その１以外の成果の紹介をします（研究成果 その２）
５１．「ノイズ除去機能を付加した汎用性に富むＵＳＢオシロスコープ（既報の再公表）」登録日 ２０２３年８月４日
報告書の前文より
このＵＳＢオシロスコープを紹介してから大分時間が経過した。最近、動作させようとしたがいろいろと忘却したこともあり、再始動に手間取ってしまった。このＵＳＢオシロスコープは非常に汎用性があり、現時点でも有能な測定器であると思っているので、その再紹介とその「忘備録」を兼ねて本報告書を書くこととした。なを、本オシロスコープの詳細については後記している参考文献を参照すること。 詳細は論文を読んで下さい。
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５０．簡易型・周波数固定ロックインアンプ（周期性微弱信号測定器）の製作−再掲載登録日 ２０２３年 ６月２０日
ロックインアンプの自作について報告して、約１０年ほどが経ちました。が、 計測分野などでのロックインアンプの役割は廃っていません。ロックインアンプが自前で、かつ格安で手に入るならば、結構なことです。１０年前の報告をより詳細にしたマニュアルをここで紹介することにしました。
詳細は論文を読んで下さい。
ファイル類をダウンロードすることができます。 なお、プリント基板パターンファイルは、ＰＣＢＥソフト（フリーソフト）が無ければ見られません。
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４９．連理返り人形の改作−水銀をスチールボールに変更
49. Реформа непрерывно вращающегось кукулы
---Меркурий изменен на стальной шар---
登録日 ２０２０年１０月１２日
前文より
江戸時代の「機巧図彙」を手引きにして、「茶運び人形」、「和時計」、「五段返り人形」、「連理返り人形」、「尺時計」を２０年ほど前に復元製作し、それらを著者のホームページで公開していた。近年、動画をホームページで簡単に公開できるようになってきている。２０年前には考えてもいなかった。友人からの助言もあり、この７月から前述の作品の動画をスマートホーンで撮影し、Ｙｏｕ ｔｕｂｅを利用する形式で、著者のホームページに動画を挿入した。本作品の制作を試みたい読者の確かな資料となることを期待して。「茶運び人形」、「和時計」、「五段返り人形」、「尺時計」の４作品の動画のアップロードは恙なく進行したのである。 が、残り１つの「連理返り人形」は現状で動作不良の状態にあった。引合棒中の片方から水銀が抜けていたのである。この事は１０年以上前の在職中に気がついていたのであったが、その時こぼれ残った水銀をビンに取り込んで、そのままにしていたのであった。現在確認するとビンに残った水銀量では少なすぎる。どうかして補充をしなければならないのである。が、「一般人」になった現在では、水銀を入手することは極めて困難である。が、頭を切り換えることにした。これを機会に、水銀を使用しない「連理返り人形」を製作するのが「復元」とは言えないが、良いアイデアであると。試行錯誤の結果、水銀をスチールボールに変更した「連理返り人形」の正常動作を確認した。以下でその改作過程を紹介する。写真１に期待通りの動作をする試作品の概観を示している。人形はダミー、壇は急拵え、飾りは施してはいないが、参考文献（１）の作品と同じように正常に動作する。あとは、これに飾りなどを付ければ良い。そのうち気が向いたらやるかも知れない。
詳細は論文を読んで下さい。
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４８．マルチＵＳＢオシロスコープの紹介
48. Введение мульти-USB осциллоскопа
登録日 ２０２０年５月２１日
４６，４７で紹介したＵＳＢオシロスコープが最新のＯＳのインストーラーＮＯＯＢＳ＿ｖ３でＲａｓｐｉａｎをインストールすると、プログラムのコンパイルでエラーを発生し、実行プログラムが作成されないことに気がついた。いろいろと試行錯誤したが、元々使用していたインストーラーＮＯＯＢＳ＿ｖ１ならば、正常に動作させることが出来た。
詳細は論文を読んで下さい。
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システムで使用するＮＯＯＢＳ＿ｖ１、ｗｉｒｉｎｇｐｉ等のフォルダをダウンロードする。圧縮ファイルになっています
圧縮フォルダ（約１Ｇバイト）をダウンロードする
お願い もしＮＯＯＢＳ＿ｖ３で、コンパイルエラーがなく、正常にシステムを動作させることが出来た方がいるならば、 その手順を教えてくれると感謝します。
４７．「ＵＳＢオシロスコープの複製（２Ｍサンプル／ｓ）」の続編
−微弱な過渡現象波形も測定できるＵＳＢオシロスコープに改良−
47. Продолжение "РепликацияUSB Oscilloscopа (2M Образец / с)"
-Улучшенный к OScilloscope USB который может измерить слабые переходные формы волны -
登録日 ２０１９年５月１日
２０１６年に、本ホームページの（４６）「ＵＳＢオシロスコープの複製」で紹介したオシロスコープを、表題のように雑音の中から真の信号を抽出できる機能を有するオシロスコープに改良した。研究遂行上で必要になったからである。物性特性実験等で大いなる役割を果たしていた、かってのＢＣＩ（ボックス・カー・インテグレーター）ごときのものである。 複製したＵＳＢオシロスコープに､ハード部に若干の回路と配線を付加し、実行Ｃ言語プログラムは殆ど変更することなく、必要なルーチン等を付加することで実現した。 提示している上の写真が、雑音に埋もれた過渡減衰波形を例示している。下の写真がこれを１０００回積算平均した結果を示している。雑音成分は綺麗に除去され、過渡減衰波形が綺麗に抽出されていることが分かる。 今回紹介しているシステムの変更は、前回紹介しているＵＳＢオシロスコープが手元にあることが前提である。今回紹介した内容に興味を持ったならば、前回の紹介論文にしたがってＵＳＢオシロスコープを複製すれば良い。複製品ができあがれば、今回の改良に必要な費用は数百円で済む。 ハード部に変更を加えているが、元の仕様のままで動作をさせることに何の支障もない。今回の改良の内容は次の論文をダウンロードすること。
詳細は論文を読んで下さい。
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改良したＣ言語プログラムをダウンロードする
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４６．ＵＳＢオシロスコープの複製（２Ｍサンプル／ｓ）
46. Репликация USB осциллоскопа (2M-образец/с)
登録日 ２０１６年１２月１９日
写真が複製したＵＳＢオシロスコープシステムの動作外観です。 （論文の全文より） ある測定装置システムの開発において、応用したら便利であろうと思われる「２Ｍサンプル／ｓのＵＳＢシロスコープ」（１）を学生が見つけた。文献を読むと、最新のデバイスを利用し、かつ非常にコンパクトな「新型」オシロスコープである。通常のオシロスコープは、それ専用の表示画面を持っているが、このオシロスコープは、パソコン等で使用する表示装置を使用できる。かつ処理速度が高速でもある。システムの簡素化、低費用化も開発課題であったので、早速複製に取りかかり、正常に動作をすることを確認した。なを、複製に当たって、若干の回路変更を行った。特に、文献の電源回路部に大幅な変更を加え、分かり易く、よりコンパクトな電源部に仕上げた。現在は、複製型では、開発中のシステムへの応用性が乏しいので、拡張機能を持たせた改良型の構築に取りかかっている。 本論文では、参考文献（１）で紹介されているＵＳＢオシロスコープの複製過程について記述をする。このＵＳＢオシロスコープの詳細な説明及び解説は全く参考文献に譲る。本論文ではほぼ触れないので、興味ある読者は参考文献を読む必要がある。文献はＣＱ出版社の月刊誌「トランジスタ技術」中の製作記事なので、それほど困難無く入手することができるであろう。 参考文献 （１）「毎秒２Ｍサンプル取り込み！ 実験用ＵＳＢオシロスコープ」、渡辺研、トランジスタ技術２０１４年７月号、７２頁〜８４頁。
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４５．広帯域（１ＭＨｚ〜５０ＭＨｚ）高周波増幅器の製作
45. Производство высокочастотного усилителя для широкополосных (1 МГц до 50 МГц)
登録日 ２０１５年 １月 ７日
前回公開した高周波発振器のための高周波増幅器を製作しました。手本は同じく、ＣＱ出版社の「高周波回路の設計・製作」（鈴木憲次著）です。殆ど困難無く製作できました。参考した増幅器はＡＢ級でしたが、回路に若干の変更を加え、ＡＢ級としても、Ａ級としても動作する増幅器も製作しました。写真が制作したＡＢ級／Ａ級増幅器の外観です。出力は５０Ω負荷で、１Ｗ以上も出そうです。製作費用は３０００円程度。
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４４．ＰＬＬ−ＶＣＯ方式の５０ＭＨＺ帯域正弦波発振器の製作
44. Производство осциллятора синусоиды диапазона 50 МГЦ с использованием системы PLL-VCO
登録日 ２０１４年１２月１０日
１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ帯域の高周波発振器を工面する必要が出てきた。市販品は高価である。自作することとした。 ＣＱ出版社の「高周波回路の設計・製作」、鈴木憲次著を探し当てた。出版年は２０年以上前であった。部品が見つかるかどうかの不安があったが、ネット販売などを通じて部品を集めた。そして、文献に紹介されている５０ＭＨｚ帯域の発振器は正常に動作した。写真が現物である。製作原価は、５０００円程度である。極めて安価に済んだ。直ぐに２１ＭＨｚ帯域も作り、同じく正常に動作した。他の帯域の発振器も作れそうである。
詳細は論文を読んで下さい。
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４３．携帯型・周波数可変ロックインアンプの製作
43. Изготовление портативных и частотных переменных усилителей блокировки(Lock In Amp)
登録日 ２０１３年 ９月 ３日
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２０２３年２月追記
圧縮ファイルの形式は時代遅れとなり、解凍するにも余計な金がかかっているようです。先に圧縮ファイルとして提供していた２つのファイルを直接ダウンロードできるようにしました。
本論文ファイル、プリント基板パターンファイルをダウンロードすることができます。 なお、プリント基板パターンファイルは、ＰＣＢＥソフト（フリーソフト）が無ければ見られません。
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ロックインアンプについては、既に、３報を発表していました。今回、周波数可変型のものを製作しました。大きさ、回路はほぼ今までのものと同じです。ロック周波数をＢＰＦの抵抗群を差し替える方法としたので、初期設定時は、抵抗群を差し替える必要がありますが、その点は、メーカー品のロックインアンプでの初期設定に時間がかかるのと同じでしょう。とにかく手のひらサイズで携帯型の周波数可変ロックインアンプとしました。設定ロック周波数は、抵抗群の抵抗値で選択でき、１０Ｈｚ以下から、９０ｋＨｚ以上まで可能です。ついでに、性能向上のため、ＢＰＦの段数を、２段から４段としました。ＯＰアンプも上位のものとしました。性能は格段と上昇しています。写真が、装置の上面写真です。今まで紹介したロックインアンプとほぼ同じ姿をしています。製作原価は今まで通りで、１万円以下です。
詳細は論文を読んで下さい。
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４２．携帯型・周波数固定ロックインアンプの製作−その３
42. Изготовление портативных и частотных стационарных усилителей блокировки(Lock In Amp) - Часть 3(br) 登録日 ２０１２年 ３月 ９日
ロックインアンプについては、既に、２報を発表していました。幾つかの回路に組み込んで、応用回路を作成していましたが、回路に若干の変更を加えれば、より、汎用性が上がるものと考え、その３として、ここで発表します。詳細な変更点については論文をダウンロードして参照して下さい。主な変更点は以下の点です。
（１）外部参照信号のデューティ比が５０％である必要をなくしました。<
（２）微弱信号の時、アンプで増幅度を稼ぐ必要があります。その時、アンプからの出力に、直流のオフセットが目立つようになります。DCカット部を追加しました。
（３）乗算器のZ端子にオフセット電圧を印加できるようにしました。BPFからの信号が小さいとき、半端整流型の波形で、ゼロボルトになるべき電圧波形が、ゼロボルトになっていないことが目につきます。Z端子にオフセット電圧を印加し、波形を観察しながら、ゼロボルトにできるようにしました。
圧縮形式のファイル類（本論文ファイル、プリントパターンファイル）をダウンロードすることができます。
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４１．Ｍ−ＧＰＳの製作−その４（小型化）
41. Производство M-GPS - Часть 4 (Миниатюризация)(br) 登録日 ２０１２年 ２月１６日
先に紹介しているＭ−ＧＰＳを小型化しました。写真が測定デモを示しています。片手に持っての実測が可能です。 Ｍ−ＧＰＳ−３を母親として、不要な部分を削除するなどをしています。プログラム類はＭ−ＧＰＳ−３と全く同じものとしています。従って、測定精度、グラフ表示等は、全く同じです。詳細は論文を読んで下さい。
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４０．ものつくり教材用「まとわりネズミ」
40. "Цепляясь мышъ" для изготовления учебных материалов
登録日 ２０１１年１２月１６日
写真の左のものが、市販されているまとわりネズミです。床においたものに体をこすりつけるように、スリスリするように、体を振りふり、ネズミのように動き回ります。ものつくりの公開授業などの教材としたら良いのではなかろうかと考え、原品を参考にして、一応の複製品を製作しました。右が小中学生向けのものつくりの公開授業で、製作させたものです。
受けた子供たちの感想は結構なものでした。下準備で、担当者がどの程度まで下作りをしておくかは、対象となる受講者の能力程度にあわせることもできます。論文には、詳細な図面、製作の手順、部品の購入先などを明示しておきました。市販品では、小さい小型のウオームギアが２個使用されていますが、そのようなウオームギアを探し出せず、 田宮製の戦車などに使用するダブルギアボックスを使用しました。これが結構な値段でした。市販品には透明プラスチックでカバーがついていますが、自作ではそれまで手間をかけることがないので、ごらんの通り裸となっています。これはこれでよいでしょう。詳細は論文を読んで下さい。
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３９．携帯型・周波数固定ロックインアンプの製作−その２
39. Изготовление портативных и частотных стационарных усилителей блокировки(Lock In Amp) - Часть 2(br) 登録日 ２０１１年 ２月１８日
この論文も２０１０年８月に脱稿していたものです。公開していなかったことに気がつきました。遅ればせながら掲載します。既報の「携帯型・周波数固定型ロックインアンプの製作」では、電源が２つ必要でした。今回はＤＣ−ＤＣ変換器を使用し、単一電源で使用するようにしました。部品点数が少し多くなりますが、電源が１つで済むところに便利さがあると思います。これを機に若干の回路の変更をしています。
圧縮形式のファイル類（本論文ファイル、プリントパターンファイル）をダウンロードすることができます。なを、解凍ファイルが必要です。
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３８．自転車の発電機を転用した自力・自家発電装置の構築−その３
38. Строительство самогенератора, который пользовается велосипедом генератор - Часть 3
登録日 ２０１１年 ２月１５日
この論文は２００９年７月に脱稿していたものです。ハブダイナモの応用研究をしている学生に指摘され、公開していなかったことに気がつきました。遅ればせながら掲載します。ハブダイナモを応用した幾つかの自力発電器を作っています。そのうちの１つを写真で、紹介しています。学生が手にしている杖の先に、ハブダイナモと電気回路があります。杖を引きずるとハブダイナモが回転し、ＬＥＤを点灯したり、蓄電したりします。老人用の杖としたら、１石４鳥ではないかと思っています。１．杖の役割をする。２．懐中電灯の役割をする。３．エコ発電器である。４．防犯に役立つ。
ハブダイナモの分解手順写真、コイルを交換しての組み立て手順写真も付録として掲載しています。詳細は論文を読んで下さい。
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３７．１つのマジックミラー−２枚の放物面鏡を利用した物体の空間実像の形成−
37. Одно волшебное зеркало - Формирование пространственного реального изображения объекта с помощью двух параболических зеркал
登録日 ２０１０年１１月８日
本ミラーシステムは本年度の学園祭で展示しました。学生や来客の受けはよかったです。放物面鏡が購入できれば、 製作は容易です。詳細は論文を読んで下さい。
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３６．永久独楽の製作−その１０ （学生作）
36. Производство постоянного волчка- Часть 10 (Студенческая работа)
登録日 ２０１０年 ６月１７日
永久独楽の製作の最新版を紹介します。専攻科１年生の専攻実験で製作させました。１週１コマ６時間の実験を３週間行いました。「永久独楽の製作−その９」で紹介した製作方法に、若干の改良を加え、より製作しやすくなっています。写真が学生の完成品の様子です。実験終了後、学生が提出した実験報告書をＰＤＦ形式としました。製作過程の様子がたくさんの写真で紹介されています。独楽の製作の助けになるでしょう。
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３５．携帯型・周波数固定型ロックインアンプの製作
35. Изготовление портативных и частотных стационарных усилителей блокировки(Lock In Amp) (br) 登録日 ２０１０年 １月１４日
ロックインアンプは微弱信号を検出する有効な実験装置です。通常は、室内で、ＡＣ１００Ｖ電源仕様です。 本装置は表題の通り、電池を電源としていますので、携帯型です。当面特定目的での使用を考えていますので、ロック周波数は５００Ｈｚの固定としています。周波数を変更できない点では、融通が利きませんが、装置を極めて小さくすることができています。手のひら程度の大きさです。写真の右が本体、電池は基板の下にあります。左は試験用の発光・受光回路です。本装置はいろいろな箇所にはめ込んで使用できるでしょう。
ロック周波数は５００Ｈｚと固定になっていますが、回路素子であるコンデンサと抵抗を変更するだけで 自在にロック周波数を変更できます。詳細は論文を参照して下さい。
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３４．永久独楽の製作−その９
34. Производство постоянного волчка- Часть 9
登録日 ２０１０年 １月１４日
昨年度になりましたが、夏休みに公開授業の形式で「永久独楽の製作」を行いました。今まで紹介してきた 製作例よりは、作りやすくなっています。製作してみたい方には、このバージョンをお勧めします。が、 先のバージョンも参考にする必要があります。手順良くやれば、２時間から３時間で完成します。ただし、 その場合にはソレノイドコイルは事前に巻き上げ完了をしておく必要があります。ソレノイドコイルまで巻き上げをさせる場合には、巻き上げるだけで、半日はかかるでしょう。なれてしまえば、１時間程度で済みますが。 ＰＤＦ形式の論文をダウンロードすることができます。
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３３．Ｍ−ＧＰＳの製作−その３（実測例）
33. Производство M-GPS - Часть 3 (Пример фактических измерений)
登録日 ２００９年 ６月１５日
製作したＭ−ＧＰＳ装置での実測例を紹介します。その一つが上の図です。装置のデモ用に行ってみました。屋上の床の上に６ｍ四方のキャンバスを仮想し、装置を手にして、このキャンバス上を歩き、「金」の文字の一筆書きを行いました。書くのに要した時間は約２分です。６ｍ四方の大きさ内での書道です。数十ｍ、数百ｍではありません。本装置の位置決定精度の高さを示していると思っています。
他に基本的な経路を幾つか設定して実測を行っています。詳細は論文を読んで下さい。
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３２．Ｍ−ＧＰＳの製作−その２（システムの携帯化）
32. Производство M-GPS - Часть 2 (Пример фактических измерений)
登録日 ２００９年 ５月２０日
前報では、ディスクトップパソコン使用でのＭ−ＧＰＳ装置を紹介していた。今回パソコンをノートパソコンとした。 それにより、装置を携帯型とすることができた。写真に、測定時の展示写真を示している。アンテナを１人の学生が持っているが、測定は１人でもできる。
実測例を下の図に示している。実測のための経路は、屋上の床に仮想した７ｍ〜８ｍの正方形経路である。 これを普通の歩行速度で３周した結果である。グラフ中の赤線分長は縦、横とも１０ｍ長である。再現性があり、極めて精度のある経路走破データが得られた。精度は、グラフから明らかなように、±１ｍ以下である。
今回の論文、パソコンの変更に伴うプログラムの変更の仕方、変更済みのプログラム等については、圧縮ファイルをダウンロードして読んで下さい。
なを、この携帯化Ｍ−ＧＰＳ装置を利用しての幾つかの実測例は遅くないうちに公表する予定です。
圧縮形式の論文、プログラム類をダウンロードすることができます。
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３１．Ｍ−ＧＰＳの製作
31. Производство M-GPS
登録日 ２００９年 ４月 ５日
ＧＰＳによる測位方法は広く実用化されています。カーナビゲーションでは、道路地図上で、正確に車の軌跡を表示していますが、実は、その精度はおおよそ±１０ｍです。ＧＰＳによる高精度の測位方法として、Ｄ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｎｔｉａｌ）−ＧＰＳ方法が確立されています。非常に高性能な装置です。当然値段も高い。基準局から補正用のデータをもらわなければならない、と言うやっかいな手間暇と費用がかかります。
かって、ＧＰＳ衛星の電波にスクランブルがかけられていました。その当時の精度は±数十ｍ以上でした。それが無くなって、±１０ｍ程度まで精度が上がってきているわけです。このＧＰＳを利用して、測地精度を上げたいと考えました。当初、独自のＤ−ＧＰＳを構築しようと考えていましたが、その最中に、単純な方法でも、精度が上げられそうであることに気がつきました。複数の受信機を利用する方法です。表題のＭはｍａｎｙの意味です。研究は途中ですが、仕事のメリハリを付けるために、現在までの結果を論文にまとめました。
受信機はＳＰＡ社のＧｅｍｉｎｉを８台使用しました。写真が受信機群です。受信機とパソコンはＵＳＢ端子で接続します。パソコンにはＵＳＢ端子が８個もあるのはないでしょう。あっても、１つはキーボード、１つはマウス、１つは表示器、１つはプリンタに占有されてしまいます。最近、ＬＡＮハブと同様な、ＵＳＢハブが提供されていることに気がつきました。ハブ端子数を全く簡単に拡張することができるものです。これを使用することでパソコン側のＵＳＢ端子数の問題は簡単に解決しました。ＧｅｍｉｎｉからのデータをＶｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃで書き上げたプログラムで表示器にグラフ表示しました。パソコンの表示画面の１つめが、８個の受信機からのデータ、とそれらの中央値をｘｙ座標面に描写したものです。赤線分長＝１０ｍ。測位時間は１時間です。８種類の色のデータ点は適当にばらついていますが、それらの中央点である黒点はばらつきが少なくなっています。つまり精度が上がっていると言うことです。±１ｍ以内です。なお、ブラウザ画面での表示画面の描写は劣のようです。論文の中での描写はきれいです。
２つめの画面は８個のアンテナ群を原点→西３ｍ→原点→北北東３ｍ→原点と移動させたときの結果です。一応好結果と思っています。が、予想に反して問題があります。時間応答が遅いのです。これらの問題の解決、更なる精度の向上などについては、現在及び今後取り組んでいきます。研究の途中の報告であることを再度言っておきます。研究の詳細は論文等を読んで下さい。
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３０．自転車の発電機を転用した自力・自家発電装置の構築−その２
30. Строительство самогенератора, который пользовается велосипедом генератор - Часть 2
登録日 ２００９年 ４月 ５日
先に報告した改変発電器を使用した風力発電器を、学園祭の企画として製作しました。写真が実物です。風車は製作が容易で、全方向型で、安定性のあるサボニウス型としました。風受け板の固定には、上下に ２個の自転車の車輪を転用しました。全体は見ての通り、廃材となっていたキトーアングルとしました。 発電器は下の中心部に簡単に固定できています。発電の実証のため発光ダイオードを取り付けています。充電用に電気２重層コンデンサも取り付けました。
学園祭の時には、ほとんど風が吹かず、手で回すか、扇風機で風を当てました。冬になり、北風が良く吹くようになると、軽快に回ってくれています。ただ、図体の割には発電器が小さすぎるようです。詳細は論文を読んで下さい。
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２９．自転車の発電機を転用した自力・自家発電装置の構築−その１
29. Строительство самогенератора, который пользовается велосипедом генератор - Часть 1
登録日 ２００８年 ９月 ２日
近年、エネルギー問題、省エネルギー、代替えエネルギー等々、エネルギー問題が 世間の話題となっています。原油を使用しない発電も話題となっており、太陽エネルギー、水力エネルギー、風力エネルギー等々、実用されている設備もあります。
ところで、携帯できる電子機器は、消費電力が小さいですね。携帯電話などはそのいい例ですが、安心して一日中使用したければ、毎晩充電しなければなりませんね。また、幾つかの電子機器を携帯して、何日も家を空ける場合には、結構嵩張る充電器を、各電子機器毎に持参しなければなりません。しかし、もし、出かけた先に、コンセントがなければ、全てお手上げですね。このようなことを考え、せめて、携帯電話でも自力発電で充電できそうな発電器を考え、試作の第一報として、表題のような、自転車の発電器を改変し、手で軽く回しても十分に発電できる発電器を製作しました。
上の写真が、捨てられていた自転車からいただいた発電器一式。下の写真が改変した「手動」発電器です。元の発電器では、結構高速で回転頭を回転させないと、十分に発電してくれませんが、改変型は１回転１秒でも結構明るくＬＥＤが点灯します。
自作発電器、自家発電機の案がたくさん公開されています。自作、自家発電なので、これらを使用すれば、ただで電気が得られると思ってはいけません。その発電機の部品代が高すぎ(たとえば、ソーラーセルなど。購入金額の高さを考えれば、電力会社からの電気を買った方が格安であることはご存じでしょう。屋根に設置する温水器も費用的にはマイナスです)では、意義が半減するというものです。本装置は、発電器本体は無料。一番高い部品は電気２重層コンデンサ（価格１００円から２００円程度）。発光ＬＥＤは５０円程度。製作費用は結構安価（安く見て概算で３００円程度か）に済んでいるところに、この装置の意義があると考えています。
今後この装置の発展型を考えていきたいと思います。
また、このＵＲＬで幾つかの「科学教材」らしいのを紹介していますが、本装置もその中に入れてもよいのではないかと考えています。部品が全てそろっていれば、製作には、１日もあれば十分でしょう。が、本論文を参考にすれば、半日もかからないでしょう。
参考資料として、PDF形式の論文をダウンロードすることができます。
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２８．「永久独楽」の製作−その６
28. Производство постоянного волчка- Часть 6
登録日 ２００８年 ３月 ８日
永久独楽の製作キットを５組準備しました。科学教材、科学玩具、電子工作、等のキットとして使用できるでしょう。 写真は完成品です。構造は基本的に「永久独楽」の製作−その５です。 電気回路部＋ソレノイド部、と独楽は完成品として提供しています。また、全ての部品の検査を行い、 正常に動作することを確認しています。従って、工作は基本的に、 厚紙の加工だけとなります。
ソレノイドを巻くのに結構時間がかかっているので、部品内容からすると 価格は少し高めで、申し訳ありません。
購入希望者は以下のＵＲＬを訪れて下さい。
http://www15.ocn.ne.jp/~trumpet/top/
参考資料として、PDF形式の製作手引書をダウンロードすることができます。
製作手引書をダウンロードする
２８．「永久独楽」の製作−その５
28. Производство постоянного волчка- Часть 5
登録日 ２００７年１２月２６日
永久独楽について、論文を４件まで紹介していました。大分前から、私が使用していた回転台兼容器の プラスチックケースがダイソーの棚から消えていることが判っていました。公開講座などでの科学工作の 課題として、再度やってみようかと考え、今回、より製作しやす方法で、表題の装置を製作しました。
回転台兼容器はＡ４版厚紙、ソレノイドのフランジを兼用していた電子回路用感光基板を、ありふれた ユニバーサル基板（この基板は厚紙でも代用できます）に変更しました。
独楽は、３号で紹介しているものを再制作して使用しています。写真が実演の様子です。製作に必要な部品は 容易に準備できるでしょう。また回路は極めて簡単、科学教材としても面白いのではないかと思います。 製作原価は、電池と電池ケースを別とすれば、１００円以内、或いは２００円以内でしょうか。 コイルの値段次第でしょう。コイルは、少量買いでは結構高くなります。大量買い（例えば、１ｋｇ、２ｋｇ買い等）では 信じられないほど安く購入できるので。詳細は論文を読んで下さい。
PDF形式の論文をダウンロードすることができます。
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２７．エンジン無しで世界一周
27. По всему миру без двигателя
登録日 ２００７年１１月 ７日
以下に論文の前文を掲載します。
「定期購読しているロシアの一般技術雑誌「ТЕХНИКА＿МОЛОДЕЖИ」（月刊誌、日本名は「技術と若者」となろうか）の２００６年１１月号に、興味を引いた論文が掲載されていた。題目は「エンジン無しで世界一周」である。ジェット気流を利用すれば、エンジン不要、燃料不要、浮力を稼ぐためのヘリウム気体不要の条件下でも、飛行できる方法が提示されていた。この方法が実現できる可能性を示すために、飛行方法の模型実験も提示している。この模型実験の方が、著者の興味を引いたのである。模型実験の再現を試み、一応再現に成功した。ロシア語原論文の日本語訳素稿を参考資料として後半に添付しておいた。 成層圏下部当たりの高度を、時速数百ｋｍのジェット気流が地球を西から東に、地球を一周しながら流れている。このジェット気流の発見者は日本の学者である。地球を取り巻いているジェット気流は幾つかがある。日本上空を通過するジェット気流は日本の天候に大きな影響を与えている事は良く知られている。このジェット気流は、北日本→北太平洋→北アメリカ大陸→北大西洋→北ヨーロッパ→シベリア→北日本を経由しながら各地の成層圏下部を流れている。第２次世界大戦末期に、このジェット気流を利用した風船爆弾が発案された。大きな風船に時限爆弾をぶら下げ、日本上空に放すと、ジェット気流に乗って（エンジン無しで）、数日間飛行後、北アメリカ上空に到達する。そして、地上に落下させ、爆発させるというものである。実際に実行された。北アメリカでは、この爆撃によるものであろうと推定される山火事の出火例が報告されている。以下で、再構築の過程を報告する。」
上の写真が、論文に掲載されていた写真です。パソコンのＣＲＴ画面は関係ありません。２つの球（糸で連結している）が、中空で安定して浮かんでいる様子を示しています。上の球が成層圏中を、下の球が対流圏を飛行すればの模型実験です。下の写真が、著者による復元実験です。
著者の興味を引いたのは、球の両側に位置しているノズルを球から充分に引き離せ、どこかに隠せれば、結構面白い展示品になるのではないかと考えたのです。が、そのためには改良を加える必要が結構あります。どうにかすれば、できるとは思いますが。今後著者がやるかどうかは決めてはいません。詳細は論文を読んで下さい。
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２６．磁気浮遊装置の製作−その３
26. Изготовление магнитных плавающих устройств - Часть 3
登録日 ２００７年 ５月 １日
磁気浮遊装置は既報です。既報のシステムの改良を行いました。制御用にワンチップマイコンを使用して、 必要な回路素子を大幅に削減することが出来ました。今回のを４号と呼称します。写真の上が ４号の制御回路です。参考のために、１号の制御回路を下の写真に示しています。
素子数が減少したので、製作費用もそれなりに安価となっていますが、ＰＩＣ１６Ｆ６８３を使用したので、 これに書き込むためのライター類が必要となってしまいます。ライターを既に手持ちの方や、 身近の人がライターを持っているならば、今回紹介する制御回路はお勧めです。
ホールセンサ用電源を、乾電池で独立させることにより、ホールセンサ出力電圧の取扱などを簡易化しました。 ＯＰアンプも、方電源で動作させることにしました。コイル駆動電流制御にはＦＥＴを使用し、 ＰＩＣの出力端子で直接駆動するようにしました。今回紹介している制御回路はそのまま既報の システムの制御基板とそのまま置き換えることも出来ます。浮遊物体の空中平衡安定性はより 改善されたように考えています。定常状態での消費電流も大分削減できました。
詳細は論文を参考して下さい。
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２５．ブラックホール型賽銭箱の製作
25. Производство коробки для монет типа ?черная дыра?
登録日 ２００６年１１月２３日
ウラジオストクの駅で面白い募金箱を見かけました。上の写真が募金箱です。透明な容器で出来ており、 上部はロート状になっており、写真に向かって右上にある硬貨の投入口から硬貨を入れると、 硬貨はロート表面上を倒れることなく回転しながら降下していき、最後に底に貯まります。 大きさは５０ｃｍ立方程度でした。
今年度の学園祭への参加作品として、この募金箱を複製することにしました。ロート部を 透明な材料で作りたかったのですが、適当な材料や方法は見つかりませんでした。そのため、ロート部を ＦＲＰで作成しました。ＦＲＰは不透明なので、しょうがないので、黒い塗料を吹き付けました。 お金を吸い込む、黒いロート部となったので「ブラックホール」と命名しました。
下の写真が完成品です。ロート部が黒いので、外側の容器はベニヤ板で仕上げました。学園祭は２日間でしたが、 １円玉を主に、１６００円ほどの賽銭が集まりました。投入した硬貨の予想外の動きに 皆感心していました。募金活動などにはいい客寄せになるのではないでしょうか。
詳細は論文を参考して下さい。
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２４．磁気浮遊装置の製作−その２
24. Изготовление магнитных плавающих устройств - Часть 2
登録日 ２００６年１１月１０日
磁気浮遊装置は既報です。既報のシステムを１号として、この１号の改良を行いました。 自作ソレノイドコイルの高容量化、専用ＤＣ−ＤＣコンバータの代わりに、ありふれたロジックＩＣ を用いたＤＣ−ＤＣコンバータを採用し、制作費の低下を行いました。システム全体外形は、 １号とほぼ同じです。が、浮遊物体が落下したとき、電源を遮断する落下検出回路も付加しました。 今のところ浮遊物体はボルトなので、基台にペットボトルの頭部を切り離して転用しています。
詳細は論文を参考して下さい。
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２３．磁気浮遊装置の製作
23. Изготовление магнитных плавающих устройств
登録日 ２００６年１０月 ６日
上の写真は、今夏ウラジオストクで購入した「浮遊する地球儀」です。初めて目にしたのですが、 日本に帰国して、ネット検索したら、幾つかのサイトで通信販売をしていました。購入したこの品物を参考として 、装置を自作してみました。それが下の写真です。購入物の中身は調べていませんので、復元というよりは 再構築と言った方がよいと思います。ネットからは磁気センサーとコンピュータでシステムを 制御しているらしいことしか判りませんでしたし、品物は分解していません。自分なりの方法論を考えて、 コンピュータを使わないで、アナログ回路で制御回路を製作しました。
木製の保持器の上腕に電磁コイルが取り付けています。その下で、ありふれた軟鉄ボルトに 数枚の円形ネオジウム磁石を貼り付けた物体が「中空に浮遊」しています。装置の制御をしている 電子回路部は保持器の根元にあります。保持台は木製、電磁コイルは自分で巻いています。 この装置の改良、性能の向上をやっていきたいと考えています。
読者もこれを参考にすれば、容易にこの装置を作れるものと思います。 詳細は論文を参考して下さい。安くあげようと思えば、製作費用は２０００円はかからないと思います。ネオジウム磁石が少し高いかもしれませんが。
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２２．Ｘｐｏｒｔとビデオカメラを併用した遠隔制御及び監視システムの構築
22. Строительство системы дистанционного управления и мониторинга с использованием Xport и видеокамеры
登録日 ２００６年 ７月１１日
ラントロニクス社のｘｐｏｒｔとＩＰカメラ（台湾製）を併用し、パソコン画面でＩＰカメラの撮影した画像を リアルタイムで視認できるシステムを前述のシステムを拡張することで構築しました。 ＩＰカメラのレンズは、パソコン画面上で操作することで、前後左右に任意に向きを変えることが出来ます。
写真のレンズ部がＩＰカメラのレンズ部です。本体はシャーシ内に納まっています。シャーシ内には ｘｐｏｒｔも納まっています。レンズ部は２軸マニュピレータに乗っており、遠隔で前後左右に向きを 変えることが出来ます。
下の図が、パソコンの画面です。カメラの向き制御盤中のコマンドボタンをクリックすれば、その方向にレンズを向けることが出来ます。ウエッブブラウザ・フレーム中にはカメラが撮影した画像が表示されています。このフレーム中で、 ＩＰカメラに関する様々な設定なども可能です。また、今のシステムには付属させていませんが、レンズ側にマイク＋アンプ部を付加すれば、マイクで取り込んだ音を、パソコン側で聞くことも出来ます（試験回路で確認済み）。
マンション、駐車場、駅、デパート等々で設置されている防犯カメラ似です。マニュピレータが付加しているので より性能が良いのではないでしょうか。また、費用は安く済みそうです。
ただ、写真から見てとれますが、本システムではＩＰアドレスを２つ必要としています。ハブから２本のイーサネットケーブルがシャーシに差し込まれています。考え方ですが、シャーシ内に納まるハブがあれば、外見では１本のイーサネットケーブルで済むことになります。ｘｐｏｒｔとＩｐカメラを１つのＩＰアドレスで済ませることも考えられますが、 簡単な方法では済みそうにもありません。今のシステムではそれは余計な仕事のような気がします。
詳細は論文を読んで下さい。
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２１．Ｘｐｏｒｔを応用した遠隔制御及び遠隔監視の基本システムの構築
21. Строительство базовой системы дистанционного управления и дистанционного мониторинга с использованием Xport
登録日 ２００６年 ７月１０日
先に紹介している学生作と違って、本システムでは、ｘｐｏｒｔを「イーサネット信号−シリアル信号」の変換デバイスとしてだけ使用しています。また、制御及び監視用プログラムはｊａｂａ言語ではなく、「Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ６．０ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ」で書き上げました。
ＬＡＮシステムを利用し、パソコンとＸｐｏｒｔ側とで相互通信を実現し、遠隔制御及び遠隔監視の 基本システムを構築しました。基礎中の基礎となるシステムです。パソコン側から、ｘｐｏｒｔ側に配置された ４個のＬＥＤを点滅制御できます。また、ｘｐｏｒｔ側に配置された４個のスイッチの状態を パソコン側からの要求により、ｘｐｏｒｔ側が状態データをパソコン側に送信し、パソコンで４個のスイッチの状態を 監視できるものです。
今のところこれだけですが、様々な拡張性に富んでいるシステムと思っています。詳細は 論文を読んで下さい。
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２０．Ｘｐｏｒｔの応用−家庭用サーバの構築−（学生作）
20. Применение Xport - Строительство домашнего сервера - (студенческая работа)
登録日 ２００６年 ４月１５日
近年、家庭電化製品にもネットワークと接続できる製品が次第に販売されてきていますが、 大方の家電製品はネットにそのままでは接続できません。そこで、パソコンに代わって、 親指ほどの大きさでインターネットに接続できる「Ｘｐｏｒｔ」素子を応用して、家庭内のこれらの 家電製品を遠隔地からでも制御できるようネットワークから操作するための家庭サーバの構築を試みました。 写真が本体です。左下部のソケットに、通常のインターネットケーブルを差し込めば、 この本体はサーバとして機能します。 最初の家電製品への最初の例として、テレビの赤外線リモコンをインターネットで制御するシステムを構築しました。 写真の上が本体部分、下が赤外線センサー部分です。
論文では開発過程が詳細に紹介されています。興味があり、再現したい方は論文を読んで下さい。
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１９．遠隔制御超軽量飛行器（学生作）
19. Дистанционное управление сверхлегким самолетом (студенческая работа)
登録日 ２００６年 ４月１５日
昨年度の卒業研究生の作品を紹介します。赤外線で遠隔制御できる超軽量プロペラ飛行物体の製作を行いました。 写真が本体です。重量は１．８ｇ。赤外線受信器を装備しており、手に持った遠隔制御装置から、 スロットルとラダーの制御が出来ます。１ｇを切るものもあるとか聞いていますが、それはそれでしょう。
論文では製作過程が詳細に紹介されています。興味があり、再現したい方は論文を読んで下さい。
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１８．癒しの振り子
18. Исцеляющий маятник
登録日 ２００６年 ３月２４日
遅くなりましたが、今年度の学園祭参加作品を紹介します。天井から吊された振り子の下に、振り子の先が 軽く触れるようにして、粉を敷き詰めた台をおいておきます。適当に振り子を振らすと、 粉の面に、単純な直線ではなく、リサージュ曲線が描かれ続けます。 この様子を見ていた学生からの「何となく癒しが感じられる」という言葉を引用して表題の振り子としました。 また、この企画品に対する来場者の反応の第一は「奇妙だね？」でした。
詳細については論文を読んで下さい。
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１７．国際衛星放送受信のすすめ その２ 受信報告
17. Рекомендация международного спутникового приема Часть Доклад 2 Приема
登録日 ２００５年 ７月１４日
表題の国際衛星放送受信システムについては既報です。今回、そのシステムに アンテナ回転台を取り付けました。写真がそれです。回転台を取取り付けるまで スパナで、固定ネジをゆるめ、手で移動させ、微調整しながら、電波の受信状況を 確認しながら、アンテナの位置を確定していました。パラボラアンテナをあちらこちらの衛星に指向させる場合には結構手間暇がかかっていました。
今回２軸の回転装置を取り付けたので、電波観測室で座って、テレビ画面を見ながら方向設定ボタンを押すだけでアンテナを自動的に、希望する方位角及び仰角に設定できることになりました。本当に便利です。
使用したアンテナ回転装置は転用したものなので、購入費用はかかっていません。 いざ購入すると１０万円は下らないような気がしますが、 正確な値段は判りません。
このシステムで、数十の衛星にアンテナを向けました。その結果,ましに受信できた衛星は
（１）Ｇｏｒｉｚｏｎｔ３３
（２）Ｙａｍａｌ２０１
（３）ＡｓｉａＳａｔ２＿Ｃ
（４）ＪＣＳＡＴ３＿Ｃ
（５）ＥｘｐｒｅｓｓＡＭ１１
でした。詳細については論文を読んで下さい。
論文では、チューナーにデータ登録がされていない衛星からの受信方法、 チューナーにデータ登録がされているが、トランスポンダ周波数を新規に変更しての 受信方法なども解説しています。
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１６．国際衛星放送受信のすすめ
16. Рекомендация о международном приеме спутников
登録日 ２００５年 ６月２８日
最近、我が電子棟の屋上にアンテナを設置し、各国の衛星放送を受信できるシステムを構築しました。言語の洪水です。写真が直径１６０ｃｍのパラボラアンテナです。今のところ、４つの衛星からの受信に成功しています。 今後機会があれば、その他の衛星に向けてみようと思っています。
なを近々、アンテナ回転装置を取り付けます。スイッチ一つで、希望する衛星に 遠隔で指向させることができるので、非常に便利なはずです。 使用予定のアンテナ回転装置は、電子棟の屋上にあった既設の アンテナに取り付けてあったものなので費用はかかりません。
システムの購入費用はそれほど高くはありません。各学校の屋上に設置すれば、 語学実習に役立つのではないでしょうか。システムの費用、システムの立ち上げの詳細については論文を読んで下さい。
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１５．「永久独楽」の製作−その４
15. Производство постоянного волчка- Часть 4
登録日 ２００４年 ６月３０日
永久独楽を紹介しています。３号まではコア付きソレノイドを使用していましたが、 コア無し、つまり空心ソレノイドでも、３号と同程度に動作する４号を 作成しました。写真がそれです。３号より電気回路が少し大きくなっています。
この点では、３号に劣りますが、鉄心のコアがない点で、いろいろな応用があるような気がします。科学教材などとして、紹介している永久独楽を作成するならば、 ３号が１番良さそうです。詳細は論文を読んで下さい。
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１４．真空管ＡＭ受信器
14. Вакуумная трубка AM приемник
登録日 ２００４年 ５月２５日
懐かしい真空管ＡＭラジオを製作しました。手引書を参考として 製作したものなので、これを公開するかどうか、迷っていたのです。が、公開することにしました。手引書は「電子工作バイブル」、著者 狂乱太郎、出版社 マガジンランドです。
１球受信器と２球受信器を製作しました。１球受信器は出力が小さいので、エアホーンで 聞くことになります。２球受信器ではスピーカーから、柔らかい、真空管ならではの音が鳴ります。受信性能ですが、屋外に数ｍのコードをアンテナとして使用して、栃木の小山でも、東京の各局が良く入ります。写真は２球受信器です。部品は全て、秋葉原で調達しています。つまり、秋葉原で購入できます。
詳細は論文を参照して下さい。製作される方のために、各部品の値段も書き入れています。
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１３．「永久独楽」の製作−その３
13. Производство постоянного волчка- Часть 3
登録日 ２００３年 ５月 １日
永久独楽２号では、電源電圧が００６ｐ乾電池×２個で＋１８Ｖでした。今回紹介する３号ではこの電源を 単３乾電池×４個で＋６Ｖとすることが出来ました。これにより、電源に要する費用が 大分安く済むことになります。このホームページを参考にして永久独楽の製作を試みるならば、 先に紹介している１号、２号より、この３号を参考にすることを勧めます。
２号の紹介論文の最後に記述をしていましたが、電気回路中でエミッタ−電源間に取り付ける コイル線を２号の場合の２倍の線直径のコイルとすることで 電源電圧の低電圧化を実現しています。詳細は論文をダウンロードして参照してください。
２号との相違点は（１）使用する乾電池の種類、（２）コイル線は２種を使用、だけです。後は全く同じです。 ついでながら、独楽についても述べておきましょう。回転台が出来上がっていれば、 形状、大きさ、重さ、材料、磁石の大小、磁石の個数、磁石の取り付け位置、等を変更した 種々の独楽を作成して、回転状態を調べてみることも面白そうです。
論文及び関係資料をダウンロードすることができます。
「永久独楽」の製作−その３ の論文、 その他をダウンロードする
１２．「永久独楽」の製作−その２
12. Производство постоянного волчка- Часть 2
登録日 ２００３年 ４月 ２日
面白い動きをする永久独楽の第１報は既に紹介していますが、紹介している論文を参考にしても、自作するには少し面倒だったようです。今回より作り易いものとしました。写真１が新しい永久独楽です。直径１７ｃｍ、高さ８ｃｍの半透明なプラスチック製円筒形プレゼントケースの蓋の上で、直径３ｃｍほどのプラスチック製の独楽が回り続けます。
この永久独楽は永久磁石、電磁石、磁気誘導、電気誘導、トランジスタ、電気回路、独楽の運動等々の格好の実験・製作・デモ教材になりそうです。また、もの作り実習、工学実験、技術工作などの課題としても面白く、かつ役に立つのではないでしょうか。材料が調達できていれば、製作時間は３時間〜４時間です。作り上げるだけならば、小学生高学年でも十分やれると思います。
手前味噌ですが、結構綺麗に出来ています。室内のアクセサリにもなるのではないでしょうか。いろいろな改良が出きると思います。詳細は論文を読んで下さい。
論文及び関係資料をダウンロードすることができます。
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１１．前進するブランコ「カチェーリ」（学生作）
11. Качели, которые продвигаются вперед (студенческая работа)
登録日 ２００２年１２月１２日
４輪台の上に取り付けられたブランコ（ロシア語でカチェーリ）を漕ぐと、なぜか 漕ぐ毎に台車は前進していきます。展示写真の上が製作したもの。下が参考にした文献に 掲載されていた写真を複写展示したものです。
「この乗り物は４輪のワゴンにブランコが組み立てられている。ブランコを漕ぐと、 乗っている人はワゴンを動かすことができる。頑張ってブランコを漕ぐと，前進か或いは後退か、 どちらかの方向に充分な速さで動く。どうしてなんだろう？ 一見すると、この乗り物の動きは 力学法則に違反しているのである。即ち、閉じた系では重心の位置は不変でなければならない。 運動量も不変でなければならない。 従って、ブランコを漕いでも、ワゴンは釣り合いの位置に沿って、前後に動くだけのはずである。 それにも関わらずワゴンは前進し続けるのである。」
学生が数週間ほどで製作しました。正にその通りでした。なぜだろう？？？？？？
生徒、学生の理科、物理学の教材としても使用できそうです。その他、科学教材としても使用できそうです。
更に興味のある方は、雑にまとめられていて申し訳ありませんが、学生がまとめ上げた製作論文を ＰＤＦファイルとして添付しています。参考にして下さい。このＰＤＦファイルには、 参考にしたロシアの科学雑誌の論文内容を日本語にした文章も掲載してあります。
ＰＤＦファイルで書かれた報告書（１４頁）をダウンロードすることができます。
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カチェーリの製作（１．４Ｍバイト）をダウンロードする
１０．無電池電灯（磁気電灯）の製作−その２−
10. Производство электрических ламп без аккумулятора (магнитные огни) -Часть 2 -
登録日 ２００２年９月２２日
前回報告した「磁気電灯」を大きさ、価格、構造の点で改良しました。これを機会に、 装置の名称を磁気電灯から無電池電灯に変更したいと思います。”磁気”では 装置の意味が不明瞭なことが否めなかったからです。
大きさは半分以下で、手にすっぽりはまります。長さ１５ｃｍ、外直径４ｃｍ、重さ２３０ｇです。 前回（１号）ではネオジウム磁石を使用しましたので製作原価は３万円をゆうに超えていました。 なを、１号の大きさは長さ３１ｃｍ、外直径５ｃｍ、重さ５１０ｇでした。 今回（２号）ではフェライト磁石を使用することにしましたので、製作原価は２千円以下です。製作原価に 努力を向ければ、千円以下にすることもできるのではないでしょうか。
磁石の強度が大部小さいものになりましたが、コイル線を細くし、巻き数を多くすることで、 少しはカバーしています。また、電気２重層キャパシタを１Ｆのものとし、 １号の数倍容量が大きいものとしています。その他、分解・調整・修理ができるようにもしています。
回路は単純で、電磁誘導の原典に載った発電装置です。かつ、機構も単純です。 定期点検などを必要とせず、半永久的に使用できるはずです。非常用備品にもってこいではないでしょうか。
その他、科学教材にも使用できそうです。
更に興味のある方はＰＤＦファイルを参考して下さい。
ＰＤＦファイルで書かれた報告書（６頁）をダウンロードすることができます。
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無電池電灯（磁気電灯） の製作−その２−（３３０ｋバイト）をダウンロードする
９．自家発電懐中電灯の試作の製作（学生作）
9. Производство самодельных фонариков (студенческая работа)
登録日 ２００２年３月２２日
アメリカのとある会社で「ナイトスター」という商品名で、コイルの中を 磁石を行き来させ、それによって発電し、発光ダイオードを点灯させると いう懐中電灯を開発したことを、ロシアの科学雑誌で見かけました。 検索したところ、この会社のホームページにもこの電灯が紹介されていました。 オリジナルではありませんが、追試作してみました。 長さは３０ｃｍ、直径は５ｃｍ程度です。
自家発電型の懐中電灯は昔から、作られていますが、殆どはギヤなどを用い、 回転数を上げて発電機（モーターの転用）を回し、豆電球を点灯させています。 構造的に少し複雑になっています。それに、豆電球の寿命はそれほど長くありません。今回試作した品は、ソレノイドコイルの中を強力なネオジウム磁石が、手の振りに合わせて動くだけです。電磁誘導の一番単純な応用例です。それ故、 極めて簡単な構造をしています。発光には現代風に白色ＬＥＤを用いています。 充電用には、電気２重層コンデンサも使用しています。
今のところ、通常の懐中電灯ほどの明るさはありませんが、 電池の心配をすることなく、半永久的に使用できる代物です。が、 改良の余地は沢山あります。 まず、制作費が高価であることです。ネオジウム磁石が高いんです。
更に興味のある方はＰＤＦファイルを参考して下さい。
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自家発電懐中電灯の試作の製作（３．１Ｍバイト）をダウンロードする
８．「永久独楽」の製作
8. Производство постоянного волчка
昔、「磁力ごま」という科学オモチャがありました。小さな円柱台の上で 小さな独楽が止まることなく、偶には加速をつけて回り続けるというものです。 これを大型にしたら面白いだろうなーと考え、製作してみました。
写真がそれです。「磁力ごま」の数倍以上の大きさがあります。独楽のスカートの直径は７０mm、重さ１７．１ｇです。なを、「磁力ごま」は直径１８mm、重さ２．５ｇです。透明なプラスチックが独楽の材料であり、相対的に小さい円形の磁石を２個用いているので、独楽は透き通って見えます。 回転台として透明な球面ガラスが付いている掛け時計を転用しています。 ソレノイドは「磁力ごま」を参考にして大型化しています。 「磁力ごま」との大きな違いは 独楽に取り付けている磁石です。「磁力ごま」ではドーナッツ状の左右に磁化した磁石を用いているが、その様な磁石は手に入りません。考えに考えた結果、 円形のネオジ磁石を用いました。ネオジ磁石を使えるようになったことに時間の流れを感じます。
これより小さい独楽も製作しました。こちらの方は高速に音を上げて回転し続けます。
又の機会があったら、もっと大きな独楽に挑戦してみようと考えています。
詳細はＰＤＦファイルを参考して下さい。
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７．儲かりそうな綿飴器の自作
7. Самодельное изделие машины хлопковой конфеты , которые, кажется, выгодно
学園祭などで使え、儲かりそうな綿飴器を自作しました。
長時間の連続運転はできませんが、適宜に休み休みして、安定して 綿飴を続けることができます。加熱温度の設定にもよりますが、 １人分を３０秒以内で作ることができます。
大きさは幅約５０ｃｍ×奥行き約５０ｃｍ×高さ約４０ｃｍです。この装置の特徴は ザラメ糖の入った回転部を電磁調理器を転用し、遠隔で加熱しているところです。 これにより、回転部内にヒーターを必要としない方式とし、非常に簡単な構造となっている点です。
回転用のモーターには家庭用扇風機のモーター転用しているので、ボタン一つで 回転速度の設定もできます。
詳細は報告書をダウンロードしてみて下さい。
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６．ヘロンの噴水
6. Фонтан Херона
古代ヨーロッパの学者ヘロンが考案したと伝承されている自噴装置を 復元しました。何年か前に学園祭の展示品として卒研生がペットボトルで 同じものを作り上げ、自噴に成功はしていました。が、作りや構造が しっかりしていませんでした。今回、学園祭に向けて、再制作しました。 写真がそれです。アクリル材で製作し、全形は高さ４２ｃｍ×幅２０ｃｍ× 奥行き２０ｃｍの長方体です。
装置全体が不透明であるのが、元来の装置のようですが、ここでは 透明として、外部から機巧を観察できるようにしてみました。
見る人によっては、モーターもないのに何故、噴水が起こるの？？？？ 見る人によってはまじまじと装置内をのぞき込んで、自説を披露します。 面白い展示品ではないかと思います。
構造は、上部の皿、上部の水槽、下部の水槽と３本のパイプ（空気通り筒、水通り筒、噴水筒）からできています。それらの詳細な組合せは、添付している ＰＤＦファイルをダウンロードしてみて下さい。
自噴時間、自噴の高さは最上部に取り付けられている噴水筒の内径に依存しますが、 ３０分から５時間です。自噴が終了したら、装置を逆さにして、水の位置 を元の状態に戻し、そして装置を元に戻せば、繰り返し実演できます。 １個の水槽の大きさは約２．８Ｌです。横幅を大きくし、水槽を大きくすれば、 １日以上自噴させることは簡単でしょう。
詳細な完成図面が出来ています。
ＰＤＦファイルで書かれた報告書（５頁、写真、図面付き）をダウンロードすることができます。
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５．磁気浮上独楽「ユーカス」の解析
5. Анализ "Ukas",волчок магнитной флотации
商品名「Ｕ−ＣＡＳ」で売られていた科学的な”玩具”を研究しました。 黒い平板の上数ｃｍのところで独楽が無重力状態にあるがごとく、 浮遊し続けるものです。
黒い平板の作る３次元磁界分布、独楽の作る磁界分布を測定し、 磁気双極子の理論モデルを仮定して、シュミレーション計算により、 黒い平板はその上数ｃｍの付近に磁位の変曲点を持つことを見いだしました。 測定データとシュミレーション結果は良く一致しました。
これにより、［Ｕ−ＣＡＳ］独楽の浮上理由を解明しました。
下のグラフは基台の中心軸上の磁束密度を測定したものです。比較のために、ありふれた 普通の平板型磁石も測定しています。Ｕ−ＣＡＳの基台では、 基台の上空２ｃｍの辺りに、磁束密度の極値があります。 これが重要な意味を持っています。
この研究で得られた結果を用いれば、より大きな磁気浮上独楽を実現することも可能です。
磁束密度分布
４．地震の発生と天体の位置の相関性
4. Корреляция между возникновением землетрясений и положением небесных тел
地震の発生時刻と天体（月と太陽）の配位の間に強い相関性が在ることを見いだしました。 過去の日本の地震３千数百件に関して、各地震の発生時刻の、月と太陽の方位の方位を東京を 基準地点に選んで、調べ上げ統計処理しました。結果として
（１）月と太陽が東或いは西にある時刻には、月と太陽が南或いは北（地球の裏側） にある時刻より、３倍から４倍地震の発生頻度が高いこと。
（２）それも月と太陽が同時刻に西或いは東に同時に配位している（西と西、東と東、 或いは西と東でも良い）場合であること。
が、統計的に得られました。従って、地震の発生時刻は月と太陽の方位に依存していると言えます。
（３）アリューシャン列島近傍についても、行いました。日本ほどではありませんが、 太陽に関しては大きな相関性が得られました。月の相関性は小さかったです。
（４）フィリピン近傍についても件数が少ないながらやって見ました。 驚くような大きな相関性を示していました。
下の各グラフをクリックすると、拡大されたグラフを詳細に見ることが出来ます。横軸が月及び太陽の方位角度、 縦軸が地震の件数です。方位角度の０°を南としており、９０°が西、２７０°が東となります。
統計処理プログラムなどは出来上がっているので、今後時間を見つけて、 全世界に適用してみようと思っています。
得られた統計グラフ
 日本列島 |
 アリューシャン列島 |
 フィリピン列島 |
３．多人数の人の顔を平均した顔はどのようなのか？
3. Каково среднее лицо большого количества людей?
 ２０歳女性の平均顔 |
 １３歳女性の平均顔 |
 ２０歳男性の平均顔 |
 １６歳男性の平均顔 |
得られた「人工」の人物の顔の印象は以外にも比較的、美男子、美人なのです。
栃木県小山市近在の学生・生徒の平均顔が得られたのですが、他県、例えば、 沖縄、九州、北海道、東北地方の同じ年代の平均顔を抽出したらどうなるのであろうか、 と興味を持っています。また、同じ年齢で１世代前、２世代前、３世代前で行う とどうなるのかにも、興味を持っています。その他、職種、経歴等々 による平均顔にも興味を持っています。
やってみたい学生がいれば、やらせてみたいと思っていますが、今のところいません。
２．Visual Basic で作成した等値曲線描写プログラム
2.Программа изображения кривой изо-значения , созданной в Visual Basic
近年、多種多様なソフトウエアが提供されており、プログラムを自分で汗を流さなくても、 必要なソフトを購入することで、それなりの処理をしてくれるようになってきています。
このプログラムのその類にはいるでしょう。が、学生に実用となるプログラムを言語から 作ることが出来る力量を持たせることは、やはり必要でしょう。
近年ではインターネットを通じて多様な情報を簡単に入手できると言っても、 その情報の殆どは、人がキーボードをたたいて入力しており、その情報ソフトも 人海戦術で開発していますので。利用できるだけでは情報関係の学生としては 力量不足を否めないでしょう。
そのような中で、プログラム言語を駆使して、実用ソフトを書き上げることも当研究室の 研究テーマの一つとしています。
フォートラン言語で書かれていたものを、Ｎ８８−ＢＡＳＩＣに書き換えて使用していました。 近年ではＷｉｎｄｏｗｓが主流となっているので、そのもとで使用できるように、 再度書き直したものです。
ＣＲＴ画面での描写とそのハードコピーは結構なものです。が、印刷に関する箇所が、未だ出来 上がっていません。
Visual-Basic では、プリンタへの出力は、別の仕事として、新たにプログラムを 構築しなければなりませんので。これを引き受けてくれる学生が今のところいません。
２次元平面上に点在している各点のスカラー値をデータとして、等値曲線を描くプログラムです。 簡単に言えば、天気図の気圧曲線が描けるプログラムです。純数学分野では３次元曲線描写に 使用できます。
１．空気中における超音波の可視化
1. Визуализация ультразвука в воздухе
超音波を利用した画像の形成は特に医療分野の超音波診断装置や、水中での 超音波可視化装置などで実用・実現されていますね。
これらは超音波を応用した対象物体の可視化装置ですが、よく考えてみると、 測定対象物及び超音波の伝達媒質は固体か液体に限られているのです。
超音波は空気中も伝搬するのですが、使用する超音波レンズが固体なので、 空気中では実用出来ないのです。そこで、空気中でも使用できる超音波レンズとして、 光学で使用されているフレネルレンズを適用してみました。
試験実験ですが。離しておいてある２個の対象物に超音波を照射し、 その反射波をフレネルレンズで受けて、その焦点近傍の２次元面上でマイクを掃引 することにより、明瞭に２つの物体を識別することが出来ました。
これで、フレネルレンズは空気中での超音波レンズとして使うことができ、 実際に分解能を持って２つの物体を識別することが出来ることがわかりました。
が、いろいろな難問があります。その内の一つが検出器です。光学のＣＣＤに相当する ２次元超音波マイクができれば、この仕事がやりやすくなると考えております。 超音波の周波数の高低により、伝搬距離が極端に変化します。高いと分解能は上がり、 フレネルレンズの口径も小さくできますが、伝達距離が短くなり、 高感度の検出器が必要となります。
これらの解決策のアイデアが出てきたら、再度この仕事をやってみようと考えています。