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ABCDEFG日記

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2017年04月08日

共振トランス基礎実験〜テスラコイル理解のために

テスラコイルってコイルと言うよりはトランスです。
更に言うと「結合係数の小さな共振トランス」と言うのがその本質かと思います。
よってテスラコイルを理解するにはこの共振トランスを理解するのが重要です。
そして結合係数をあえて小さくするのがミソです。
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この詳細や理屈は追ってWebページにまとめる予定です。
ご興味あやる方はどうぞ今暫くお待ちください。





posted by efu at 22:56 | 日記のようなもの

2016年11月13日

クリスマスモードになってたUSJ

大阪に用事があったのでその帰りに久しぶりUSJに立ち寄りました。
もうすっかりクリスマスモードになってた。

巨大クリスマスツリー点灯イベントが始まりました。
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今流行りのプロジェクションマッピング。
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高出力投影機(プロジェクター)は対面する建物の屋上に設置。
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たくさんの人で溢れてたけど凄い綺麗で楽しいひと時でした。
ぼっちUSJも結構いいものでした。
スマホのカメラなんでやっぱし画質はいまいち。
次回はカメラ持って行こうと思います。







posted by efu at 23:20 | 日記のようなもの

2016年05月22日

テスラコイルの実験を再々開しました

2次コイルがとろけてしまって中断してましたテスラコイル実験を再開しました。
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今回は溶けないように直径30mmのダンボールパイプ(サランラップの芯)に巻きました。インダクタンスは11.6mH(at100KHz)です。巻き数は383巻(インダクタンスからの計算値)です。前回より細くてスマートな二次コイルです。

テスラコイルの挙動の大部分は高周波共振トランス(結合係数の低い空芯トランス)と考えるとある程度の説明がつくのですが、実験をしていると、こんな小型テスラコイルでもどうしても納得いかない挙動を示すことがあります。その辺が魅力なんです。





posted by efu at 23:49 | 日記のようなもの

2016年05月10日

静電気吸着の基礎実験

ダイソーで買ったプラスチック(ポリプロピレン)下敷きと同じくダイソーで買ったアルミテープで電極を作り静電気吸着の基礎実験をしました。

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電極はこんな感じです。
上写真のように1対の櫛型のアルミテープを向かい合わせてプラスチック板に張り付けます。
その対の櫛型アルミテープに夫々の端部に電線を取り付けます(つまり夫々が+/-の電極となります)。
そしてプラスチック板全面に透明の梱包用テープを貼り付けます。
これで出来上がりです。
ちなみに電極間の隙間の距離は約2mmです。

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電極間にDC2KV印加すると写真の様に紙等がペタペタくっ付きました。
3KVまで電圧を上げるとスパークしてしまいます。
アルミテープ端部を滑らかにするともっと耐電圧上げれそうです。


posted by efu at 01:50 | 日記のようなもの

2016年03月28日

真に羽の無い扇風機

大昔の東芝のアイデアをパクって羽が無いとして称して高速回転するファンを隠し込んでいるどこかのメーカーの羽の無い扇風機とは異なり本当に羽のない扇風機の実験です。

基本的な材料は使い捨てのプラスチックコップとアルミホイルだけです。コップの底を切り取り、内側の側面に下写真のように2つの太さの異なる帯状(リング状)にアルミホイルを糊で貼り付けるだけです。
羽の無い扇風機の実験の材料羽の無い扇風機の実験

その2つのリング状アルミホイルに電線を接続して下図のように20KV程度の直流電圧を与えます。
イオン風発生装置

左写真は電源オフで右は電源オンの時です。
イオン風の実験の電源オフイオン風の実験の電源オン

こんなシンプルな構造なんですけど手でも感じるぐらいの風が起きました。
高電界によるイオン風と呼ばれる現象です。
20KV印加時で約20μA流れますから消費電力は0.4W程度です。
効率はあまり良いようには思えませんが、形状を工夫すればもっと効率良くなるかも知れません。

実験やっていますと興味深いところ色々ありますので時間あるときにでも少し深掘りしてみようかと思っています。しかしオゾン臭くさいです。


posted by efu at 23:04 | 日記のようなもの

2016年02月07日

バイノーラルビート実験用ヘッドホンアンプの回路図

前回投稿しました「バイノーラルビート実験用ヘッドホンアンプ」の回路図です。
東京都のS.T.さんからご依頼頂きましたのでアップしておきます。
scanpics121.png

VR1とVR2は連動型(2連ボリューム)です。これを回すことによりLとRの信号の加算率(つまりチャネルセパレーション)を変えることが出来ます。
OPアンプはNE5532やuPC4580等の汎用(オーディオ向け)OPアンプです。出力段はOPアンプによるバッファアンプのみの構成です。普通なダイナミック型ヘッドホンであれば十分ドライブ出来るかと思います。極端に低効率や低インピーダンスタイプのヘッドホンは厳しいかもです。
電源は+15V/-15V程度の両電源を与えます。電源回路部は記述省略です。

posted by efu at 01:07 | 日記のようなもの

2016年02月01日

バイノーラルビート実験用ヘッドホンアンプ製作

ちょっと変わったヘッドホンアンプを作りました。
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このヘッドアンプの特徴つまり通常のヘッドホンアンプとの大きな違いは左右信号の加算回路を搭載し、その加算出力と通常のステレオ信号とのミキシングが可能なことです。言い方を変えるとチャンネルセパレーションを0〜100%の調整ができるということです。

何のためにこんなもん作ったかと言いますと、バイノーラルビート(Binaural Beat)の実験のためです。バイノーラルビートは非常に怪しく面白い現象なので時間ある時に詳しくwebページにまとめようと思っていますので、ここでは詳しくは触れません。

でもちょっとだけ書きますと、微妙に周波数が違う2つの音をヘッドホンを用いて、それぞれ左右の耳に入力すると頭脳内において、その2つの周波数の差分の音つまりビート(うなり)が生成されるというものです。脳内にてビートが生成されるというのがミソで、そのビート周波数(つまり左右の音の周波数差)を調整することにより、脳の状態をある程度コントロール(例えばリラクゼーションとか瞑想状態とか悟り意識への誘導とか・・)しようというもののようです。

で、この回路はその基礎実験のためのもので、外部(電気回路)でのビート生成量と脳内でのビート生成量を自由に可変するための回路です。

電気的に100%加算した場合の動作例です。
GRP002.png
CH1とCH2が入力信号で800Hzと810Hzの正弦波です。
CH3は片側の出力信号です。
CH1とCH2の差分周波数10Hzのビートが生成されるのが確認できます。
これはあくまでも電気的にビートを生成した例です。
バイノーラルビートはこれを脳内で生成させようというものです。

ちなみにバイノーラルビートを最も簡単に安全に体感するには、ヘミシンクというCDが米モンロー研究所より販売されています。日本でも簡単に購入可能です。




posted by efu at 18:44 | 日記のようなもの

2016年01月08日

新年明けましておめでとうございます


新年あけましておめでとうございます。
皆さまにとって素晴らしく建設的で創造的な年でありますように。
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過去の年賀状はこちらにまとめてます
Efu ART Gallery・ニャゴ年賀状




posted by efu at 00:10 | 日記のようなもの

2015年11月05日

とろけるテスラコイル

テスラコイル実験中にコイル(2次コイル)がグニョグニョ溶けてきました。

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1次コイルには大きな電流を流すので発熱は予想していましたが、GNDと先端の金属体(トロイド)以外何も接続していない2次コイルが発熱するとは思っていませんでした。注入電力数十ワット程度でプラスチック(ポリプロピレン)製ボビンが溶け出すとは正直驚きです。共振時においては予想外に大きな電流が2次コイルに流れるためなのか、誘電加熱のような作用のためなのか・・

とにかくコイルを巻き直さないと実験続けること出来ませんので、次期試作コイルはと溶けない材質のボビンを使用しようと思います。


posted by efu at 18:39 | 日記のようなもの

2015年10月29日

テスラコイルの実験を再開しました

単なる共振型の昇圧トランスのような気もするんですが、何故かやっぱりちょっと心に残る不思議さがあるのでテスラコイル実験を再開しました。出来るだけ丁寧に原理や挙動を理解しながら進めて行こうと思います。まず前回作ったコイルを利用して駆動回路(MOSFETによるドライブ回路)方式から再検討です。

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1m以上離した何もつながってない手に持っただけの蛍光灯が鮮やかに光るのは、高周波の電磁波による誘導作用とは分かっていても、やっぱし手品みたいで何か面白いです。

まずはハーフブリッジ駆動方式で固定周波数(1次コイル電流が最も大きく流れる周波数を外部オシレータで与える)で動かしてみました。上の写真実験では約560KHzでした。

テスラコイルの共振周波数は2次コイルのインダクタンスとトロイド(2次コイル先端に取り付けた金属体)のキャパシタンス(浮遊容量のようなもん)で決まり極めて不安定です。手や物を近づけただけで共振周波数は変わります。だから固定周波数駆動ではダメですね。やっぱし何かしらのフィードバックを施し常に共振周波数にトラッキングさせる必要がありそうです。

それと。今回のMOSFETハーフブリッジ駆動回路はハイサイドドライバーICを使わずパルストランスでカップリングしてゲートをドライブする方式にしました。こちらの方が僕は好きです。自由度があるし、高価なハイサイドドライバーICがパンパン飛ぶのを気にしなくていいし。

前回の実験(参考)
大人の電子工作・電子工作プチネタ・テスラコイルの基礎実験開始


posted by efu at 17:37 | 日記のようなもの