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鯉の世界へようこそ

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 このサイトでは、日本の国魚であり、“泳ぐ宝石”とも言われる美しい錦鯉を、なるべく安く、手間を掛けずに楽しむ方法を紹介します。

《 ご 注 意 》

 このサイトでは、鯉を水槽で飼うことを実践した結果を紹介しています。
 「鯉を水槽で飼うなんてもってのほかだ!」とお考えの方は、「こいつとは好きな球団が違うんだ」程度に考えて、お引き取りください。






もくじ

★なぜ水槽で鯉を飼うの?
 既に水槽で鯉を飼うことを決めている方は、このページの内容は飛ばしてもらって構いません。

★うちの部屋の宝石
 ご参考までに、現在のうちの水槽を紹介します。

★緊急事態! 縁日で金魚を掬ってきたと思ったら鯉だった!!
 掬ってきた金魚にヒゲが生えていませんか? そんな時の対処法です。
(ボランティアが出店するような金魚すくいでは、下手に小赤を仕入れるより、養鯉場から稚鯉を数百匹単位で仕入れたほうが安くつくそうです)

★水槽で鯉を飼育するために揃えたい品々(概要篇)
★水槽で鯉を飼育するために揃えたい品々(実践篇)
 鯉はエサをたらふく食べ、ひたすら排便し、めきめき大きくなります。
 そんな鯉が生きていくための環境を、具体的に紹介します。

★水槽をセットしよう
 道具がそろったら、鯉の棲み家を作りましょう。

★鯉を買おう!
 ホームセンターで買うもよし、養鯉場で買うもよし。

★進水式
 水槽をセットし、鯉を放しましょう。

★鯉との接し方(と、日常的なメンテナンス)
 ここでは、普段の鯉と水槽のケアについて紹介します。
 鯉を癒すことで、こちらも癒されます。

★たまには大掃除
 人間の部屋と同じで、たまには大掃除することも必要です。






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古い望遠鏡を再生してコンデジで月の写真を撮ってみた

うちには、30年ほど前のハレー彗星最接近の際に買った天体望遠鏡があります。
接眼レンズを落として割ってしまったまま眠りについていたのですが、このたびレンズを復活させて月の写真を撮ってみました。

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スーパームーンの少し前に撮った写真です。
スーパームーンの当日は曇り空で月を拝めませんでしたが、少し欠けているほうが月の表面のデコボコが立体的に見え「ふだんはお盆のように平べったい月にだって、山脈も、谷底も、あるんだよ」と実感できるのでお勧めです。

星空などの天体写真を撮る際には、一般的には一眼レフカメラを望遠鏡に接続して使うと思うのですが、あいにくうちには一般的なコンパクトデジカメしかないので、今回はコンデジを留め具で望遠鏡に固定する(コリメート撮影:Wikipedia)という簡単な方法で撮影しています。

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コリメート撮影のいい点

安い
 望遠鏡とデジカメがあれば留め具を買うだけで済みます。

望遠鏡で見えるそのままを撮影できる
 望遠鏡の拡大倍率をそのまま生かせます。
 さらにカメラの光学ズーム機能を使って拡大することも可能・・・ですが、観測対象が月の場合は既にでかすぎてデジカメの光学ズームの出番がないという・・・。

とにかく安い

・カメラの液晶画面を通すことで、一度に複数人で望遠鏡を覗くことができる

ひたすら安い

一方、ちょっと困る点は

望遠鏡とカメラの位置合わせが非常に難しい
 人間が望遠鏡を覗く目の位置ちょうどにカメラのレンズを固定しなければならないのですが、これがなかなかシビアです。位置だけでなく角度も合わせる必要があります。

位置合わせは何度もやり直しが必要
 せっかく固定しても、留め具が充電やSDカードの抜き差しの邪魔になる場合はカメラを外すことになるので、その度にやり直しが必要です。

カメラ側の三脚用のネジ穴の位置によっては、利用できない
 うちには古いコンデジ(ネジ穴が真ん中にある)と新しいコンデジ(ネジ穴が端に寄っている)があるのですが、新しいコンデジはどうやっても位置を合わせることができませんでした。

シャッターボタンを押すと望遠鏡が揺れる
 セルフタイマー機能でシャッターを押してから10秒後に写真が撮れるようにすれば回避できます(5秒だとまだ揺れが続きます)。シャッターボタンを押した際に望遠鏡の向きがわずかに動いてしまった結果、高倍率だと撮りたいものが視界から出てしまうことも・・・。

先ほど「簡単な方法で撮影」と書きましたが、簡単なのは仕組みだけで、使うのはかなり面倒くさいシロモノでもあります。
とはいえ、天体写真への敷居をぐっと下げてくれるのは確かですし、今回入手した留め具にはスマホを固定できる器具もついてきたので(100均でも入手できます)、大画面でいいカメラを積んだスマホが余っていれば、写真を撮るよりもライブビューイング的な使い方に割り切るのもいいでしょう。

さて、ここからは大いなる余談です。

最初に接眼レンズを復活させたと書きましたが、このたび接眼レンズを買おうとしたら、いつの間にか世間の接眼レンズのサイズが変わっていて正規品が売っていない! という羽目に遭ってしまいました。

ちょっと前に三菱自動車のコマーシャルで反射望遠鏡をさかさまに覗いていたことが話題になったりしているので、あらためて天体望遠鏡の使い方をまとめてみました。

基本的に10歳の頃の知識で書いていますが、間違ったことは書かないよう確認しているつもりです。


★天体望遠鏡の使い方

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望遠鏡を見たいものに向け、後ろから覗きます。

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反射望遠鏡の場合は、横から覗きます。

とはいえ、天体望遠鏡はカメラや双眼鏡と違って調節がシビアなため、いきなり見たいものを狙うのは難しいものです。
そこで、まずファインダーを使っておおよその方向を合わせます。

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※はじめて使う望遠鏡の場合は、事前に昼間になるべく遠い地上の目印(交通標識でも携帯電話のアンテナでも政党のポスターでも何でもいいです)を使って、望遠鏡本体とファインダーの向きが合うよう調整しておきます。

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ファインダーにはレチクル(十字)が表示されるので、レチクルの中心に目標を合わせます。

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望遠鏡にはオートフォーカス機能はないので、手動でピントを合わせます。

ところで、夜空を見るためには、時には望遠鏡を限りなく真上に向ける必要があります。

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後ろから覗くタイプの場合、これだと覗きにくいです。
そこで、プリズムを足すことで光を90°曲げ、覗きやすくします。

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一般的なプリズムは本当にプリズム(ガラスの塊)を使っていますが、激安望遠鏡の場合は、単に鏡が入っているだけのこともあります。


★拡大の仕方

ここでちょっと理科の授業を思い出して欲しいのですが、星に向ける側を対物レンズ、覗く側を接眼レンズと呼びます。

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望遠鏡によっては、接眼レンズが複数ついてくる場合があり、これを替えることでさらに大きく見ることができます。

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望遠鏡を購入すると、倍率の違う接眼レンズが何本か付属してきます。
接眼レンズには、mmの表記があります。
このmm数が小さいほど倍率が高くなります。
なお、数字と一緒に書かれている「PL」とか「H.M.」というのはレンズの仕組みを表します。

「mmじゃ分かりにくい。何倍になるか書いてくれればいいのに」と思ってしまいますが、これには訳があります。
接眼レンズの倍率は、対物レンズによって(つまり望遠鏡によって)変わるのです。

具体的には、対物レンズの焦点距離(虫眼鏡で太陽の光を集めて黒い紙を燃やすときのあれです)を接眼レンズの焦点距離(接眼レンズに書かれているmm数も焦点距離なのです)で割った数が倍率になります。
例えば、同じ焦点距離20mmの接眼レンズを使っても、焦点距離が500mmの対物レンズの場合は

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倍率25倍になります。

ところが、焦点距離が1000mmの対物レンズの場合は

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倍率50倍になります。
同じ接眼レンズを使っても、倍率が2倍も違うことになります。
接眼レンズは望遠鏡を替えても使えるので、接眼レンズに倍率を書いてもあまり意味がないのです。

「じゃあ、全長が長い望遠鏡を買ったほうがいいのね!」ということになりますが、世の中には見かけより焦点距離が長い望遠鏡もありますので、注意が必要です。

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接眼レンズには、焦点距離が可変なズームレンズもあります。

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焦点距離を変えるたびにピントの調整が必要ですが、接眼レンズを付け替えるより楽です。

そもそも倍率とはなんぞやといいますと、目標との距離をどれだけ縮めてくれるかを表す数値です。

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たとえば月は38万km離れていますが、100倍の望遠鏡で見ると月が3800kmまで近づいた大きさで見えることになります。
実際に月をその大きさで見ようと思ったら、ロケットで月に近づくか、月にこっちに来てもらうかということになります。
天体望遠鏡はテレポーテーションの道具と言えるかもしれません。


★望遠鏡のスペック

先ほど、接眼レンズを替えれば倍率が上げられるという話をしました。
「じゃあ、焦点距離の短い接眼レンズを買えばいくらでも大きく見えるじゃん!」
ということになりますが、それにも限界があります。
新聞に載っている小さな写真をいくら拡大コピーしようと、きれいに見えるわけではないのと同じです。

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望遠鏡のスペックは、対物レンズの大きさで決まります。

快適に見られる倍率:おおよそ対物レンズの大きさ(mm)と同じ

限界の倍率:おおよそ上記の2倍まで

と言われています。

口径が8cm(=80mm)の望遠鏡の場合、快適に見られる倍率が80倍、限界が160倍ということになります。

なぜそんなに対物レンズの大きさが重要なのかといいますと、レンズが大きければ大きいほど、遠くの弱い光を集める能力が高くなるからです。

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たとえば直径6cmの対物レンズと直径8cmの対物レンズを比べると、円の面積はπr2なので

・直径6cmの対物レンズの面積は28.26cm2

・直径8cmの対物レンズの面積は50.24cm2

たった2cmしか違わないのに、性能は2倍近く向上するわけです。
すなわち、望遠鏡のスペックで重要な「集光力」や「分解能」がこれで決まります。

望遠鏡そのものの値段も、対物レンズに比例します。

口径5cm


口径6cm


口径7cm


口径8cm


対物レンズはこれほどまで重要なので、天体望遠鏡の世界では「対物レンズ」と言わずに「主鏡」と呼ぶ場合が多いです。
日本のメーカーの主鏡はセンチ単位で作られている場合が多いですが、アメリカ製の望遠鏡はインチ単位で作られているため、大きなものになると

20.3cm(8インチ)とか、

35.6cm(14インチ)とか、

40.6cm(16インチ)など、

ある特定の趣味を持った人にはなじみのあるサイズのものになります。
天体写真の撮影という観点における30年前と今との大きな違いは、デジタル技術が一般人にも手の届く所まで近づいた結果、

カメラが現像するまで何が撮れたかわからないフィルムカメラから、その場で撮影結果を確認できる高性能なデジタルカメラになった

パソコンと専用ソフトの使用による画像処理により、写真の重ね合わせができるようになり、長時間露光の必要が薄れた

などの要因で、望遠鏡本来の性能を超えた写真が撮れるようになった点にあると思います。
しかし、写真を通さず肉眼で星を見る限りは、望遠鏡は今も昔も大艦巨砲主義の世界です。


望遠鏡をステップアップする際には、本体や三脚等一式をまるごと購入する以外に、本体(鏡筒)のみを購入して三脚や接眼レンズを使いまわすことができる場合があります。

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10.5cm望遠鏡(鏡筒のみ)

20cm望遠鏡(鏡筒のみ)

26cm望遠鏡(鏡筒のみ)

さて、「ハレー彗星の頃に買った望遠鏡が家にあるが接眼レンズを落として割ってしまったまま置きっぱなし。久しぶりに使ってみようと思ったら合う寸法の接眼レンズが売ってない!」という、うちのようなパターンの場合、望遠鏡のアダプタ部を交換することで現行のサイズ(アメリカンサイズ)に対応できる場合があります。

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ただし、プリズムやサングラス、ムーングラスなど、接眼レンズの大きさに依存するパーツは総交換(買い直し)が必要となります。
それでもちょくちょく取り掛かる方がいらっしゃるようで、定期的にヤフオクを巡回していると、以前のサイズ(ツァイスサイズ)の接眼レンズが出品されています。

うちの場合は、プリズムはヤフオクで、接眼レンズは8-24mm対応のズームアイピース(主鏡の焦点距離が910mmなので倍率38倍~114倍に相当)を購入し、本来の価格との差額でコンデジを望遠鏡に接続する留め具を買いました。

もしご自宅に望遠鏡が眠っているのなら、たまにはスカイウォーキングをしてみると、憂き世のよしなしごとから離れることができるかもしれません。

・・・などと書いていながら心苦しいのですが、ここ数ヶ月は家庭用サイズの天体望遠鏡で見ることができる惑星がない状態が続くようです。

国立天文台「今日のほしぞら」
http://eco.mtk.nao.ac.jp/cgi-bin/koyomi/skymap.cgi

火星は宵の明星を追いかけて早めに沈んでしまい、木星が昇るのは真夜中です。
一般の方に見せて喜ばれる土星に至っては、太陽と一緒に昇って太陽と一緒に沈むため、見ることができないシーズンが続きます。

とはいえ、冬の星空は澄んでいて美しく見えるので、惑星以外にも見て楽しめる天体がいろいろとあります。
そんな時は、望遠鏡をあえて最低倍率に落として、星団の輝きを追いかけるのもいいでしょう。


theme : 天体写真
genre : 写真

小型サイクロン掃除機を自作する!

 自作ルンバ!? 夏休みの工作にロボット掃除機(仮)で作ったロボット掃除機(仮)に搭載する前提で、掃除機を自作してみました。


≪関連項目≫
自作ルンバ!? 夏休みの工作にロボット掃除機(仮)
激安ロボット掃除機macaronで猫の毛対策!
小型サイクロン掃除機を自作する!←今ここ
ルンバを超えろ! 自作サイクロン・ロボット掃除機(近日公開?)


 掃除機の自作といえば、夏休みの工作用にペットボトル掃除機製作キットが市販されています。


(「サイクロンクリーナー」と銘打っていますが、私の知っているサイクロン掃除機と違う気が・・・)

 今回はせっかくの自作なので、最終的にはサイクロン掃除機を目指したいと思います。
 夏休みの工作で作れば、よその子のお父さんを一歩リードできるかもしれません。

 そのための取っ掛かりとして、まず普通の掃除機を製作します。

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★吸引ユニットの製作



 この二つを組み合わせたら何とかなりそうなのですが、ファンが微妙に高いので、インペラーを自作することにしました。
 インペラーは、アクアリウムでも水ポンプとして大活躍しています。
 なんでただの板が回転するだけで水をくみ上げるのか不思議ですが、その原理は、

  • 羽根を高速回転させて流体(空気や水)を振り回す

  • 遠心力で流体がインペラーの外に飛び出す

  • 飛び出した流体の分だけ、よそから流体が吸い寄せられる

 というものだそうです。

 普通は家庭にインペラー用の材料が余ってるなんてことはない思いますが、たまたま、拾ってきた子猫用に買ってきたダニ忌避剤のケースがそれっぽい形をしているので、使わせてもらいました。



 写真をアップロードしてから気づいたんですが、インペラーというよりはシロッコファンですね・・・。

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 モーターとの固定には、ロボット掃除機(仮)を作る際に購入したものの結局使わずじまいだったプーリー(L)セットの一番小さなプーリーを使用しました。

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 プーリーユニットセットを買えば、モーターも手に入ります。



 今回使用したモーターは、ホムセンで売っていたオーム電機の製品です。



 モーターは様々な回転数のものがありますので、入手したモーターで吸引力不足を感じた場合は、より高回転なモーターに換えるという手もあります(高電圧を要求するモーターもありますので、適正電圧に注意が必要です)。

 続いて、円形タッパー(100均3個入り)を加工し、吸引ユニットの外装を作ります。

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 中央にモーターの軸を通すための穴と、周辺にモーターを固定するための穴を開けます。

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 固定には結束バンドを使用しました。
 適合するビスがあれば、モーターの軸の両側にある穴を使って固定することもできます。

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 容器側には、空気の吸込口吐出口を開けます。

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 これらを組み合わせると、吸引ユニットが完成します。
 流体力学的にもっと最適な作り方があるのかもしれませんが、よくわからないまま作っています。

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 ここで動作確認を行ないます。
 モーターを回し、インペラーが容器と接触しないか、回転によるぶれが生じないかなどをチェックします。
 ここまで組み立てずに、インペラーとモーターだけでテストすべきかもしれませんが、インペラーを自作した場合は高速回転した羽根が吹っ飛ぶと危険なので、この状態でテストしたほうがいいでしょう。

★ごみ溜めユニット

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 500mlのペットボトル・排水口ネット・小さな円形タッパー(100均3個入り)を組み合わせ、ごみ溜めユニットを作ります。
 排水口ネットにはごみが溜まるので、材料には、開閉しやすく、かつぴったりと締まる組み合わせが必要です。

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 タッパーの底に、吸引ユニットと同じ大きさ(大きくてもいいです)の穴を開けます。

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 3つとも重ねると、あら、いい感じ。
 ただし、このままでは排気でほこりをまき散らす機械になってしまうので・・・

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 不織布を・・・

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 挟み込みます。
 はみ出た不織布は、定規か何かで隙間に押し込めば、密閉性の向上にもなります。
 ここで、インペラーの吸引力が弱い場合は、不織布の使用をあきらめる必要も出てきます。実用性は限りなくゼロになりますが・・・。

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 ペットボトルの先につけるとジョウロになるノズル(100均2個入り・「ハスの実」とか「ハスぐち」と呼ばれます)を・・・

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 分解します。

 吸引ユニットとごみ溜めユニット、ハスの実を、適当に一体化させます。
 ついでに電池(4本入りの電池ボックスに単3乾電池を2本セットしています)もつけると・・・

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 最小限の掃除機ができました。

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 実験用に、こんなこともあろうかと取っておいた猫の毛を用意しました。
 ここで「頑張ってちょっとずつ吸ってます」って書こうと思ったら・・・

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 一瞬で吸いこんじゃった!!
 アース製薬恐るべし。

 実は、ダニ忌避剤のケースを試す前に、インペラーを自作していました。
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 しかし、この段階であまりにも吸引力が弱いことがわかり、サイクロン化どころか不織布を挟むことすらできそうになかったのであきらめました。
 たしかに、先に挙げたペットボトル掃除機製作キットのレビューを見ても、吸引力はお察しください的なことが書いてあります。

 今回は、せっかく吸引力のある掃除機ができた(これでも夏休みの工作には充分だと思います!)ので、このままサイクロン掃除機にしてしまいましょう。

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★サイクロンユニットの製作

 サイクロン機能は、(ダイソンが散々コマーシャルしているとおり)ごみと空気を遠心力で分離する機能です。
 大きめのごみと粉塵が大量に発生する木材加工所などでは掃除機がすぐ目詰まりするため、外付けのサイクロンユニットが多用されているようです。
 今回の掃除機の要求仕様は「ほこりと猫の毛が吸えればいい」なので、サイクロン化するメリットがあるのかどうかわかりませんが、せっかくなのでやってみました。

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 100均で売っていた、容量600mlの容器をサイクロンユニットに使用します。
 様々なサイズがあるので、吸引ユニットの小型化さえできれば、この容器にすべての機能をまとめてスタイリッシュな見た目にすることもできるかもしれません。

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 容器のフタに2つの穴を開けます。
 中央の穴が掃除機側、右の穴(写真ではもうノズルがついていますが)がノズル側になります。

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 ノズル側、すなわち空気が入ってくる側は、気流を回転させるために横を向けます。
 重いごみ(猫の毛?)は吸われた勢いでぐるぐる回りながら、遠心力で容器に沿って下に落ちていきます。
 軽いごみ(ほこり?)は空気と一緒に容器を出て行き、ごみ溜めユニットへ向かいます。

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 先ほどの最小限の掃除機と接続します。
 見かけはなんともアレですが、これでも立派なサイクロン掃除機(なはず)です。

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 先ほどの猫の毛をごみ取りユニットから取り出し、吸わせてみました。
 サイクロンユニットが増えた分、吸引力が弱くなっているはずですが・・・

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 いちおう回ってます。

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 電源を切るとこんな感じです。
 回転したせいでまるまっています。

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 電源を切った後で撮った、ごみ溜めユニットの状況です。
 さすがにすべてのごみをサイクロンユニットでブロックすることはできませんでしたが、サイクロンユニットに溜まっているごみの分だけ、ごみ溜めユニットの詰まりが遠のいたといえます。

 吸引力のわからない、ただ一つの掃除機。

 自作サイクロン掃除機の完成です。

 材料費(製造費)は

品目金額
モーター198円
電池ボックス0円
プーリー(L)セット454円(買い置き)
円形タッパー大108円
排水口ネット108円
円形タッパー小0円
じょうろノズル108円
600mlボトル108円
1,084円

 となります。
 電池ボックスは、将来的にロボット掃除機(仮)から給電するつもりなので買っていません。
 プーリー(L)はロボット掃除機(仮)で使わなかった余りを強引に使っただけなので、なければないで何とかなりそうな気もします。

 次回は、いよいよこの掃除機ユニットをロボット掃除機に搭載します。
 ほんとに搭載できるのかな?
 できたらいいな・・・。


theme : DIY
genre : ライフ

激安ロボット掃除機macaronで猫の毛対策!

 最近、夏休みの工作的なロボット掃除機っぽいものの製作にハマっています。


≪関連項目≫
自作ルンバ!? 夏休みの工作にロボット掃除機(仮)
激安ロボット掃除機macaronで猫の毛対策!←今ここ
小型サイクロン掃除機を自作する!
ルンバを超えろ! 自作サイクロン・ロボット掃除機(近日公開?)


 ロボット掃除機(仮)に挑戦したそもそものきっかけは、猫の抜け毛です。
 猫を飼っていると、知らず知らずのうちに猫の抜け毛が床に散乱して大変なことになるのですが、いつも頻繁に掃除をできる時間が取れるとは限りません。

 こんな時こそロボット掃除機の出番だと思うのですが、ルンバをはじめとする高級機は高価でおいそれと手が出せません。



 一流メーカー以外からも廉価品が販売されていますが、やはり普通の掃除機との価格差を考えてしまいます。


(CCPは実はバンダイの子会社だそうで、元はカシオ計算機の子会社だった(カシオ・クリエイティブ・プロダクツ→CCP)そうです。Ankerはスマホ向け充電器でお世話になっているかたも多いんじゃないでしょうか)

 そんな折、macaronの存在を知り、購入しました。



 macaronは
  • ほこりを吸う(サイドブラシでほこりを集めますが、吸引力は弱く、回転ノズルもないのでたいていの固形物は吸えません

  • ひたすらランダムに動く

  • 障害物に当たったら方向を変える

  • 電池が切れたらその場でくたばる
 という、本当に最小限の機能しかありません。

 もうちょっと手を伸ばせば、段差落下防止機能のついたロボット掃除機にも手が届きます。
 しかし、どうもその機能のためのセンサーの誤動作によると思われる不具合報告が多いようです(時期により改善されている可能性があります)。

 macaronには不具合が少ないようで、品質管理の差もあるのかもしれませんが、たぶん「単純な機械ほど故障が少ない」 という法則にしたがっているのだと思います。

 この類の製品で心配になる充電池の劣化も、

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 eneloopを外付けしたらなんとかなりそうな頼もしさを感じます(ちなみに充電池の電圧は満充電で10.7V、使用後で9.6Vでした。ニッケル水素充電池8本分です)。

 清掃能力については「ちょっとばかり猫の毛を吸ってくれたらそれでいいや」と思って使ってみたところ・・・

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 割といい仕事をしてくれています(2日前に日本製のサイクロン掃除機で徹底的に掃除をした場所でこの有様なので、正直言ってショックを受けています)。

 フィルターの目詰まり防止のために不織布を挟んで使っている(ハンディ掃除機を使うときの常套手段です)ため、本来より吸引力が落ちているはずなのですが、それでもこれだけのほこりや猫の毛を吸ってくれます。

 高級機ならもっと大きなゴミも吸引してくれるのでしょうが、少なくともmacaronを一度走らせるだけでも、このゴミの分だけ部屋を綺麗にしていると言えるでしょう。

 直径が本格的なロボット掃除機より小さいので、割と狭い場所にも入り込んで掃除してくれる点も見逃せません。

 購入後1か月、ほぼ毎日というか多い日には1日2回使って身の回りの掃除をさせています。
 今のところ、充電池が弱ったりといったことはありません。
 大きな声では言えないのですが、不具合があったほうが分解する口実ができるのですが・・・。

theme : 猫と暮らす
genre : ペット

自作ルンバ!? 夏休みの工作にロボット掃除機(仮)

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 ロボット掃除機っぽい工作に挑戦しました。
(以下、市販のロボット掃除機を「ロボット掃除機」、今回製作した工作を「ロボット掃除機(仮)」と書きます)


≪関連項目≫
自作ルンバ!? 夏休みの工作にロボット掃除機(仮) ←今ここ
激安ロボット掃除機macaronで猫の毛対策!
小型サイクロン掃除機を自作する!
ルンバを超えろ! 自作サイクロン・ロボット掃除機(近日公開?)


 ネットでこういうものを作る記事を書くときには、普通はマイコンボード(たとえばこのあたり・・・



 ・・・日本発のIchigoJamがAmazonだと単体(1,500円くらい)で売ってないなんてどういうことだ!)を組み合わせて作らなければならない的な空気がありますが、今回のコンセプトはズバリ

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「マイコンを使わずタミヤの工作キットでどこまでできるか試してみた」

 ・・・というものです。

 小学生でも高学年くらいならたぶん作れますが、残念ながら夏休みの工作には間に合いそうにないので、世のお父様方は来年の夏休みに向けての制作をご検討ください。

《 ご 注 意 》

  • 実用性はお察しください

  • 無人での使用はお奨めしません(狭いところに潜り込んだり、床材(長毛じゅうたんなど)によっては、動けなくなります)。

  • 掃除機能は、現時点ではモップシートによるモップ掛けのみです。
 吸引機能が必要な場合は、小型サイクロン掃除機を自作する!にて自作サイクロン掃除機を作成しましたので、ぜひご覧ください。
 または、以下のもので対応できるかもしれません。

★ペットボトル掃除機

 ロボット掃除機(仮)本体の空きスペースに穴を開け、これらを縦に突っ込むといいかもしれません。

★卓上クリーナー

 これに紐をつけてロボット掃除機(仮)に引っ張らせるといいかもしれません。

 ロボット掃除機(仮)の自作に取り掛かった動機は、長かったので別の日記(激安ロボット掃除機macaronで猫の毛対策!)に分けました。

3行でまとめると、
  1. 床掃除してもすぐに猫の抜け毛だらけになるのでロボット掃除機が欲しい!

  2. ルンバとかの高級機は高くてマジ無理!

  3. 激安・少機能のmacaronを買ってみたら意外と仕事師でびっくり


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 その結果、「適当にうろうろしてほこりを吸うだけの工作を作ったら多少は役に立つかも」ということをmacaronに教えてもらったことにあります。

 なお、自作できるロボット掃除機といえば学研の大人の科学マガジン Vol.33 卓上ロボット掃除機があります。



 Gigazine(「手乗りサイズの「ルンバ」っぽいマシンが自作可能な「大人の科学」のふろく「卓上ロボット掃除機」レビューにも詳細が紹介されていますが、移動・方向転換・吸引を1つのモーターだけでこなすため、ギヤに凄まじい工夫が凝らされています(しかも段差検知機能すらあります。これはmacaronにはありません)。

 これの巨大版を作れたらよかったのですが、さすがに歯車の自作はできないので、代わりにモーターの複数搭載やマイクロスイッチを使用したのが今回のロボット掃除機(仮)なのです。





★仕様

 今回製作するロボット掃除機(仮)の機能は、以下のとおりとします。
  • 前へ進む

  • 障害物に当たったら、方向を変えて進む

  • 方向転換の制御は機械的な動作(物にぶつかる→スイッチが反応する→方向転換を行なう)のみで行い、マイコン等は使用しない

  • 掃除は本体下につけたモップシートで行なう





★材料

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 材料はタミヤのパーツ、100均グッズ、廃材などを使います。
(写真は使用せずじまいだったパーツも含んでいます)

《タミヤのパーツ》
  • モーター付きダブルギヤボックス

     モーターとタイヤの間に挟むギヤボックスは、タミヤ製品でも多数のラインナップが揃っています。
     ロボット掃除機の推進力として使うには、
    • 左右のタイヤを独立して動かせること(方向転換のために必要)

    • 多少の段差を乗り越え、障害物に当たった際にはスイッチを反応させるだけの充分なトルク

     が必要となります。
     タミヤ製品で左右それぞれにモーターがついているギヤボックスは2つありますが、こちらの方がギヤ比が高い(344.2:1)ため、トルクを重視してこちらを選びました。

  • 駆動用タイヤ

     ギヤボックスのトルクを生かすため、グリップ力の強そうなタイヤを選びました。

  • マイクロスイッチ ※4つ使います

     マウスのボタンに使われている類のスイッチです。
     スイッチが押されていない状態と、押されている状態とで、それぞれ別の回路をオンにできます。
     今回は、障害物検知用センサーとして使用します。

  • 電池ボックス

     単3・2本用です。
     この値段でスイッチがついていて、しかもプラス・マイナスの逆転もできるのがうれしいところです。

  • 導線

     電気配線に使用します。
     今回は、家の余りものを使いました。

《100均で入手したパーツ》
  • CD・DVDケース
    CIMG8847-1.jpg

     ふたを本体に使います。
     ポリプロピレン製で薄いため、なんとかカッターで加工できます。
     頑丈さを求めるなら、同じ素材で近いサイズの台所用トレーなどの方が上なのですが、加工しやすさを優先してこちらを選びました。
    CIMG8839-1.jpg

     使用するのはふただけで、ケース本体は使わないのですが、ロボット掃除機(仮)に被せるカバーとしても使えます(重心は高くなりますが)。
     ていうか手前の人、ちょっと動いてもらえたらありがたいのですが・・・!

  • キャスター
    CIMG8848-1.jpg

     本体を支えるためのタイヤです。
     駆動用タイヤの動作をなるべく邪魔しないため、軽く方向転換できるものが望ましいです。
     100均でスチールラック用のものが2個百円で売られている他、板などに打ち付けて使うものも売られています。
     いずれの場合も、固定用のボルトやネジ等が別に必要です。
     今回は、家にスチールラック用のキャスターが余っていたのでそれを使いました。

  • タピオカ用ストロー 30本入り
     障害物検知用のアームとして使用します。
     安くて軽くて丈夫なうえ、ストローの中に折り曲げたストローを入れるだけで、さらなる補強ができます。

  • フック(大) 8個入り
    CIMG8849-1.jpg
     障害物検知用アームの支持用に使用します。

  • フック(小)たぶん16個入り
    CIMG8850-1.jpg
     各パーツの固定や支持など、地味ですが多方面に使用します。

  • ビニール絶縁テープ
     絶縁や固定に使います。
     今回は、家の余りものを使いました。

  • 両面テープ
     部品の固定や仮止めに便利です。
     今回は、家の余りものを使いました。

《ホムセンで入手したパーツ》
  • ネジ類
    CIMG8851-1.jpg
    CIMG8854-1.jpg

     マイクロスイッチの固定に使用する2mmネジ・ナット・ワッシャ、キャスターの固定に使用する蝶ナット・ワッシャが、少なくとも必要となります。





★ロボット掃除機(仮)の構造と作り方

 いよいよ製作に入りますが、仕組みと作り方を同時に書いていきます。
 というのは、材料によって微調整が必要な部分があるので、作り方だけを真似してもたぶん動かないからです。
 ここからは、今回製作するロボット掃除機(仮)が障害物に接触した際の挙動、すなわち
  • 左に障害物が当たると右のタイヤが反転(または停止)し、右に舵を切る

  • 右に障害物が当たると左のタイヤが反転(または停止)し、左に舵を切る
 つまり、障害物と反対側の車輪を逆回転させることで行なう、ということを踏まえてご覧ください。

 こちらが表面です。
robotcleaner01.jpgCIMG8856-1.jpg

 こちらが裏面です。
robotcleaner02.jpgCIMG8857-1.jpg

 電気的な配線図は、以下のとおりです。
robotcleaner10.jpg
CIMG8859-1.jpg
CIMG8862-1.jpg

 モーターは左右が反対側のスイッチと繋がっています。

 車輪を逆回転させるためには、モーターに流す電気のプラスマイナスを逆転させる必要がありますが、それを実現させるために、1モーターにつき2つのマイクロスイッチを使用します。
 原理は下の図のとおりです。
robotcleaner04.jpg
 スイッチAとBがワンセットになっていて、1つのモーターに繋がっています。
robotcleaner05.jpg
 スイッチAとBが両方とも押されると、モーターに流す電気のプラスマイナスが反転します。

「こんなことをしてショートしないのか?」と思ってしまいますが、片方が押されていて片方が押されていない状態だとこうなります。
robotcleaner06.jpg robotcleaner07.jpg
 すなわち、単に回路がつながらない(スイッチがオフの状態になる)だけですので、心配はいりません。
 電気のプラスマイナスが突然逆転したらモーターもびっくりするでしょうから、一瞬でもスイッチがオフの状態になるのはむしろ好ましいでしょう。

 実際には、狭い場所などでは障害物に当たる→少し角度が変わる→少し前進する→また当たる→さらに角度が変わる→少し前進する・・・を小刻みに繰り返して方向転換を行ないます(モーターに悪そうですが)。

 また、実際にはタイヤが反転するところまで行かず、単に止まるだけに終わる場合も多いようです。
「じゃあ、わざわざマイクロスイッチをたくさん使ってややこしい配線をしなくても、ぶつかったら片方のタイヤを止めるだけでいいんじゃないの?」と思ってしまいますが、実際に試したところ、壁にぶつかった際にアームが壁面に乗り上げる形で動くほうのタイヤが浮いてスタックしてしまうことがかなり頻繁に起きました。
 ここでは、実用性を少しでも高めるための挑戦として、ややこしい配線を採用します。

 夏休みの工作のアリバイだけで作るのなら、押すとマイクロスイッチがオフになるように作れば充分でしょう。




 タミヤのラインナップには、1つで同様の機能を持つスイッチ(DPDTスイッチと呼ばれます)が存在します。

 試しに輪ゴムで引っ張ったりなどいろいろ試行錯誤してみたのですが、スイッチがオフの範囲が広すぎて、今回の使用目的には合いませんでした。
CIMG8833-1.jpg


 スイッチ加工の実際の写真はこちらです。

CIMG8854-1.jpg

 2つのマイクロスイッチがなるべく同時に働くよう、フック(小)を貼り付けて一体化させています。

CIMG8858-1.jpg

 フックに切ったストローを挟み、マイクロスイッチを延長します。
 これにより、電源ONの状態・電源反転の状態・ニュートラルの状態にを持たせています。

CIMG8861-1.jpg

 マイクロスイッチの電池側の配線をクロスさせています。
 これによって、押されるとプラスとマイナスを反転させるマイクロスイッチとして働くようになります。

robotcleaner08.jpg
 駆動用タイヤ等の穴を開ける場合は、カッターで何度か溝を掘り、溝に沿って切断します。
 本体を加工する前に、あらかじめ中心となる線を引くと、加工の際の基準となるでしょう。

 ギヤボックスなど部品の取り付けは、あらかじめセロテープなどで仮止めし、
  • 設置場所が被らないか

  • 配線はできるか

  • 固定してから配線するか、配線してから固定するか
 などをイメージしながら行なうといいでしょう。

CIMG8863-1.jpg

 アームを通す穴を開けます。

CIMG8864-1.jpg

 アーム用の穴に実際にストローを差してみて、アームを支持するためのフック(大)やマイクロスイッチの位置を決めます。
 フック(大)、マイクロスイッチを両面テープなどで仮止めし、ストローの動き(なるべく軽い力で動き、かつ、ぶれないことが望ましい)やマイクロスイッチの押し具合をしつこいくらい確認してから位置を固定します。
 ここの出来具合によって障害物検知時の反応、つまりロボット掃除機(仮)の性能が決まります。

CIMG8859-1.jpg

 マイクロスイッチの辺りはもっとも配線が難しい場所になりますので、固定してから配線するか、それとも配線してから固定するかを適宜考える必要があります。

CIMG8860-1.jpg

 マイクロスイッチをネジで固定したのち、端子側をテープを巻いて絶縁したフック(小)で押さえます(絶縁しないとマイクロスイッチの端子がショートします)。
 マイクロスイッチはアームでガンガン押されるため、少しでも頑丈に固定するためです。

CIMG8866-1.jpg

 アームが押し込まれすぎてタイヤと接触するのを防ぐため、フック(大)を設置します。
 フックのピンを根元から270度くらい曲げて、本体の裏に接着しています。こうしないとフックの土台がアームに当たってしまうからです。

CIMG8846-1.jpg

 タイヤを取り付けたギヤボックスを、本体の裏側に固定します。
 先にギヤボックスを取り付けてしまうと、タイヤの取り付けや微調整ができなくなります


 タミヤのギヤボックスは、通常は本体の上側に固定するのですが、そうすると
  • 床が低くなりすぎて、適合するキャスターがない

  • 床が低くなりすぎて、障害物検知用アームが床に当たる

  • 床が低くなりすぎて、障害物に乗り上げる

  • 将来、掃除機機能を載せるためのスペースが減る
 などのデメリットが発生するため、裏側に固定して使います。

 床に近くなることで、ギヤに糸くずなどを巻き込むリスクも生まれるため、対策が必要かもしれません。


 その後、マイクロスイッチの常時接続用の端子と、反対側のモーターを導線で繋ぎます(のマイクロスイッチとのモーターを、のマイクロスイッチとのモーターを繋げます)。
 配線が終わったら、動作確認をします。
  • 電源スイッチがオフの状態で電池を入れてもタイヤが動かないか

  • 電源スイッチをオンにすると、両方のタイヤが同じ方向に動くか(タミヤの電源スイッチはプラスマイナスを反転させる機能がついているので、バック方向に動いても電源スイッチを反転させて前進できれば問題ありません)

  • 右のマイクロスイッチを押すと、右のタイヤが前進したまま左のタイヤが反転するか

  • 左のマイクロスイッチを押すと、左のタイヤが前進したまま右のタイヤが反転するか

 正しく動かない場合は、配線ミスが考えられますので修正します。
 正しく動いた場合は、配線を固定します。写真でははんだ付けしていますが、夏休みの工作であればそこまでは不要でしょう。

 なお、走行させた際に、正確に直進してくれない場合が多々あると思います(ギヤボックスのネジ止め時に、ネジ穴が本来の位置より移動してしまったなど)が、多少は曲がって進んでくれたほうが障害物に囲まれて進退窮まった際に助かることがあるので、あまり厳密さを求めないほうがいいかもしれません。

CIMG8867-1.jpg

 アームを組み立てます。
 今回はやたらとストローが余っていた(100均で30本セット)ため、ストローを組み合わせて作りました。
 注意点は以下のとおりです。
  • 組み立て中に実際に本体に差してみて、動きやマイクロスイッチの押し具合の確認をしながら作る(しつこいですが、ここの動き具合が悪いとただの高いガラクタになります)

  • アームの先(障害物と当たる面)は滑りやすい材質とする(浅い角度で障害物に当たった際に受け流すため)
     今回は、1.5リットルペットボトルから切り出した板を付けました。これにより、低い障害物も検知できます。
    robotcleaner09.jpg

  • あえて左右非対称に作る
     左右対称に作ると、室内で壁沿いに進んで隅に到達しただけで詰んでしまいます。
    CIMG8868-1.jpg CIMG8869-1.jpg

     今回は、左側のアームが優先的に障害物を検知するように作りました。
     結果的に、右折が多くなります。
    CIMG8870-1.jpg

     右側のアームは左側のアームより短く、シンプルに作っています。


 アームをどう作るかは、試行錯誤の繰り返しでした。
  • 初号:シングルアーム
    CIMG8833-1.jpg

  • 改:ダブルアーム+発泡スチロール球
    CIMG8875-1.jpg

     アームの間に障害物が当たると止まってしまいました。

  • 改2:ダブル三角アーム・左右対称
     室内で壁沿いに進んで隅に到達すると止まってしまいました。

  • 改3:ダブル三角アーム・左右非対称
     現在のアームの、先端に板をつけていない状態です。低い障害物が検知できず、乗り上げて止まってしまいました。

  • 改4:ダブル三角アーム・左右非対称・シールドつき
     先端にペットボトルを切り出した板を付けました。
    CIMG8876-1.jpg

     これまで絶対に引っかかっていた、猫脱走防止用ネットも軽くクリアできるようになりました。



CIMG8873-1.jpg

 アームを本体に設置したのち、脱落防止のため、端にフック(小)を固定します。
 ストローの切れ端を折ってアームのストローに押し込むことで、フック(小)を差し込む穴ができます。

CIMG8874-1.jpg

 最後に、裏面のスペースにモップシートを接着します。
 モップシートは、前輪の動きを邪魔せず、後輪やギヤに巻き付かない場所に取り付ける必要があります。

 以上で、手作りロボット掃除機(仮)の完成です。
 あとは実際に掃除させながら、微調整を繰り返しましょう。

 個人的には絨毯の上のほこりと猫の毛を吸って欲しいので、吸引機能を搭載したいのですが、ここまでの材料費(製造費)

品目金額
モーター付きダブルギヤボックス816円
ピンスパイクタイヤセット583円
マイクロスイッチ258円×4
電池ボックス460円
導線0円
CD・DVDケース108円
キャスター0円
タピオカ用ストロー108円
フック(大)108円
フック(小)108円
ビニール絶縁テープ0円
両面テープ0円
ねじ・ナット類113円
小計3,436円

 のほか、何かの役に立ちそうなので買ったはいいけど結局使わなかった材料費(研究開発費:おもに吸引機能の試作用)

品目金額
ユニバーサルプレートセット350円
オフロードタイヤセット350円
DPDTスイッチ292円
プーリー(L)セット454円
CD・DVDケース108円
結露取りノズル108円
清掃ノズル108円
じょうろノズル108円
じょうご108円
排水口ネット108円
排水口ネット108円
排水口ネット108円
ホース280円
発泡ボール108円
ねじ・ナット類63円
小計2,761円

研究開発費・取得費用 合計:6,197円

 というわけで、既にmacaronが買える額をオーバーしてしまったため、事業仕分けで凍結されてしまいました。復活折衝でサイクロン掃除機を自作しました(小型サイクロン掃除機を自作する!)。そのうち今回のロボット掃除機と合体させるつもりです。

 機能を追加するとすれば、段差落下防止機能(本体の前面下に走行に支障のないおもりをつけ、それがわずかに下に引っ張られたらプーリーの力で片側のマイクロスイッチをオンにする、という仕組みはどうでしょう)あたりだと思いますので、ご父兄の皆様にはぜひチャレンジしていただければと思います。
 来年の夏休みの課題の提出期限までは、まだ1年あります!

theme : DIY
genre : ライフ

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