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2019年12月

2019年12月30日 (月)

自分で作る。電池交換できる、光る!飛行石(ひこう・いし)【プロトタイプ編1】

 

20191230_00

 

モアレが酷い・・・欠点を改善した、プロトタイプ2編のページもできました。

 

ガンプラ作成の練習のために、シリコン型枠とレジンを扱えるような修業が必要となりました。

レジンの中にLED回路を組み込むことが目的です。

練習台として、光る飛行石(ひこう・いし)を作ることにしました。

(ラピュタの「ひこう・せき」ではありません。あくまでも『ひこう・いし』)

 

シャア専用旧ザク同様、いきなりうまく作れるはずはないので、まずはプロトタイプを作ってみて、うまくいかない点を洗い出したいと思います。

 

 

1.一番小さい電池ボックス探し

本家の飛行石は、少年少女の手のひらに簡単に収まる程度。

宝石としては大振りですが、電子回路を組み込むとなると、結構ぎりぎり。

また、LEDを光らせるためには最低3Vの電圧が必要なので、リチウム電池となります。

(本当は、身に着けるものにリチウムは使いたくないのですが。)

 

マルツの店頭で売っている最小口径の3Vリチウム電池ボックスは、1220用でした。

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2.シリコン型枠は?

100円ショップで済めば御の字、と思ってとりあえず買ってきました。

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電池ボックス自体は納まったように見えますが、実際にはあそびがゼロ。

100円ショップの涙滴型は、利用できませんでした。

静岡のハンズなどを見て回りましたが、確実に使えそうなものは無し。

また、先々ガンプラに使えそうなバーニア光的な形状のものも見つからず。

 

シリコン型枠をいちから作る、という工程をやってみる必要が出てきました。

 

3.原型の素材探し

シリコン型枠を作るために、まず、その原型を作りました。

発泡スチロールを削って作る方法を選択しました。

近場の店で、四角いブロックの原型を探しましたが、逆に、もっと「ひこう・いし」向きな卵型の原型を見つけました。

世の中にはこんな便利なものが。

DIYショップ(エンチョーという店)のアクリル樹脂・発泡スチロールコーナー。

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卵型スチロールが4個入って500円位。

 

4.原型作り1(おおまかな形に)

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工作用紙に、簡単な設計図をフリーハンドで引いて、ざっくりと削り出し。

鉄ヤスリを使っています。

削り過ぎないよう、少し大きめのところでストップ。

 

5.原型作り2(パテ埋め)

発泡スチロールは、表面がデコボコになるので、パテで穴埋め。

私は、「アクリルパテ」(ウッドパテ)を使いました。

【重要!】

スチロールの原型に対して、絶対やってはいけないのが、「ラッカーパテ・塗料」を使う事。

40年前、夏休みの自由研究で「色による温度上昇の比較」という実験をしたとき、魚屋さんで貰った発泡スチロールの箱に、黒や銀のタミヤスプレー(ラッカー)を吹き付けて、色の違いによる温度上昇の差を調べようとしたところ、発泡スチロールは、見事なくらいに溶けてしぼんでいきました。

そのことを忘れていて、今回また、最初にやってしまいました。

タミヤセメントパテ(ラッカー)を付けたところが5分後には大きなクレーターに。

そのときになって昔の実験のことを思い出しましたが、もう後の祭り。

 

アクリルのウッドパテで補修しなおししました。

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紙ヤスリやスポンジヤスリを使って成形

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水性塗料ならスチロールは溶けません。(タミヤ水性アクリルを使用)

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削っては塗装して、表面の細かなデコボコを見つけては、またパテ盛り。

ちょっと爪が当たっただけで、へこみができてしまうので、この工程は結構な時間を食いました。

 

6.原型を半分にカット

スチロールカッターを使って切る工程です。

100円ショップで売ってるというネット記事を見たので探したのですが、うちの近くにはありませんでした。

DIYショップで1,500円で購入。

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単二電池2個必要なのですが、この時ポイントがあります。

マンガン電池はダメです!

最初、うちににあった時計用のマンガン電池を使ったら電源ランプが点灯せず、DIYショップで原因を調べてもらったら、アルカリ乾電池じゃないと動かないということが分かりました。

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アルカリ電池なら電源ランプが点灯した!

 

単二電池って1種類じゃない!

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左が、マンガン電池。右がアルカリ電池。

アルカリ乾電池の方がハイパワー・・・とのことですが、同じ1.5Vじゃないの?

知らなかったです。

 

やっと、2つにカットできます。

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でも、失敗・・・

なんとなく2つになっていますが、力の入れ方が均等でなかったため、ギザついていますし、さらに、重心で2つに切れた形になっていて、実は、水平位置じゃなく15度ほど斜めに切れてしまっています。

やり直し!

 

もう一度接着して、パテ盛りして、カットし直し・・・

(略)泣き言しかねえ!

初心者が水平に切るのって、とても大変です。お覚悟を。

 

前回より水平に切れました。

それでも、切断面は少々デコボコ。

切断面がデコボコだと、あとでシリコンが回り込むでしょう。

それに、水平じゃないとレジンがキレイに溜まらない。

なので、切断面のパテ盛りとヤスリ掛け処理をして、型の手直しをしました。

 

7.シリコン型作り

準備した型を、型枠(後述)に置きます。

両面テープで浮きを抑える必要があるとのこと。

そして、配合したシリコン(これも後述)を流し込んで、1日待ちます。

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シリコンは、凝固剤とセットになっています。混ぜる比率は決まっていて、凝固剤が少ないと固まりません。

2回目にシリコン方を作った時に、少し少な目になったようで、固まるのに2日掛かりました。

なお、計量にはコンマ4桁まで測れる電子天秤を使っています。

これはオーバースペック。

ただし、少しの量の違いで凝固時間に大きな差が出るので、少なくともコンマ1桁グラムを測れる電子天秤は必要だと思います。

 

2019120801

型枠を外して、シリコン型を取り出したところ。

ブロックはレゴを使っています。

私が組んだ型枠寸法は、5cm×5cm×2cmが2面程度。

おもちゃ屋さんで一番安いレゴの箱を買って、四角いパーツだけで組むと、足りるかどうかギリギリという感じです。

 

バリがありますが、デザインナイフで切り外します。

 

8.スイッチについて

そろそろ、内部に組み込むLED回路(スイッチ付き)の準備を始めます。

今回の回路で一番のキモは、「スイッチ」。

回路を理解するだけで2週間掛かりました。(正味だと土日2回+翌月曜)

 

さて、今回私が欲しいのは、サイズがなるべく小さくて、「オルタネイト」という、押せば通電しっぱなしを維持できるタイプ、そして、押し釦スイッチ。

これは、完成時のデザインに関わってくるため、外せない条件でした。

単純なディップ型なら、この後ON-OFF回路で悩まなくて済んだのでしょうが・・・

 

マルツでは、照光LED付きのタイプしかありませんでした。

ネット上でも似たような状況。

(LED照光、そんなに必要か?)

 

LinkmanのPB61303ALシリーズの外観が、私の求めるスイッチ形状に一番近いデザインでした。

単純に一番目立つ端子につないでみると、こんな感じ。

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スイッチだけで、3.0Vを消費し、しかも常時点灯。

イヤイヤ。

点灯しっぱなしって、しかもリチウムボタン電池3.0Vを1個占有するし。

合計6.0Vだと、リチウムボタン電池2枚必要じゃないですか。

 

しかも、この状態だと、本来点灯させたい私のLEDも、スイッチのプッシュ・リリースに依らず、点灯しっぱなし。

何故だ~~。

何か間違えてしまっているようです。

 

後日店員さんに相談するも、他にはワンサイズ大きめのスイッチしかない、とのこと。

それだと残念ながらサイズオーバーでした。

 

他に選択肢は無いなら、うまくいかない原因を調べないと。

そこで、まずはLEDをつぶすことを考えました。

並列回路なら、LEDをつぶせば3.0Vで足りるはず。

しかし、失敗。

私のLEDも点灯しなくなりました。

 

次に、分解して仕組みを調べまみることにしました。

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押し釦はキャップ。本体はブラックボックスの中。

 

本体登頂部に付いているLED。

とにかくこいつが鬼門。

内部と、どうつながっているのか?と思って外してみました。

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LED部分を外してみると・・・

あれ?中と繋がっていない。

スイッチ回路と並列でもない。無関係?

 

そこで、このスイッチを買うときに下調べしたデータシートをもう一度読み返してみることに。

PDFレイアウトがズレていて見づらいデータシートでしたが、LED部分は、L1-L2端子で、本当の回路とは独立していて、ただのデコレーションでした。

なんだ、と一安心。

 

本体の回路は、6本足の部分でした。

これのどれかに、ON-OFFで切り替えられる組み合わせがあるはず。

データシートとにらめっこしながら、組み合わせを探ります。

2019121602

LEDが点灯した!

 

なんと、上の写真の端子の組み合わせ、データシート上のNo.5とNo.6です。

一番ないだろうと思っていた隣り合わせの組み合わせ。

シロートには難しいですわ。

 

分かりづらいので、マーキングを入れました。

2019121601

こうしておかないと、後日ハンダ付けするとき、また同じ作業が必要になります。

 

9.レジンパーツ作り

UVレジンをシリコン型枠に流し込んで、専用の紫外線ライトを当てれば、パーツができます。

 

しかし、

今回のレジンパーツ作りでどうしてもやりたくて結構難しかったのが、シリコン型枠と逆の「シリコン型」を作ること。

=型抜きしたパーツそのものの形をしたシリコン型を作ること。

試してみたんですが難しい。

シリコン型枠に、普通にシリコンを流しても、くっついちゃうんです。シリコンスプレーを噴いてからやっても結果は同じ。

それで、さらに2通りの方法を試してみました。

 

お湯で柔らかくなるプラスチックで型枠を作る方法と、シリコン型枠に塗料を吹き付けて突っつかないようにする方法。

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ボロボロと剥がれて、見かけは悪いですが、型に忠実にできたのは、塗料を吹き付けた中にシリコンを流し込む方法でした。

しかし、

それらを元に、レジン型を取ってみると・・・

 

20191225_02

型がきっちりしすぎていて、電子部品が収まりませんでした。

逆に、少しルーズな型となった柔らかプラスチックの方が余剰スペースがあって、部品の組み込みには便利でした。

 

10.レジンパーツ作り2

先程作った電子部品組み込み用パーツに電子部品を収めた後の、重要な工程として、漏れ防止があります。

これは当初から想定済みの工程で、レジンが流れ込んではいけない場所なのに、水位の関係で流れ込んでしまうような場所について、その流入口となる箇所を、事前にレジンで埋めておく作業工程です。

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ネジ受けの底や電池ボックスの穴などの部品の穴と、型と電子部品の隙間を少しずつ固めていきます。

1カ所レジンを置いてはUVライトを当て、また1カ所にレジンを置いて、の繰り返しです。

 

反対面を確認。

電池や、スイッチの端子にはレジンが流れ込まずに、作業できました。

ホッとしました。

20191230_01

 

11.電子回路を作る

前の工程で電子部品の場所決めをして固定してあります。

これにLEDや整流ダイオードを加えて、それぞれを電線等で結ぶ作業です。

回路デザイン自体は、前回作ったシャア専用旧ザクと同じ。ダイオードが絡むのでアノード・カソードに注意して設計すること、それだけ。

なお、ジャンク品の安いLEDを買って来て、その脚を切って配線代わりにしています(安い抵抗の脚でもいいかも)。

そうしたら、位置決めがバシッと決まりました。

 

配線後に、レジンで配線を固めて動かないようにした状態。

20191230_02

上の画像で、

白い四角が、LED(光る部分)。

3mm級チップ型LED(青色)を使用していますが、これは失敗でした。

この状態だと強い光を放つのですが、レジンに埋まってしまうと、意外と減光してしまいます。

 

次回は、ハイパワー型1Wを試してみます。

1W型だとちょっと大きいので納まるかな?という点は心配ですが。

 

熱膨張が心配な整流ダイオードには、緩衝材を巻いてあります(左側の灰色の部品で、中にダイオードが納めてあります)。

 

12.レジンパーツ作り3

2つ作った型枠のもう一方(型枠B)にレジンを流し込み、前の工程で作った電子部品パーツをかぶせます。

電子パーツの分だけ、レジンが型枠から流れ出してきますが、それをなるべくふき取った方が良いかどうかは、微妙。

(後述)

 

ポイントは、下側からUVライトを当てることです。

20191230_03

 

流れ出した分は、はみ出して固まってしまうのですが、どうせヤスリ掛けをするしと思ってナメて考えていたら、結構大変でした。

レジン堅い・・・ 

逆に、はみ出しをぬぐったところはヘコんでしまうし。

どちらの失敗も、地道にリペア。

20191230_04

 

なお、ここで実はもう一つ、重要な失敗がありました。仕上がりにまで影響が出てしまった、今回最大の失敗です。

 

上の画像でラピュタ(似)のマークがあります。

これを、どの工程で描くかということです。

私は、ヤスリ掛けをしても削られないように、型枠Bに、薄いレジン膜を筆で乗せ固めた裏面を作っておいて、先にマークを書いておいたのですが、この言わば「カバー」パーツが、完全な「透明」に仕上がらないと、その分は全部「モアレ」になってしまいました。

この記事の最初の完成画像でも分かる通り、これが格好悪い。

 

さらには、このマークの陰に隠れたレジンには、UVライトが当たらないため、いつまでたっても内部で固まらないという、UVレジン作りで一番やってはいけない失敗をしてしまいました。

次回、工夫したい工程です。

 

13.レジンパーツ作り4

電子部品のフタとなる背面パーツを作っているとき、失敗がありました。

各種部品を収める都合上どうしても、このパーツの端っこにネジ穴やスイッチ穴が来てしまうのですが、ドリルで穴をあけている最中に、レジンを割ってしまいました。

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欠けたパーツ。

 

ただし、補修はできます。

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欠けたパーツを同じ場所に置いて、レジンを接着剤代わりにしてもう一度UVライトで固めれば、結構丈夫になります。

ただし、バリが出ます。一度成形や磨きが終わったパーツに、バリが出ると削るのが結構面倒で、後悔ひとしきり。

 

ネジ穴は、もしできるなら、最初からシリコンの型に組み込んでおいてから、パーツを作っていた方が良いのでしょうが、そのシリコン型を作る算段が付きません。

課題です。

 

14.ほぼ完成

2工程を残して、プロトタイプがほぼ完成しました。

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左側がメインの光るパーツで、右側がその蓋。

かぶせてネジで止めます。

「電池を交換できる」というのが、この工作のミソ、というか最低条件でした。

 

さて、残った工程。

1つ目は、スイッチ。

出っ張り過ぎているので、この後、外形の曲面に合わせて、かつスイッチのON・OFFに支障が無いように、削って加工していくこと。

もう一点は、裏蓋面にも金色のマークを入れること。

あのサブ・マークを映画でちらっと見ると、近鉄バッファローズを思い出すのは私だけ?

このマーク入れが、次にこの『ひこう・いし』を作る時の、マーキング作業の試金石になるので、少し考えてから試してみるつもりです。

 

15.プロトタイプ完成

 

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モアレ(ムラ)がスゴイ・・・orz

 

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暗闇で光らせてみました。

 

 

99.おまけ

実は・・・

この画像のチェーン、最後のところが繋がっていません!

100円ショップで買ったブレスレット用のチェーンとネックレス用の止め具、一応別売りなのですが、同じメーカーのようだったので油断してました。

チェーンの穴より、止め具の環の径が太い!

入りっこないじゃん。

次はケチらすに、ちゃんとセットで売ってるハンズで、(ちゃんとした価格で)買います。

 

(今回使ったもの)

20191231_01

 

プロトタイプ2に続く

 

2019年12月15日 (日)

2019/12/22 有馬記念 展望

◆結果

外しました

 

◆予想と買い目

20191222k

20191222k2

 

1週前の時点で

アーモンドアイ、スワーヴリチャード、ヴェロックス

ワールドプレミア、フィエールマン、シュヴァルグラン

あたり。

人気からこぼれ落ちそうなフィエールマンかシュヴァルグランが楽しみ。

 シュヴァルグランが大外16番になりました。流石に買えません。

 

◆展望

20191222

外国人騎手の台頭

 

3歳馬は、菊花賞組。できれば皐月賞馬券内。

6歳以上は、軽視

牝馬は、エリ女

4・5歳馬は、リピーター・菊花賞・今年の秋天JC勝ち馬

 

 

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