Étape 2: 材料
ここでは簡単な空中浮揚の試行から最終的な機器の作成まで、必要な材料を段階別に紹介します。
最初は、最もシンプルな道具立てで空中浮揚の試行を行います。 この試行の材料は、下記の【浮揚システム】に記載しています (本ステップの最初の写真も参照) 。 この試行では、20mの銅線を巻いて電磁石を作り、これを指でつまんで磁石付きの物体を浮揚させます。 を用意することです。 この試行で最も重要なのは、十分な計測範囲を持った磁気センサ (ホール効果センサ) 下記のセンサを用いれば、50g程度の物体まで浮揚できるはずです。
【浮揚システム】
- Arduino UNO
- ・・・電磁石のコアになります 軟鉄製の六角ボルトとナット (5mm径、40mm長)
- ・・・ボルトのネジ山から銅線を守ります 軟鉄製のボルト用スペーサ (5mm径、20mm長)
- ・・・電磁石のフランジになります ステンレス製の大径ワッシャ (外径20mm、内径5mm、2枚)
- 絶縁コーティング銅線(0.4mm径、20m長) ・・・2枚のワッシャに挟まれたスペーサに巻きつけます
- モータ・ドライバIC : Toshiba TA7291P
- ホール効果センサ : Allegro UGN3503UA
- ネオジム磁石(10~13mm径、2mm厚、3~4個) :私は100円ショップで買いました
- 電磁石用の電源(5-6V) : 単3電池4本でOKです
第一段階の浮揚実験が終わったら、次は「空中浮遊機器」の作成に移ります。 まず適当なフレームを作り、浮揚に用いる電磁石をこれに取り付けます。 また見栄えを良くするために電気部品を目隠します。 さらに装飾品としてインパクトを持たせるために、浮遊物体にLEDを取り付け、これを無線で光らせながら回転させます。 これらに必要な材料は、それぞれ【懸架フレーム】、【無線光球】、【回転装置】にまとめています (本ステップの2枚目と3枚目の写真も参照) 。
【懸架フレーム】
- ステンレス製のL字金具(2つ)
- ステンレス製のボウル(150mm径)
- ステンレス製のボルトとナット(5~6組) ・・・金具やボウルの接続用
- 低反発ウレタン・シート(5mm厚)
- Arduino用の電源(9~12V)
【無線光球】
- 透明もしくは半透明のプラスチック球(50~80mm径) :
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- 絶縁コーティング銅線(0.4mm径、20m長)
- LED(1~3個)
- トランジスタ : Toshiba 2SC1815
- 抵抗(1kΩ)
- セラミック・コンデンサ(0.1uF)
- 軟鉄製の小さな容器(40mm径、30mm深、2個) :
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- LED用の電源(5V)
【回転装置】
- 小型の電動ファン(5~6V用)
- ステンレス製の小型のL字金具とステー・・・懸架フレームにファンを取り付ける部材として
- ステンレス製のボルトとナット(2~3組) ・・・同上
