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コッククロフト・ウォルトン回路で火花放電

またまた久しぶりの更新です。どんどん更新頻度が落ちてきています。しかし更新頻度はなかなか上がらないでしょう…


今回はとあるサイトを参考にして、コッククロフト・ウォルトン回路を組んでみました。

コッククロフト・ウォルトン回路は、コンデンサーとダイオードを使った昇圧回路です。2段、3段と繋げば出力される電圧も理想的には2倍、3倍となり、またコンデンサーやダイオード一つあたりにかかる電圧は何段繋いでも入力電圧の2倍程度(多分)となるので耐圧をそこまで高くしなくて良く、便利な回路です。

「コッククロフト・ウォルトン」というのはこの回路を考えた2人の名前なのですが、「コッククロフト」と略されることが多くてウォルトンさんがかわいそう…!でもこういうことって他にもよくあることかもしれませんね。

また、この回路、実は東大の2011年前期の物理の試験に出題されています! 知名度が上がって作る人が増えるのでしょうか。高電圧なので初めての電子工作として作るのはあまり良くないと思いますが…(汗)


部品。
CIMG6637.JPG

秋月で買った1000pF、AC250Vのセラミックコンデンサ(といいつつ耐圧は4kV)を8個、耐圧1000Vのダイオード1N4007を16本と、あと家にあった使い捨てカメラのフラッシュ回路を使いました。
使用済みの使い捨てカメラは、カメラ屋さんに行ったら10個も貰えました。(この時コミュ障を発揮してしまった…)

他にも電池ボックスやタクトスイッチ、ケースも使いました。


CIMG6640.JPG
使い捨てカメラからはこれらの部品を取り外して使います。コッククロフト・ウォルトン回路に入力するための発振、昇圧回路となります。

CIMG6671.JPG
回路を組んで放電実験。どれくらいの強さなのか分からないので感電には十分注意して、ゴム手袋をして行いました。

PicsArt_1359810418268
ケースに組み込んだところ。左側の電池ボックスに電池が入っています。単四3本です。
勝手にスイッチがオンになるととても危ないので、タクトスイッチを中に入れて外の穴から細い棒で押すようにしました。


ここからは放電の様子の写真。

CIMG6752.JPG
このときの電極間距離は約6mmでした。

シャッター速度を速くしてみると。
CIMG6766.JPG

そして動画。



放電を眺めるのは楽しいですね。
このような回路を組む方は、くれぐれも自己責任で!
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LCメーターの製作

電子マスカットさんの記事を元に、LCメーターを作りました。
電子マスカットさん、ありがとうございます。

コンデンサーの測定器は持っていたのですが、コイルのインダクタンスの測定器は持っていなかったので。

【使用した部品たち】
CIMG0796.JPG

※この中にない部品で、製作中に急遽使うことになった部品もあります。



まずは基板を切ります。僕は、普通のカッターで切れ目をつけ、ニッパーを使って少しずつ折ってます。
CIMG0797.JPG


そして半田付け。
CIMG0798.JPG


CIMG0799.JPG

我ながら、割ときれいにできたと思います。コントラスト調整用の半固定抵抗は後で、基板の裏に取り付け直しました。

PICはパソコンに繋いでプログラム書き込み済み。
LCDも取り付け。基板とはコネクタで繋いでいるので抜き差しできます。
使用したLCDは、バックライトなしです。暗いところで使うことがあるほど頻度高く使うわけじゃないし、明るいところではバックライトなくても十分見えるし…ということです。

CIMG0800.JPG

ケースも加工して、スイッチや端子などを取り付け。電池ボックスはサイズがちょうどはまりました。

CIMG1310.JPG

そして完成。

CIMG1311.JPG

端子は、左の緑、黒のと右の赤、黒のとありますが、中で並列に繋がれているので、どちらでも測定可能です。左はリードのついた普通の部品を単体で測る場合、右はバナナプラグを入れて、より大きな部品を測る場合などのためです。

測定器としての精度は、中の回路に使用したインダクタにもよりますが、ある100μHのインダクタは、99.23μHと表示されました。(他の品種の100μHはまた違ったり…)
でも、普段の電子工作には十分利用できる精度です。
結構巻いた自作コイルを測ってみても4μHしかなかったので、市販品のコイルはかなり巻いてあるんだな…と実感したり。

iPodのスピーカースタンドの製作

100円ショップで買った、DS専用のスタンド。
写真 1


普通はこうやって使うもの。

写真 2


iPod touchも乗りそうだったので買いました。


結構スペースがあるので、アンプとスピーカーを入れることにしました。


スピーカー2つと単四×2本を入れたかったのですが、固定する棒があるため入らない…
(スタンドを閉めるときに…)
写真 3
(アンプ部は小さいので入ります)



そこで思いついたのは、棒自体を取り替えること。

結構硬い針金で作りました。
写真 4
こうすればちゃんと開閉できます。



ということで、単四×2本を電源として、秋月の安かった4cmφのスピーカー2つを鳴らします。
(ステレオで)

アンプは、HT82V739というICを使ってます。



iPod touchの回路図シミュレータアプリ「iCircuit」で回路図を描いてみました。

iCircuit
↑iTunesが開くと思う。


写真 10



片チャンネルだけで、ICがよく分からなくなっていますが。
結構これを描くのに時間がかかりました。
(この回路図はデータシート通りです)

このアプリ、頻繁に落ちるのが欠点です…


材料は、こんな感じ。
写真 5


撮り忘れていた部品たち。
写真 6


線は、まあ適量。



ICやコンデンサを基板に半田付けして、導線で繋ぎます。

写真 7



オーディオの配線に普通の細い線を使っちゃってますが、僕が聴いたところノイズはそんなに多くなかったので良し、ということで…


写真 8


スピーカーはスタンドに取り付けただけで、エンクロージャーは!?って感じですが、スタンドを閉じたときに収納できるようにすると、エンクロージャーは付けられないかと…

(付けた方がもちろんいいのですが、僕はそんなに気にしないので…)

前面だけなら板を取り付けられそうですが、これは、いつかやるかもしれません。



iPodのDockコネクタと音声ケーブル用の穴を開けたので、iPodをこのように置くこともできます。
写真 9



材料をまとめてみました。

スタンド×1 …105円
電池ボックス(単四×1本用)×2 …126円
スピーカー(4cmφ、0.7W)×2 …140円
HT82V739×2 …100円
電解コンデンサ 1μF×4 …40円
スライドスイッチ×1 …60円
3極3.5mmジャック×1 …20円
基板(切った余り)
線材(適当に)
針金(ちょっとだけ)
半田(その辺の)
セロハンテープ(その辺から)

合計 591円


でした。他に音声ケーブル(ステレオ3.5mmオスーステレオ3.5mmオス)もありますが。



ちなみに、今日で僕はブログを始めてちょうど1年でした。

だんだんと更新ペースが落ちていっていますが、電気のネタはあるので、まだ更新し続けます。

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