コンパクトな圧電チェーンライト。チェーンで真鍮板を摩擦すると,圧電スピーカが振動して発電し,LEDが点灯する。 |
○こんな実験です 連続的に発光する,コンパクトな圧電チェーンライトを製作します。チェーンで真鍮板を摩擦すると,圧電スピーカが振動して発電し,LEDが点灯します。電池不要の自家発電によるライトです。 ○こんなことが学べます 圧電素子を変形させると,電圧が発生する圧電の原理を体験できます。 圧電スピーカに電圧をかけると変形します。逆に振動させると,連続的な圧電素子の変形が交流の電流を生み出します。 廃棄の困難な乾電池を使わないため,環境に優しい,半永久的に使えるライトであることが分かります。 ○こんな仕組みです 水晶の単結晶やチタン酸バリウムなどは、力を受けて歪みを生じると,その表面に電荷が発生します。これを圧電効果と呼びます。圧電素子はこのような圧電材料を利用したものです。 チェーンの凹凸が金属板をこすって振動させると,圧電ブザーが振動して交流を発生し,2個のLEDのプラス側とマイナス側を接続しているため,2つのLEDが交互に発光します |
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動画を見る ○準備しよう 圧電スピーカ,高輝度赤色発光ダイオード 2個,チェーン 15cm,真鍮版 0.5mm厚 2cm×5cm,板材 2.5cm×4.5cm×0.5cm 2枚,やすり,半田ごて,半田,ビニルテープ |
回路図 |
真鍮板にチェーンの通る穴を開ける |
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○作ってみよう @ 真鍮版を長方形に切り出し,上の方に穴を開けます。 A 真鍮板に圧電スピーカを半田付けします。 B 回路図のように,2個の発光ダイオード(LED)の互いに正負側をまとめ,圧電素子に半田付けします。 C 木片を真鍮版の支えとして2枚切り出し,LED部分をやすりで丸く削り取ります。 D CにBを乗せ,ショートしないようにビニルテープで巻いてもう一方の木片を重ね,ビニルテープで固定します。 E 真鍮板の穴にチェーンを通します。 |
真鍮板に圧電スピーカを半田付けする |
回路図のように接続する ショートしないよう注意 |
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○製作の注意 圧電セラミックは圧電スピーカの真鍮板からはがれやすいので,固いものをぶつけないようにしよう。ケースに収納されているタイプは,取り出すときに注意しよう。 ○使い方 圧電ライト本体を水平に支え,チェーンを真鍮板に当てて上下にすばやく,強くこすります。 ○開発にあたって ビー玉をぶつけて光らせるライトでは,衝突間隔が長いのと,体力の消耗が大きいので,スピーカ本来の振動に目をつけて開発しました。 ハンドルを付けて回転運動で振動させると,より実用的なライトになりそうです。 |
チェーンを広げ,真鍮板をこする |
チェーンでこすって発光させている様子 |