電源電圧:V - LEDに電流が流れる電圧:Vf)÷LED電流:A

これだけ。


(例1 USBを電源としてLEDを光らせたい場合)
使用する電源(V)
 電源電圧USB

  5.0(V):V

用意しなければならない抵抗(R)の抵抗値を計算
 (R)=(V-Vf)/A = (5.0-3.4)/0.02 = 80(Ω:オーム)


 接続する抵抗

  80(Ω)これを買ってきて取り付けます。


(例2 市販のボタン電池を電源としてLEDを光らせたい場合)
使用する電源(V)
 ボタン電池

  3.0(V):V
 (CR1620、CR2032など)


用意しなければならない抵抗(R)の抵抗値を計算
 (R)=(V-Vf)/A = (3.0-3.4)/0.02 = -20(Ω)


 マイナスとなる為、電源の電圧が不足して点灯しません。


(例3 市販の充電用ボタン電池でLEDを光らせたい場合)
使用する電源(V)
 ボタン電池

  3.4(V):V
 (CR2050など)


用意しなければならない抵抗(R)の抵抗値を計算
 (R)=(V-Vf)/A = (3.4-3.4)/0.02 = 0(Ω)
  接続する抵抗       0(Ω)なし


 

(例4 ACアダプタでLEDを光らせたい場合)
使用する電源(V)
 ACアダプタ電源

  12.0(V):V


用意しなければならない抵抗(R)の抵抗値を計算
 (R)=(V-Vf)/A = (12.0-3.4)/0.02 = 8.6/0.02(Ω)


  接続する抵抗

 430(Ω)これを買ってきて取り付けます。



計算だけならただの引き算、割り算のみですから、どなたでも簡単に出来ると思います。

これで、工作にLEDを使用できるようになりますが、実はそう簡単にはいかない問題があります。材料が手に入るか入らないか、という問題です。

接続する抵抗については、1000(Ω)以下の場合、ほとんど流通していませんし、充電式のボタン電池CR2050など人生で1度も見たことありません。

ダイソーの電飾製品から抵抗を抜き出して使う、という手もありますが。ダイソーの場合、抵抗が接続されていないものもあります(例3のパターンで電源のみで調整)。

そうすると、大きな電源に対し、大きな抵抗で対抗せざるを得す、LEDで電飾をするにあたっては、電池ではなく少なくともUSBなどを使用する場合が多いのは、そういった事情もあるのかも知れません。

ここで結論を申しても、USBを電源とするのがベストだと思います。

一方でボタン電池を直列で繋げることによって電圧をパワーアップすることもでき、例えば、(例2)で使用した一般的なボタン電池を2個直列で繋げば6(V)の電源を確保できます。これにより、130(Ω)の抵抗を取り付ければLED1つを点灯させるには十分な電源を得られます。マシ―ネン祭で1/35ファイアボールのノズルを点灯させたのは、この応用で、十分な輝度を得ることができました。寧ろ光漏れ対策をもっと丁寧にしなければならなかったくらいです(当時は何も解らず、あ、光った程度でやってました)。

このような感じで工夫しながら電飾をすることでものすごく幅が広がります。

ちなみにたまたまヤオコーにあったおこちゃま用のガチャガチャにミニ懐中電灯がありましたので回してみました(300円高)。

中には20(mA)のLEDと、ミニボタン電池1.5(V)が3つ直列で繋いでありました。
電源の総計は、4.5(V)となります。綺麗に光ります。ちょうど釣り用のミライト程度の大きさで、輝度もそこそこ。1/100のモビルスーツの頭の中にスイッチ含めて入ってしまう大きさですし応用して使えそうです。

それ考えるとたかがガチャガチャでも良い素材はありますね。

だからと言っていっぱい光らせたいから沢山直列で電池を繋いじゃおう、という発想は危険ですので注意が必要です。

恐らくミニボタン電池では4つ繋げた場合、指が無くなってしまう程の破裂の危険があります。通常のボタン電池でも3つは多分危険だと思います。多分ですが。

あとは電源の電圧がより大きなACアダプタを使用して、抵抗で工夫しつつLEDの数を増やしたりすることが可能になります。想像以上に幅も広く、色々と工夫できそうでこれからの楽しみにもなりそうです。大きな電圧がかかるので導線は太くなりますが。

応用という訳でもありませんが、光ファイバーを使用して、光源としてLEDを使用して内蔵できれば、

・ガンダムのツインアイの発光
・宇宙船に穴開けまくってピカピカに発光
・タイタニック号の夜の客室船窓発光
・艦船や航空機の管制灯の発行(右緑、左赤)
  :

と色々出来そうです。

因みにLED以上に煙(水蒸気)を発生させる水の電気分解の方がより敷居が低く、簡単です(上下逆さにするにはテクニック必要ですが)。

電飾のダイオードの次にステップアップの為に、トランジスタを場数を踏んだのちにあらためてチャレンジしてみたいものですね。

音も出せますし、トランジスタの信号制御をプログラミングできれば、複雑な運動もさせることが理論上可能になってきます。電子工作って面白そうですね。

わたくし決まりきった理論でガチガチの電気回路なら理解できますが、今の所このような電子回路は半導体の特性は理解できますが、回路となるとそういうものなんだ、程度で全く理解できません。

もっと頭が柔軟だったらなぁ・・・・(遠目

以上でこの度の続:電子工作編は終わりです。

ドムの工作が全く手に着きません。

私の場合12/24がラストなので、もう2週間ほどしかありません。

多分LEDとして最小製品の内の1つ。光源が小さいですね。

抵抗付で600円くらいですから安いですね。電車模型用とのことで中国製でした。

抵抗がこの大きさですからLEDが如何に小さいかびっくり

 

開封して驚いたのが、

電源がこの範囲の電圧ならこの抵抗を使え、って丁寧にシールが貼ってありました口笛

こんなに小さなLEDなのに、3Vのボタン電池は残念ながら相手にされていません。

 

はて。

 

どうしたものか。

 

 

 

 

回路も描いてみた。

 

こんな感じでイケるはずなんだけど。

 

 

実際はこんな感じになります。

 

やはり電源の電圧が足ら無いよ~
どうしたものか。

取り敢えず実験。

電池、抵抗、そしてLED。電池は3Vの普通のボタン電池。

うまく光ったという感じ。

 

理論的に並列なら1個点灯させるのと同じなので、どこまで出来るか確認。

 

3個もうまく光った。

ただ、確実に光量は落ちたかな。

それでも光漏れ対策もしないといけないですね。

 

スレート着けると裏に光漏れしてますし。


ほら。

面倒だな。

あまり考えてなかった。

実験終わり。

飯食って風呂入って寝る。

 

 

 



本邦初公開工程表:
 

【作業工程】
第1工程 仮組み
(1)仮組み
(2)分解


第2工程 左右脚部
(1)脹脛を左右に分解【左・右】
(2)足首から3連ノズルを取り外しポリキャップ回収【左・右】
(3)0.3mmプラ板でランダムスレートの外枠作成>1個
(4)中心線を左右対称にスジボリ【左・右】

(5)スジボリ跡をたがねなどでトレースしてエナメル溶剤投入【左・右】
(6)分割完了後、スレート左右を接着し、ダボ穴、などを削り取り【左・右】

(7)3mm棒受を1mmプラ板で作り、3mm棒を接着後、スレートへ接着【左・右】
(8)3連ノズルの表側へ3mm穴開口【左・右】
(9)3連ノズルのスレートへの着脱がこれで担保【左・右】


第3工程 左右脚3連ノズルの電飾
(1)ノズル真ん中鋭角を平衡化して2mm穴で開口【左・右】
   (3連ノズルとスレートの受け軸になる)
(2)1mmプラ板でPCの両受治具をスクラッチして2mmPC取り付け【左・右】
   2mmランナーで3連ノズル+スレートと接続。【左・右】
   ポリキャップの引き出しと上下稼働で引き出し開閉のみ担保

(3)脚部各ノズルに3mm穴開口【左・右】
(4)ノズルに取り付ける3mmプラパイプ内にLEDを透明レジンで硬化【左・右】
   導線も3連ノズルで並列繋ぎとして収束できるよう短くする【左・右】
   (これにより(3)との着脱が可能になって塗装が楽)
   一旦LEDは取り外し【左・右】
(5)導線の収束とハンダ付け 再設置の後点灯確認【左・右】
   以上で脚の3連ノズルの点灯担保

第4工程 左右膝、腿の工作
基本はほぼノーマル
(1)膝関節の内部に導線が通る様2mm穴で開口
(2)導線が通るか確認し、腿内側部品の最上部に開口し、導線を貫通させる
(3)仮組して、稼働状況を確認

第5工程 腰部と腰部3連ノズル
(1)基本的に場所は現在の位置として、3連ノズル内部を3mm穴で開口
(2)ノズルに取り付ける3mmプラパイプ内にLEDを透明レジンで硬化
   導線も3連ノズルで並列繋ぎとして収束できるよう短くする
(3)一旦LEDは取り出しておく

第6工程 胸部整形
主として内部の整形
(1)ボタン電池ボックス内臓スペースの担保
   現物合わせで削り込み
(2)同時並行でマイクロスイッチの取り付け場所についてもスペース担保
(3)取り付けスペースが確保出来たら一旦仮組
   特に脚部、腰部から伸びてくる導線について状況を確認すること
   点灯試験

第7工程 全体のディティールアップ
(1)表面処理
(2)全体のスジボリ(足首/脹脛/腿/腰/腹/胸/肩/腕)
(3)全体のデコレート
(4)全体のコンパウンド

第8工程 傷などの確認と補修
(1)全体にサーフェイサー塗布
(2)コンパウンド (1)(2)の繰り返し

第9工程 塗装
(1)塗装
(2)デカール貼付
(3)トップコート