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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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秋月 夏のおたのしみ袋

秋月電子通商には、1月に続いてこの夏休みにも1000円のおたのしみ袋が売られていました。
店先で袋を眺めていると、ペルチェ素子のようなものが入っている袋を発見。しかも5枚も入っていました。
ペルチェ素子は欲しいけどちょっと高いのでこれは…と思いこの袋を衝動買いしました。

でもそのときは本当にペルチェ素子なのか、ちゃんと動くのかなど心配でしたが、5枚も入って、さらに他にも電子部品がいろいろ入って1000円なら得だろうと思いました。

(極性は書いてありましたが、普通に売られているペルチェ素子より分厚かったのです。)


そして開封。まず1枚目のペルチェ素子を取り出し、エネループ4本の電源に繋いでみると…


確かに片面が温まり、もう片面が冷たくなりました!



さらに他の電子部品も取り出し、あと4枚のペルチェ素子もそれぞれ調べてみると、5枚ともちゃんと動作しました。

結構いい感じです。
ジャンクなので何アンペア流せるとか全く分からないのですが、ちゃんと動作するので良しということで。



さて、今回買ったもの。
CIMG4943.JPG



LEDが多いです。イルミネーションを作ってみたくなったので。あと2.3~5.5Vの入力電圧で5~25V可変の出力電圧、出力電力5Wの昇圧電源モジュールも。USB電源などに使えそうです。
あと写っていないのですがペルチェ素子の放熱用両面テープも試しに1枚。



秋葉原で無料配布だったものたち。

CIMG4949.JPG


秋葉原の地図は基板のデザインで建物を集積回路やチップコンデンサなどに見たてているのがいい感じです。
「ラジ館」は、「アニメ・ゲーム・ホビー」、「PC・パーツ・オーディオ」、「カルチャー」、「グルメ」の4分野それぞれの地図と、その中からピックアップされた店の情報が載っています。



おたのしみ袋に入っていたもの。

CIMG4946.JPG


・ポリエステルフィルムコンデンサ(103JT)…70個
0.01μF±5%、Tってなんでしょうか?製造年とか?
・電解コンデンサ33μF16V…12個
黒色です。もともと小袋に分けられてはいませんでした。
・電解コンデンサ47μF16V…45個
茶色です。これも自分で袋に分けました。
・電解コンデンサ2200μF50V…6個
・スライド型可変抵抗100kΩBカーブ…3個
端子の数が4本+固定用2本なのでまだ何かあるのかも。
赤色LED…54個
黄色LED…99個
100個ではなかったようです。
黄緑色LED…16個
LEDはいずれも直径約3mmの表示灯レベルです。色によって形が少しずつ違います。
・差し込み型コネクタ
秋月のスピーカーや電源配線の接続用に使われているような白いプラスチック製端子の、4穴のものと5穴のものがひとつずつと、その中に差し込むための金属製メス端子が8本です。
電気工事に使う、単線ケーブルを一旦差し込んだら抜けにくいというやつに似ています。
・ACファン15W
コンセントに繋いで使うらしい、15WのACファン。扇風機に向けたらよく回り、端子にオシロスコープを繋ぐと0.2Vくらいの正弦波が出ていました。100Vのコンセントに繋いだらどうなるんだ…
「高所取付用」と書かれていて、指を入れたら終了のようです(笑)
・ペルチェ素子…5枚
僕の目当てであったペルチェ素子です。これだけで元取れてます。何に使うかって定まった用途は考えていませんが、友達や後輩に使いそうな人もいるし、面白い部品なので。


あと写っていないのですが単三4本用のスイッチ付き電池ボックスも。同じものを持っていたので、普通に売れるものだと思いますが…
(コンデンサとかも普通にいい感じなのに)


こんな感じでした。

1月のときはよく使いそうな部品がたくさん入ったものでしたが、今回はペルチェ素子目当てでした。

普通に買ったときの合計金額を計算しなくても、ペルチェ素子だけで元は十分取れています(笑)

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。

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