空冷式144連装LED照明、稼働中

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 以前のLEDテープがかなり余ったまま物置の肥やしになっていたので、LED照明4号機(144連装)を作りました。
 正月休みの話なので、4か月も前の話になります。


≪関連項目≫
男のロマン? 1980円+αからはじめる水槽用LED照明
 LEDテープを使って1号機(90連装)・2号機(植物用78連装)を作りました。
底面排水サテライトの経過 アベさんも!
 サテライト用に、3号機こと超小型LED照明を作りました。
空冷式144連装LED照明、稼働中←今ここ
 冷却ファン付きのLED照明を作りました。


 ベースになっているのは、100均の揚げ物用トレーです。
 底面だけでなく、側面にもLEDテープを2本貼っています。あまり光量に寄与していない気がしないでもないのですが、余った材料を使い尽くすというコンセプトのもと、貼ってみました。LEDテープの照射範囲が120度なので、それなりに役に立っているはずです。

 これだけ密集させると、手で触ることができない程度に熱くなるので、今回は思い切って空冷式にしてみました。

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 100均の網かごに、余っているパソコン用のファン(これもLEDテープと同じく、電圧12Vで動作します)を2つ固定し、

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 LED照明の上にポン乗せします。
 これで室温まで冷えてくれます。
 今回はパソコン用のファンが余っていたので贅沢に2連装していますが、市販の卓上扇風機(USB扇風機など)の風を斜めに当てれば、それなりに冷えてくれるんじゃないかと思います。

 今回のLED照明は、このままでは水槽に乗らないので、水槽の上に100均のラティス(金網)をつり下げ、その上に載せています。

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 ラティスをつり下げるために、これまた100均の園芸用品に2本ついてきたチェーンを真ん中でぶった切り、4本のチェーンにしてラティスの四隅をつり上げる形にしています(つまり4本で100円です)

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 あまり参考になりませんが、水槽の中はこんな感じです。
 平成26年(2014年)3月に飼い始めたグッピーで、それから爆殖したり減ったりを繰り返しつつ最後に買い足したのが平成28年(2016年)4月なので、そろそろ新しい血を入れた方がいい気がします。

 なお、冬場で水が温かかったうえに、LED照明を冷却するファンの風が水面まで届くため、水がなかなかの勢いで減ります。

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 1日目に青いテープの上まで水があったのが、

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 19日で水位が12cm程度下がっています。
 1cmにつき1.6リットルくらいだと思いますので、1.6リットル×12cm=19リットル、つまり1日1リットルの勢いで水が蒸発したようです。

 今回のLED照明は、光量が多いだけでなく、一点集中型でもあるので、ある程度の水草なら育つかもしれません。
 実は、あまりに光が強すぎて数日で水槽のガラス面のLED光が当たる場所だけがくっきりと緑一色に苔むしてしまったため、イシマキガイを入れてお掃除してもらっています。
 しばらくご無沙汰の、マツモあたりを入れてみようかな・・・と思っています。

 本筋と全然関係ないのですが、照明を設置する際に上部フィルターの上に照明を置いてみたら・・・

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 中に何かいる・・・!


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電源が入らなくなったシェーバーを修理

13年ほど前に、ブラウンのシェーバー7510を購入しました。
それまでは、パナソニックの7000円くらいのシェーバーを毎日酷使していて、職場で「毎日使うなら自動洗浄機能つきがいいよ。ブラウンとか」と勧められたのです。


型番は7510ですが、機能は以下のとおり

・3枚刃
・自動洗浄つき
・前後可動ヘッド+サスペンション
・非防水(今では「防水だが風呂剃り不可」というラインナップがありますが、当時は防水そのものが少なかったはず)

だったので、今でいう Series 5相当なのだと思います。




これを毎日使って13年になりますが、洗浄は毎日自動でしてくれますし、電池も出張などで1週間充電しなくても充分に使えています。
繰り返しますが、13年ものです。
ドイツ恐るべし。

・・・などと感謝しつつ使っていたら、ある日突然、電源が入らなくなりました。

10年以上使ったので減価償却はとっくの昔に済んでおり、ここはせっかくなのでリニアモーターで深剃りできて肌に優しい憧れのラムダッシュの、できれば5枚刃を買おうと思いました。

が。

自動洗浄つきの3枚刃の価格が

5枚刃だと

いいものだと分かっていても、ちょっと私の財布には厳しいなー、いちおうランニングコストも確認するかなー、と替刃を見ると・・・

ブラウンの前に使っていたパナのシェーバーが毎年買える計算になります。
(髭が濃いので、替刃がメーカー推奨交換間隔まで持たないのです)

途方に暮れて、電源が入らなくなったブラウンのシェーバーを洗浄機に戻すと。

なんと、何事もなかったかのように自動洗浄が始まってヘッドが動き始めたではありませんか。

機械的には、まだ生きている!!

とりあえず分解すると・・・

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スライドスイッチに使われていた小さなプラ製の部品が疲労で壊れてしまったのが、電源が入らなくなった原因のようです。

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そこで、本体の横を無理やりくり抜き、手持ちのスライドスイッチ(ダイソーで買った夜間照明をバラした余り)を付けて接点を短絡してみました。

カバーを戻すとこんな感じです。

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見てくれはちょーっとアレですが、このスライドスイッチをONにすると今まで通りきちんと動きました!!
洗浄機にセットすると、もちろん今まで通り自動洗浄と充電もきちんとできます。
実用上は特に支障ありません。

・・・というのが実は2年前の話で、このシェーバーは今でも元気に動いています。
本体も凄いですが、内蔵のニッケル水素電池こそアタリだったのかもしれません。

さすがに電池が弱ったら買い替え時かもしれませんね。
充電中に火を噴いたらシャレにならないので。


theme : AV機器・家電製品
genre : ライフ

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

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・・・



 ・・・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。

 ・・・などと言っていたら、ついにロボット掃除機が少女漫画雑誌のふろくになる日がやってきました。



 さすがに小学生がおこづかいで買う雑誌の付録の予算枠で実現しているだけあって、割と不良率が高いらしく、SNSなどでは
「中の配線が取れていた」
「せっかくだから高性能モーターに替えてみた」

 ・・・ふろくにお父さんの出番までつけてくれるとはうれしいじゃありませんか。





★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
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     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。
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     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
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     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
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     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
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     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
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     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。
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 こちらが裏面です。
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 電気的な配線図は、以下のとおりです。
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 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。
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 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。
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 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。
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 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。
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 スイッチ加工の実際の写真はこちらです。

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 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。

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 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。

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 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。

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 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。

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 アームを通す穴を開けます。

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 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。

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 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。

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 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。

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 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。

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 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。

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 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

底面排水サテライトの経過 アベさんも!


≪関連項目≫
男のロマン? 1980円+αからはじめる水槽用LED照明
 LEDテープを使って1号機(90連装)・2号機(植物用78連装)を作りました。
底面排水サテライトの経過 アベさんも!←今ここ
 サテライト用に、3号機こと超小型LED照明を作りました。
空冷式144連装LED照明、稼働中
 冷却ファン付きのLED照明を作りました。



20151227-1814541-1.jpg

 底面排水機構をつけたサテライトでアベニー・パファーを飼い始めてから、3か月程度経過しています。
 アベさんたちは今日も元気です。
 奥の小さいのは、遠近法のせいではなく本当に小さいです。

20151227-1819185-1.jpg

 タンクメイトです(残飯処理班ともいう)。
 最近では、親水槽側に生えてきた緑コケ対策でイシマキガイさん(大型種)も投入されています。

20151227-18495030-1.jpg

 なかなか撮らせてくれない全員集合です。
 全部で6尾います。
 2015年9月組が3尾、同10月組が3尾の計6尾です。
 9月組は体格が大きく(歳がいってるかもしれませんね)、10月組はちっこいのが特徴です。

CIMG8438-1.jpg

 照明には、以前の記事男のロマン? 1980円+αからはじめる水槽用LED照明の余り物で作ったLED照明(通算で3号機になります)を使用しています。
 ベースは百均の台所用ステンレストレーです。
 たった9連装ですが、照らす範囲がサテライトの内部だけなので充分明るいですし、広いステンレストレーは放熱に余裕があり、熱くなりません。
 使用目的からすると、これが一番できがいいかも・・・。

CIMG8351-1.jpg

 さて、3か月ほど前に設置した底面排水機構に、ちょっとした変化をつけてみました。

CIMG8358-1.jpg

 これが排水口なのですが・・・

20160102-22043021-1.jpg

 百均の蛇腹付きストローを短くして差し込んでみました。

 なんでこんなことをしたのかというと、設置直後に

「しまった~排水用パイプを短く切りすぎた~長かったらサイフォンを使って排水できたのに~失敗したわ~orz」

 と後悔していたのですが、

「パイプが短いなら長くすればいいじゃない」

「ビニテでぐるぐる巻きにして延ばすか~」

「それじゃみっともないし水濡れで剥がれるのも嫌だから、エアチューブの継手みたいに内径の合うパイプで連結したらいいんじゃ?」

百均のストローを差してみる

角度とかの関係でサイフォン発動

ものすごい勢いで水が飛び出す

「長いパイプなんて必要なかったんや!」←今ここ

 という流れです。

 見た目はかなりアレなのですが、なんと流量調整機能つきです。

20160102-23202242-1.jpg

 通常運転。

20160102-23203843-1.jpg

 かなり絞った状態です。

20160102-23205844-1.jpg

 全閉状態です。

 これらを、ストローの角度を変えるだけで実現できてしまいました。

「給水が排水に追いつかなかったらどうなるの?」
 安心してください、サテライトの水位がストローの先端まで下がった時点で止まりますよ。

「排水が給水に追いつかなかったらどうなるの?」
 安心してください、サテライトのスリットから水槽に水があふれるだけですよ。

 と、フェイルセーフも完璧です。

 メンテナンスについては、

1.とりあえずストローを抜きます。
2.百均のパイプブラシセットの中で一番小さいブラシ(水槽掃除ではあまり使わないやつの出番です)を突っ込み、往復させます。
3.ブラシを勢いよく抜くと、汚れの塊が排出されます。
4.ストローを差し込んで元に戻します(ストローは洗浄して再利用してもいいですが、古いのは捨てて新しいのを用意した方が綺麗ですし楽です。どうせ百均で1本1円未満ですし)
5.ストローの角度を調整します。

 というわけで、今回の結論です。

・底面排水サテライトは快調に動いています!
・グッピーが飼えればサテライトでアベニーパファーも飼えます!



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