2016年3月13日日曜日

ペルチェ素子冷却霧箱の作製 その10

 
TT@北海道さんからその9の投稿にコメントをいただいております。

TT@北海道さん、いつもご覧いただきありがとうございます。今年はぜひぜひMFTの出展者としてお会いしたいものです。

で、コメントの内容は「帯電」の話です。
私が作っている霧箱は「戸田式霧箱」というやつです。霧箱の改良に力を注がれた戸田一郎氏の名前を冠して「戸田式」と呼ばれております。ちなみに、私が初めて見た霧箱はおそらく戸田式の常設型A-112です。
で、この戸田式霧箱、長時間にわたって観察を続けるには雑イオンの除去が必要であることがわかっております。雑イオンがあると何が悪いのかは情報がないのですが、軌跡が表れにくいということは間違いないようです。イオンが核となって過飽和アルコールが凝縮し、過飽和度が下がってしまうのかな。時間とともに影響が出てくるというのがよくわからないところです。

で、この対策ですが、単純に高電圧をかけます。高電圧系は得意であります(笑
実はこのためにすでに秘密兵器が準備されております。

これ。非常に小さなフライバックトランスです。
なんに使われているものかはよくわかりません。ブラウン管式のポータブルテレビですかね。それにしては小さいような気がします。ひょっとするとプラズマボールとかの中に入っているのかもしれません。


こやつはもうずいぶんと前に日米無線電機で買ったものです。その当時はこれで超小型の炭酸ガスレーザを作れないものかと思っていました。
今回思わぬ形で役に立ちます。


フライバックトランスの原理(実に頭のいいやり方です)はGoogle先生に聞いてもらうとして、このフライバックトランスの出力は原理上直流になります。正確には高電圧脈流になります。
上の写真で言うと、ニョキっと出ている線が+(のはず)です。

駆動は効率がどうのこうの言わなければ簡単です。出力の様子を見ながら適当なパルスを入れてやるだけです。トランスごとに周波数も電圧も最適値があるはずですが、このトランスの情報は全くわかりませんのでうごかしながら考えることにします。壊すとすると内蔵されているダイオードの逆耐圧を超えての破壊です。まあ、そのあたりはやってみないとわかりません。そのために二つある(笑

パルスはArduinoで作って、適当なFETでドライブします。トランジスタよりFETの方がキレがありますのでフライバック効果で高電圧作るのに向いています。

先日福岡から持って帰ってきたジャンク部品を漁ると、


なにやらよさげなものが。


これ。


スペックシートを見てみると、十分な性能。つかウルトラオーバースペックです(笑


ま、ジャンクですからどうなってもかまいません。気軽に使いましょう。
実験用にQiコネクタを使ったホルダを作ります。TOパッケージはブレッドボードに挿しにくいのです。


こんな感じにピンつけて、


こうやって使います。コネクタもFETの足も2.54mmピッチなのでばっちり合います。


で、反対側はブレッドボードに刺さるオスのQiコネクタ用のピンをつけます。


こんな感じで出来上がり。


次にパルス供給側を作って行きます。
実験しただけでほったらかしにしていたあちゃんでいいのが転がっていたのでこれを使うことにします。
あちゃんでいいのは基盤が極限まで小さくしてありますのでシルク印刷の情報がほとんど無く、ピン配置が全くわかりません。ので、備忘録としてここに置いておきます。

あとは、USB/シリアル変換ボードをつかってLチカ動作を確認しておきます。


FETとあちゃんでいいのを適当に、いや適切につなぎます。FETの使い方はマルツのこのあたりがわかりやすいです。


このFETのVthは3Vくらいです。ほんとはVthの倍くらいのゲート電圧をかけるべきなのですが、あちゃんでいいのの出力は5Vです。まあいいでしょう。


モニタ用のLEDをつけて、FETのDS電圧を12Vにして動作確認を行います。


とりあえず動作はしているようです。
もう少しVthを挙げてやった方がよさそうではありますが。なんか一段かませるかな。

あとはトランスに繋いで放電の様子を見て考えましょう。



4 件のコメント:

  1. 続いての詳しい解説ありがとうございます。フライバックトランスとは本格的ですね。私はaitendoの高電圧発生キットを試そうとしていたですが、なんとこれが動作しなかったのです。やる気を削がれて放置してあったのですが、さきほどデバッグしたところ基板にトラップ(TRのE/Cが反対)を見つけて、直して無事動作しましたので実験再開できそうです。図書館にあった教科書(!)によると雑イオンがあると付近の蒸気が無くなるのだそうです。クリーニング電界は100-200V/cmということでした。底板がアルミだと電界を掛けるのにも都合が良いですね。ただ、可燃蒸気を扱っているので電界を掛けるのには注意が必要かもしれません。

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    1. TT@北海道さん、喰いつきいいですね(笑
      この後で投稿しようと思っていますが、どうもフライバックトランスはうまく駆動できないので、本日aitendoで冷陰極管用のインバータを買って来ました。それからダイオードとコンデンサも。
      と言ったら何をやろうとしているかはお分かりですね。

      ......爆発させないように注意してやります(`・ω・´)

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  2. はじめまして。レーザー管自作の頃から楽しく拝見しています。見ていると自分で何か作っているような気分になれて素敵です。3Dプリンタやレーザー加工機を見ていると欲しくなっちゃいますが。
    さて、あまりり意味のない情報となってしまいますが、件のフライバックトランスは、昔のビデオカメラのファインダー用ではないかと思います。0.5〜1インチぐらいの白黒ブラウン管の駆動用の物が同じような雰囲気です。
    最近はジャンクでも見かけませんが、VHS-Cとか初期の8mmビデオカメラで搭載されている物と思います。実は違うのかもしれませんが……。

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    1. 匿名さんいつもご愛顧どうもです。
      ビデオファインダ用ですか。なるほどです。いやに小さいのでなんだろうとずっと思っていたのですが、すごく納得できます。きっとそうでしょう。
      型番検索すると松下関連の何からしいことが引っかかってきていたのです。なるほどさもありなんというところ。

      ...が、結局うまく動かせておらず、実は別の策で行こうかと思っているところです。
      何とかしたいんですけどね。

      それはさておき、レーザ加工機は楽しいですよ。
       さ あ 早くこちらへ来てください(笑

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