Vol.13

Chabudai Top Music

2008/08/03に自作楽器のイベントとして、「ちゃぶ台音楽 其の一」というのが企画されている。
DTPをもじった和製英語としてのDTM(Desk Top Music)をさらにもじって、CTM(Chabudai Top Music)なんだそうだ。もうなんだか判らない。昭和の佇まいが売りのイベント会場にある「ちゃぶ台」で音楽をということらしい。
ちゃぶ台、っちゅーたら、そりゃあーた、ご飯だろう。焼き魚に香の物、ご飯とお味噌汁。腹減ったぞ。
ちゃぶ台にお茶碗で腹が減って音楽だったら、そりゃ、叩くだろ。死んだおばあちゃんごめん。まだ、悪戯の癖が直らないんだ！
というわけで、このイベントのために、お茶碗を叩く箸をシーケンサーで動かしてみようかと思い立つ。

イベントの詳細はこちら

• ちゃぶ台音楽 其の一 (フライヤー)

なにやら、イベント当日の模様はyahooでライブで世界に向けて発信されるらしい。すげえじゃねえか。気合入るぞ！

ソレノイドってどんなモンなんだろ

昔ピンホールカメラのシャッターを作って見ようかと挑戦して惨敗してるので、リベンジ。同じタイプのソレノイドを手に入れてきた。 「新電元」というメーカーで作っているらしく、僕は千石電商の店頭で手に入れた。通販のリストには出てこないのだけどメールで問い合わせれば手に入れることができるらしい。 機種は、SK0640C12AAというもの。他にもプッシュプル型とか、色々なタイプのものがあるらしい。

右の表は、手に入れたソレノイドの性能の一覧表。動作周期は、onとoffの時間の割合い。100%は電源入れっぱなしで引っ張り続けている状態。
コイルの抵抗分を測ると60オーム弱。12Vかけるのなら、(12V/60Ω=)200mA。それに12Vかけるのだから2.5W。この辺までは無理なく読めるが、「アンペアターンというのは初めて聞きました」状態。「お使いになりますか」と聞かれようものなら、つい、一も二も無く「まさか！」と答えちゃいそうだけど、ちょっと調べてみた。
コイルに流した電流とコイルの巻き数の積の数字。コイルの抵抗値は、(温度に拠る変動はともかく)変わらないし、コイルの巻き数もダイナミックには変化させられないので、電圧を上げれば、電流は比例して大きくなるので、アンペアターンも大きくなる。
動作周期を変えることで、アンペアターンを稼ぐ事ができるが、動作周期は10%(電圧は、ルート10倍...3倍程度)以上は、コイルの温度上昇だけでなく、磁気飽和などの影響もあるらしい）が限度らしい。
逆に言えばonとoffのタイミングを上手くコントロールすれば、定格の3倍の電圧を掛けても燃えないとも言える。
要するに、「アンペアターン」は、ソレノイドの機種間で、どれくらいの力があるのかを比べるための指標として使う数字なのかな。3倍の電圧を掛ければ3倍になる。3倍の力で使うためには、オンオフのタイミングの比と、onにして良い時間で制限されるというように見ればよさそうだ。

ちなみに、引っ張る力は、 こちらのグラフで見ることができ、電圧3倍で、6倍から7倍ぐらいの力が出せるらしい。
縦軸が指数になってるところに注目。ストロークは短ければ短いほどパワーが出る。このグラフの縦軸は、N。ニュートンのこと。乱暴に言ってしまえば、地球の重力で、リンゴを一つ持ち上げる力が、1ニュートンぐらいらしい。なんか、洒落っぽいね。「ちゃぶ台音楽」に相通ずる何かを感じたぞ！
茶碗を叩くような間欠的な動作が前提ならば、定格6Vぐらいのものを倍の電圧でドライブするのもありかもしれない。

Beater

色々下調べした割りには、電源入れてみて、軸を引っ張りながら、「何か動かせるような力が出せるストロークは5mmぐらいかなー」とか、見当つけて、明和電機のビデオと、ヤッターマンのビデオを見ながら、「今週のびっくりドッキリメカ！」これで、お茶碗、叩いて、「おしおきだべっちチャー」とか、下手な声色の物まねをしながら、組み立ててみた。(半分ぐらい本当)。
引っ張ることばかり考えていて、出来上がったものを動かしてみたら、電源を切った反動で、軸が飛び出してしまったりして。後から、あわてて、缶コーヒーのブリキ缶を開いたバネを入れて、戻った時の軸の位置をキープするようにしたり、結構行き当たりばったり。

• Beater設計図

脚の長さは25mm。後から、足の裏をつけてゴム脚つけたり、ソレノイドから出ている尻尾を別のケーブルに延長して、引っ張ってもむしれないように工夫したり、この辺は、各自、見た目をで工夫すればよさゲ。背中のバネはハンズで規格のものを手に入れた。

Driver

最初は、安価に手に入れたNPNのダーリントントランジスタを使おうと思っていたのだけど、Beaterとの接続を6.5mmのphone Jackを使うのなら絶縁タイプのものを使わなければいけない。アイドリング時に、メカから電源が垂れ流しってドーヨ。
むしろ、MInI BOARDとおそろいのケース入れるのが狙いなので、サイズの問題も発生する。見た目にこだわって設計方針を変えるなんて、まるで自分勝手でいいじゃないかとか、訳のわからない理由で、終段をPNPに変えて、グランドが共通になるようにしたら、今度は終段のベースは、供給電圧から、数V下がったところでoffになる形。これじゃ、マイコンで制御できない。4回路もあるし、色気だして失敗したとかつぶやきながら、NPNの反転を追加。「反転の反転は正相なのだ！」とバカボンのパパ式。0Vから5Vへの変化でソレノイドへの電流をドライブできるようにした。

• ドライバ部分のみの回路図(1ch分)2バリエーション
• ドライバ部分のみ基板パターン例

工夫したポイントは、回路全体でフューズをつけると、どこか1発こけて、部分的にこんがり焼けながらもトータルで持ちこたえちゃったりしないように、ドライバ1発づつ別々にポリスイッチという自己復帰型のヒューズを入れた点。定格で250mA。400mA流れると切れる。さめるまで復帰しない。
あと、200mAで動かしてるとそれなりに発熱するけど、さすがに4発あると、箱の中へ放熱もドーヨ、ということで、保険のつもりで、一応ケースに対して放熱できるようにした。部品の取り付けを工夫して、自分自身で基板を支えちゃうような形にした点。
どうせ色気ついでなので、先日知り合いからいただいたベースとエミッタにあらかじめ抵抗が仕込まれているデジタルトランジスタに付け替えてみた。47kがトランジスタの中にすでに入ってるタイプ。外付けの部品の数をケチれる。ちょっとだけ特殊な部品かもしれない。
大体「Beater」自体、それなりに図面を起こして、メーカー製の規格のソレノイドを使ったりしても、工作が大変。この時点で再現性を高める努力が萎えてきてて、いつもなら、汎用のNPNにこだわるところ、デジタルトランジスタ使ってみた。まさに、こういう用途に使うべく開発された素子、適材適所で使うのだから文句はあるまい！