SIHOのプログラミングわーくワク

興味の赴くままに勉強してたら、読み書きできる言語は9個になりました。他にもいくつか気になる言語があったりなかったり?  まだまだ続く、楽しいお仕事わーくワク♪

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クリップモーターカーを作ってみた・初号

2014.12.01 (Mon)

わが家には小学一年の男子がいます。
学校でずっと椅子に座って勉強しないといけないということに不満を覚えているもよう。
良い担任につけたので、学ぶことは嫌いではないようだけど、どこか釈然としない様子なので、実験から興味を惹いてみようかと思うものの、世の中には小学一年生でできる実験教室もキットも存在しない。
仕方ないので、自分で実験キットの開発を始めました。
第一弾は電磁誘導を使った「シャカシャカライト」。(「シャカシャカライト」通販ページ)
第二弾のテーマに選んだのが「クリップモーターカー」です。
思いのほか難しくて、調べていくと高校生が挑戦する「科学の甲子園」での正式種目なんですね。
それを文系の私が独学で挑戦というのはかなり無謀でありました。
でも、なんとか初号はできました。
ので、初号作成でのコツなどをメモ的にまとめます。
クリップモーターカーの作り方ってWebを探してもまるで存在しなかったので!

まずは完成動画。


簡単そうに見えるでしょ。科学って見た目の印象と実装の難易度が恐ろしく違うことが多いです。
今回のこれは最たる例。

クリップモーターの作り方はWebを検索するといくつも出てきますので、詳しくはそちらをみてみてください。
で、クリップモーターを回転させるのは小学校高学年対象の実験教室でも行っているので、大人なら独学でもなんとかなります。問題はその先。モーターの回転をタイヤに伝えて、電池やら磁石やらの構造を載せた車を動かすこと。
このバランスが非常に難しい。


■真上から。
磁石の中心にコイルの線が通るのが良いっぽい。
磁石を二つ使っていてこれがイチバン重いので、前に持ってくる。
後ろに重心があるときは駆動を伝えているタイヤが浮いて回らなかったものが前に重心を移動することでしっかり回るようになった。
motarcar_top

■裏側。
大きめのクリップを伸ばして磁石の強力な引き寄せる力に対抗するべく、ウネウネにしてある。
motarcar_down

■車輪部分。
車輪にかかるゴムはできるだけ同じ長さのものを使う。
同じ袋に入っていても太さと長さが微妙に違う。
ゴムの張りはこの位。これ以上張りが強いとコイル自体が回転しない。ゆとり大事。
motarcar_tire

■全体
コイルと磁石は接触しないギリギリの距離におき、かつ、コイルが水平になるようにする。
水平かどうかを確認するには、ゴムを掛けずにコイルを回転させて左右に寄らないように軸受けになっているクリップの高さを調整する。
クリップを調整してコイルの位置が上がると、ゴムが張りすぎることになる。ゴムを緩めるのに高さをそのままで車輪近くの方へ水平移動させることになる。すると磁石から離れる。。。ということを繰り返して調整します。ここが難しいところ。
また、ネオジウム磁石を二つ重ねたので、物凄く磁力が強力でクリップがだんだん引き寄せられます。それによってバランスが崩れていたので、引き寄せ防止にクリップ間につっかえ棒をしました。これでゆがまなくなりました。
motarcar_front

■初号機を作ってみてわかったこと
1)電池
 電池ケースはスイッチ付がいい。電池の着け外しのときに磁石にくっついてクリップが曲がる。
 2032のボタン電池だと小さいし丸いので扱いが楽そう。
2)タイヤ
 同じ大きさのものを使うほうがよい。
3)モーター部
 クリップにコイルを巻いて電磁石にしたほうが回転力が出るかも。
 参考URL「【特報】『クリップモーターカー』で Rikejoチーム優勝!!! ~科学の甲子園 クリップモーターカーレース サイエンスアゴラ特別バージョン~ 」

モーター部の回転力が増せば、多少バランスが悪くても動くようになりそうなので、次のトライの時はまずそこから改良しようと思います。



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