理系男子は電気素子の夢を見るか

こんにちは!管理人の六角ネジです。 私は現在理系大学に通っており、電子系を専門として勉強しています。 このブログではそんな私が興味を持ったものや実際に作ってみたもののことなどを書いていきたいと思います。

    こんにちは
    (*´・ω`)y━・~~
    管理人の六角ネジです

    今回は前回に引き続きペルチェ素子の記事にしようと思います。
    前回のペルチェ素子の解説があまりにもざっくりすぎたのでもう少し踏み込んで解説しようと思います。

    まずペルチェ素子は本来電圧の印加でおもて面と裏面がそれぞれ発熱、吸熱される素子です。
    つまり、前回お話しした発電というのは、モーターは電気を流せば回る。逆にモーターを回すと電気が流れるというのと同じ仕組みで(と思ってください)発電することが可能であるということになります。
    この発電のことをゼーペック効果と言います。


    んで


    今回はそのゼーペック効果を確かめるべくちょっとした実験をしてみました。
    ゼーペック効果で大切なことはおもて面と裏面の温度差をいかに与えてやるかだということを聞いていたので、直に温めるのではなく熱が均一になるように加熱面及び冷却面に銅板を置いて実験しました。
    IMG_2924
     実験器具の様子

     まずはじめに私の手(36.5℃)と気温(25℃)でゼーペック効果を発生させてみます。

    IMG_2920
     最初に少し熱が伝わるまでのラグがあり、数秒後には電圧が安定して出力されました。

    結果は・・・

    IMG_2919

    0.94Vでした。以外と少ない(´・ω・`)

    てっきり2V~4Vくらいの出力があるものだと考えていたので雲行きがあやしい方向に・・・

    次は温水 (60℃)と室温(25℃)で実験。手と室温の温度差で0.9Vだったのでまあ良くて5Vくらいは出てくれると嬉しいなと思い実験開始

    IMG_2922

     今回は下部に冷却用のファンも取り付けてみました。多少は熱効率が良くなるだろう。

    結果は・・・


    IMG_2923
    すっげえ出てるように見えますが桁がひとつ落ちているのでV換算で0,25V・・・

     ええええええええΣ(゚Д゚)


    まさかの半分以下という結果。

    なぜだろうと思い調べてみたら、素子の中を熱が移動して表裏での温度差がなくなってしまうようです。 

    つまり冷却不足、という結果です。

    これは発電機で使うのには結構な冷却装置と加熱するエネルギーが必要になるな。


    とここで行き詰ってしまいましたが、もう逆転の発想でも良いやと。
     最初に書いた通りペルチェ素子は電圧印加によって表と裏に加熱、吸熱を起こすことが可能です。

    なので


    次回はこのペルチェ素子を使ってドリンククーラー&ウォーマーを制作したいと思います(笑)

    発電は結構お金と時間がかかりそうだったのでやりたいことBOXにいれておくことにします。

    余談ですが、この実験の後乾電池4本の電池ボックス(6V)をつないでみたところ片側はアチチ、となるくらいまでの発熱を確認できました。
    一方冷却面に関してはあまり冷たくなっていないので調べてみるとどうやらペルチェ素子の内部では消費電力分の熱が熱移動とは別に発生しているようで、こいつが邪魔をしているようでした。

    つまりドリンクウォーマーの開発は容易であるが、クーラーの開発はしっかりと排熱を行わないといけないという結果が出ました。

    読んでいただきありがとうございます。 

    こんにちは
    (*´・ω`)y━・~~
    管理人の六角ネジです




    最近どこに行っても聞くようになったエネルギー問題。
    これは日本に限った話ではなく、地球の人口増加とともにその資源やエネルギーの供給不足がうきぼりとなって来た結果なのでしょう。

    というわけで今回の工作のテーマはエネルギー利用です。( 。゚Д゚。)

    一重にエネルギーと言っても、その種類は非常に多く
    太陽光、風力、火力、原子力、珍しいものだと潮汐力なんてのもありますね。

    今回の工作ではこの中の火力に焦点を当ててエネルギー利用をしていきたいと思います。


    現在の火力発電は火力によりタービンを回して発電しています。
    つまり熱をそのまま電気に変換しているわけではないんです。

    そこで今回熱をそのまま電気に変換するペルチェ素子という部品を使って工作をしてみたいと思います。

    ペルチェ素子って言うのは
    image


    こんな素子で、詳しい原理などはここには記載しませんが、要約すると表面と裏面の温度差を利用して発電することが可能です。

    次回の記事からは実際に工作をしてみたいと思います。
    ペルチェ素子を使うのは初めてなので効率など悪くなってしまうかも知れませんが
    エネルギー変換の過程を学ぶという意味で挑戦してみたいと思います。

    こんにちは
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    管理人の六角ネジです


    今回の記事は自作アケコンの最終編です。
    アケコンの基盤を作る。と聞くと電子回路の高度な知識が必要と感じる方も多いかもしれませんが、今回はそんな問題を大幅にカットできる乗っ取りという手法を用いて制作していきます。

    乗っ取りとは市販の商品の基盤を使用して自分で一からつくらずに済むようにすることです。
    今回乗っ取りのベースとして使うのはハードオフで300円で購入したHORIのPS2互換コントローラー
    11
    (画像は参考画像です)
     
    こいつを+ドライバで開けていきます。中の基盤はなるべくケーブルなどに傷をつけないように配慮しながら開けてください。
    ちなみになぜ出荷本数も多く安価で購入できる純正Dual Shock2で乗っ取りを行わないのかというところですが。
    実は最初のプランでは純正コントローラーを乗っ取る計画でいました。しかし純正のコントローラーの基盤は平面にプリントされたようなフレキシブル基盤というのを採用していまして、こいつの扱いがとても難しくやむなくあきらめました。
    こちらの参考記事 に詳しい分解の様子が載せられておりますので純正でお考えの方は是非一読しておくことをお勧めします。

    話は戻ってHORIの分解後の 画像がこちらです。
    DSC_0001
     もうすでにジャンパーワイヤを伸ばしてしまっている状態なのですが、各ボタンに対応した銅が剥き出しの部分が基盤にありますのでそこにジャンパーワイヤを半田付けしてください。
    ちなみにGNDは一箇所から取れば大丈夫です。今回私はR1,2の部分がGNDむき出しとなっていたのでそこから拾いました。
    DSC_0002
     次に引っ張ってきたジャンパーワイヤをブレッドボードに落とし、そこから各ボタンに配線を伸ばしていきます。

    ちなみにブレッドボードでなくユニバーサル基板などに半田付けでも良いのですが、私はPS2コン以外にも付け替えをするかも・・・という理由で取り替えの簡単なブレッドボードにしています。

    使用したレバーはセイミツの各端子ごとにGNDと入力部が出ているものなので上下左右間違えずに配置することが大切です。
    DSC_0003


    んで


    配置した結果
    IMG_2817
     こんなごちゃごちゃとした箱内になりました。
    DSC_0003 (1)
    基盤が浮いているままでは怖いのでセロハンテープとグルーガンで箱内に止めてしまいます。

    これでひとまずは完成。
    次回はおまけ編で動作チェックを行いたいと思います。 
    DSC_0004
     
    初めての自作アケコンだったのでイマイチな部分も多く解説も分かりづらいところが多かったかもしれません。
    きっとまた制作すると思いますのでその時は宜しくお願いします。

    コメントなどいただければ質問にもお答えします。

    長い文章となってしまいましたが、読んでいただきありがとうございます。 

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