楽しく遊ぶための初心者にもわかる電子工作のヒント

「イライラ棒」を模したおもちゃを作ってみましょう

  

懐かしいTV番組に、ウッチャンナンチャンの司会で、電極に挟まれた細い通路をイライラ棒を触れないようにして、最後まで通り抜けることができれば100万円・・の賞金がもらえるという人気番組でした。

途中で、手に持った棒が通路に触れると、すごい大音響やスパークが起こってGAME OVERになるというゲームで、回路やアクションにいろいろな趣向が加えられてヒートアップした人気番組でしたので、下のようなおもちゃやゲームは今でも販売されています。

WEBにあったイライラ棒の写真
この、「金属に触れるとスイッチが入り、→Action用の回路が作動する」という仕組みを使って、スイッチが入ると何かのActionが動き出す・・・ というように考えると、電子工作で、いろいろな仕組みのAction をどんどん追加していくことができます。

TVのような大掛かりなことはできませんが、これを真似て電子工作の要素を加えていきながらイライラ棒を模したおもちゃに、いろいろな機能を追加していって楽しんでみようと思います。 

ここでは、①迷路を作って、 失敗時には、②ブザーを鳴らし、③LEDを光らせ、さらにその数を増やして、派手に光らせよう・・・ ということをやっていこうと思います。

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迷路(通路)づくり

自分で作って遊ぶためのおもちゃですので、上の写真の市販のおもちゃを参考にして、①迷路製作用の針金 ②固定用の土台 ③手に持って移動させる棒 ・・・ の3点を工作していきます。 

私は、このようなものを作りました。この作り方ですが・・・。

このようなイライラ棒を作ります

材料は、①はアルミ線(2.6mmのものを購入) ②加工しやすい合板(120x450x厚さ13のものを購入) ③細い針金(1.2mmステンレスの針金:家にあったもの) を使いました。100円ショップにあるものでいいでしょう。

①については、太い鉄線になると硬すぎて加工が大変ですので、#12(約2.6mm)の樹脂加工していないアルミ線がいいでしょう。

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この形は、1.5mのアルミ線をペンチを使って適当に曲げたものです。 難易度をあげようと思えば、このような2次元的な曲線ではなく、前後にも曲げて、3次元的な形にすると、格段に難しくなリますので、いろいろと工夫してください。

もしも、難しい形を作ってみようと思われる方は、倒れにくいように、全体の重心が穴の線上にくるように、バランスを考えて、複雑なものもできます。

台座(板)は、軟らかくて安価な「フォルカタ材 120x450x厚さ13:約200円)を購入して、そこに、アルミ線を差し込むための3mmの穴を2ヶ所にあけています。

2.5mmの穴では、2.6mmの針金を差し込むのがキツかったので3mmにしていますが、不安定なら、接着剤で固定すれば問題はありません。

③の移動用の棒は、同じ2.6mmのアルミ線で作ってもいいのですが、繊細な感じにしようと、家にあった1.2mmのステンレス線を加工して、さらにその先端部を「三角」にしたものを作りました。

子供さん用に作るのであれば、大きい目の丸形にして、取り扱いが簡単なようにすると良いでしょうし、難しくするには、小さめの輪にします。

移動棒はすこし小さめに作りました

怪我防止のために、曲げたネックを3mmの熱収縮チューブで覆っています。

3つのパーツを組み立てます

③の移動棒の輪の部分を①のアルミ線に通してから台座に差し込みます。

スタートの待機位置には、絶縁テープを巻いておいて、スタート前にアルミ線に触れても、作動しないようにしておきます。

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ゲームのやり方

ゲームのやり方は、左端から③の移動棒をアルミ線に触れないように反対側まで移動できれば「クリア」です。

移動途中にアルミ線に接触すると、「スイッチがONになった」時点で「失敗」となります。

ここでは、成功や失敗で、例えば、ブザーが鳴るなどのAction を付け加えていこう・・・という計画です。

この移動棒と通路のアルミ線はスイッチの役目をしています。

イライラ棒の部分はスイッチの役目です

このAction部分にブザーやランプをつければ、移動棒がアルミ線にひっつくと、スイッチがONになって、それらが反応するということになります。 

ここではまず、ブザーを付けてみましょう。

ブサーを鳴らす

ブザーは「電子ブザー」を使います。

電子ブザーの例

ここでは、手元にあったモジュラー化されたものを使っていますが、購入する場合には、ブザー単体のもので問題ありません。

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この時に、同じような形状のものであっても、「電子ブザー」「圧電サウンダ」「圧電スピーカ」等の呼び方の部品が販売されていることに気をつけて、「電圧を加えるだけで音が出る」という表示や表現のあるものを購入してください。 

これらは仕組みが違っていて紛らわしいのですが、「圧電サウンダ」や「圧電スピーカ」という名称で販売されているものの多くは、交流やパルスを加えて音を出す物が多いので、それらはこの用途には使えません。 電流が流れると音が出る「ブザー」であるもので、使用する電圧に合うものを購入します。

このHPでは、5Vを常用していて、その他のアクションも付加しようと思っているので、5V用で、さらに、音圧レベルが高いもの(例えば70dBよりも80dBが音が大きい) を購入すると迫力があっていいでしょう。

ここでは、秋月電子さんやマルツオンラインなどで、100円前後で購入できる、「直流を加えると鳴る・・・」(これを「自励型」といいます)などの表現がある、5V用の「圧電ブザー」を購入しましょう。

電子ブザーを付けた回路

ブザーが鳴る回路図です

上のように配線して通電してください。移動棒を動かして、アルミ線(通路)に触れればブザーに通電して、大きな音がなります。

線に触れるのは「一瞬」ですので、ブザー音は大した音ではないので、これは、後で工夫していきます。まずは、線に触れると音が鳴る・・・という動作ができることを確認しましょう。

ここではワニ口クリップを使って仮配線していますが、これが最終形ではなく、これに様々な応用を加えることを考えていきます。

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これに、LEDランプを付けるとどうなるのでしょう

棒が接触するとスイッチが入る

ブザーとへ入れるに、LEDの回路を追加します。このLEDは、たくさん取りつけて、派手に点灯させる予定です。

 アルミ線に接触するとLEDが光ります

私は、いつも、何も考えないで220Ωの抵抗を使うのですが、LEDの種類や個数については、後で考えてみることにしましょう。

これで、移動棒がアルミ線に触れると、ブザーが鳴ると同時にLEDが点灯する回路になりました。(更に改良を加えるのですが、「変えていく」というイメージを持っていただきたいので、このような冗長な内容になっていますので、ご容赦を)

しかし、アルミ線に触れる時間は、普通は瞬間ですので、ブザーは「プツプツ」、LEDは「ぼんやり」としか光りません。つまり、この状態では、迫力がありません。

これを改良して、一瞬にアルミ線に触れてスイッチが入ると、ゲームオーバーにしたいのですが、どうすればいいのでしょうか? 

アナログ回路を主体に考えていますので、マイコンを使うような仕組みや方法は取れませんので、一つの方法としては「リレー」を使て「自己保持回路」を方法があります。 ここではそれを試してみることにしましょう。

長くなったので、それは、次のページで説明します。

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(来歴)R2.9作成  最終R5.5月に見直し

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