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真空関係の実験が終わると、電子回路工作であります。
作るのはこれ。

暗くなると、自動的にLEDが点灯する回路であります。

回路図はこちら。

フォトトランジスタ（光が当たると、コレクタ～エミッタ間に電流が流れるトランジスタ）とコンパレータIC(2ピン、3ピン間の電流又は電圧を比較し、7ピンに流れる電流を調整する）を使う回路であります。
（私だったら昔ながらのCdsとトランジスタを使った回路にしますが・・・）
私はこれらの半導体を使ったことがありませんので、どんな作動をするのか興味深々でありました。

部品や仕組みの説明が終わったら、はんだ付けであります。


キットの部品です。プリント基板ではんだ付けも楽そうです。


基盤の裏側。

いよいよはんだ付け。

コテが立ちすぎで、はんだが上手く溶けない様子。
「もうちょっと斜めに当てるんだよ」とか「コテを当てて3つ数えたらはんだを付けるんだよ」等のコツを教えました。

今回は「手も口も出さない」様に心掛けたのですが、ついつい口を出してしまいます。
こういう五月蠅いのは、私だけかと思いましたら、もう一人丁寧に教えているお父さんがいましたね。知っていると、黙ってはいられないのでしょう。気持ちは痛いほど判ります。

でもだんだん慣れてきて、綺麗にはんだ付けができました。


ニッパで部品のアシを切断しているところ。


完成です。口は出しましたが、手を出さず次男君一人ではんだ付けしました。
キチンと作動しており、本人も喜んでいました。



ところが、LEDが点灯しない子供が続出。
係りの人が総出で、はんだ不良は無いか、LEDは壊れていないかの解析が始まりました。

こうなると「技術屋さん」は不具合解析に夢中になりまして、子供達の事は眼中にありません。
「あれが悪いんじゃあないか」「いやこれだ」のやり取りが続きました。

結局コンパレータICの不良と判り、交換すると全員無事作動することができました。

彼らの頭の中には「ICが壊れる」・・・が無い様子で「なんでIC壊れたか」が判らない状態でした。
私が「保管が悪く、静電気でやられた可能性高いですよ」と言っても、聞いてもらえません。
アルミ箔で包むとか、静電気防止袋に入れていれば、防げたトラブルだと思っているんですが・・


帰り際、次男君に「はんだ付け難しかった？」と聞くと「そうでもない」との返事。
こいつにはんだ付け教えたのは、ユニバーサル基盤だったので、プリント基板は簡単に思ったのでしょう。

次男君はとてもご機嫌でした。自分の手ではんだ付けできたことが余程うれしかったのでしょう。
あと真空中で、物が膨らむとか、落ちる速さは紙も金属も同じ・・は次男君も本を読んで知っていたのですが、実際に見るのは初めてなので、これも楽しかったようです。


いろいろありましたが、子供達に実験や工作をさせる企画はとても良いことだと思います。
私も素敵な時間を過ごすことができました。
産業技術センターの皆さん、本当にありがとうございました。

先ほどの「TOYOAT　MIARIに乗ったよ」の続きであります。

この「かながわサイエンスサマー」は予約なしでも、催物に参加できますが、くじ運の強い次男君は「『真空』って何だろう？？＆電子回路工作」に当選しましたので、こちらについてご紹介します。


こちらが出かけた先の神奈川県産業技術センターです。
ここは、私の母方の叔父が勤務していた所でもあります。

この叔父は典型的な技術屋でありまして、私にいろいろなことを教えてくれました。
また、私が質問すると、とても丁寧に説明してくれました。
（親父みたいに「てめえで考えろ！バカ！！」とは決して言わない人でした）
そんな叔父を子供のころから尊敬しておりまして、叔父と同じ大学に入学及び卒業したことをとても誇らしく思っております。
叔父は80歳を過ぎておりますが、まだまだ元気でおります。


では本題。
まずは「真空ってなんだろう？」から。
この装置を使って、色々実験をします。

ガラスの部分が真空にするところで、2台の真空ポンプが接続されています。
内、1台のポンプは大まかに空気を吸いだすポンプ、もう1台はオイルを使ったちょっと特殊なポンプで、更に真空度を上げる為のポンプであります（名前を聞くのを忘れた・・・）。

最初に「このガラスの容器に、空気の分子が何個入っているか判りますか？」と質問。
容積が20Lでありますので、大体600000000000000000000000個（6×10＾23）だと暗算できましたが、あまり自信が無いので、私も周囲も無言。でも答えは合っていました。


まずはこの実験。

「横浜ベイスターズ」のマスコット、ホッシーの風船みたいなヤツ。
これ、浮輪と同じで空気を入れて膨らませるのが正しい使い方なのですが、わざと空気を抜いてぺしゃんこにしてある。

これを真空状態にするとどうなるか。

膨らみます。
この時、担当の人が「現在のDeNAベイスターズのマスコット『スターマン』は、ホッシーのペットでありまして、ホッシーは宇宙へ帰っていった」と説明。
つまり、スターマンは「野良」なんであります。
神奈川県の職員の方が、こうおっしゃっているので、これが神奈川県の公式見解なのでしょう。


つぎにこれ。

真空の中で、金属のクリップと紙を同時に落としたらどうなるかであります。

落とす仕掛けはこちら。

こんな風に、電磁石とクリップの間に紙を挟み、真空状態の時、電磁石の電流を切れば、両方が同時に落ちるという仕組みになっています。

実験すると、空気抵抗が無くなるので、クリップも紙も同時に落ちます。
また、空気という、音を伝える媒体が無いので、クリップが落ちる音もごくわずかになります（下の金属部分からの音は微かに聞こえる状態であります。

この辺までは、参加している小学生や親御さんでも、結果が予想できる実験でありますので、担当の方が「どうなるかな？」と質問すれば、子供達から正解が得られます。


次はこれ。

真空の中に水を入れるとどうなるか・・であります。
流石に「どうなるか判りますか？」と聞かれても、シーンとしている。
私は知っているので、「ああなって、こうなるんじゃあないですか」と言ったら、「そうなるか実験してみましょう」といって、容器内の空気を抜きます。
そうすると、

常温で沸騰します（小さいビーカーから水がこぼれていますね）。
この状態で放置すると、中の水は氷ります。
つまり「沸騰しながら、氷る」が、私が答えた「ああなって、こうなるんじゃあないですか」であります。

でも実際は、一度沸騰が終わってから氷り始めるので、担当の方から「沸騰しながら・・は間違いですね」と言われてしまいました。

水が氷る理由は以下の通りであります。。
①気圧が低い状態に水が置かれると沸点が下がり、常温でも沸騰してしまう。
②沸騰すると、気化熱で水の温度がどんどん低下する。
③温度がどんどん低下すると、0℃以下になってしまい、水が氷る。
インスタント食品でフリーズドライというのがありますが、あれも食品を真空状態に置くと、水分が抜けて、氷る・・・と言う原理を応用しています。
油で揚げたり、加熱しないので、風味を損なわない処理方法であります。

ここまでの実験は、大まかに真空にするポンプだけを使用しています。

次はこれ。

下に置いたプラスチックの板に、アルミを蒸着させる実験であります。


コイル状になったニクロム線にアルミの糸を置いているところです。


準備が終わり、これから真空にするところです。
ポンプも2個目の特殊なポンプを使用します


蒸着は真空度を上げないと、
①金属が蒸発しない（気圧が低いので、金属も蒸発する）
②酸素が残っていると、アルミが酸化する
の不具合が発生しますので、真空計を使い真空度を確認します。
測定器は真空機器で有名な「ULVAC製」です。

十万分の1気圧まで下げるそうですが、それでもガラス容器の中には1000000000000000000（1×10＾18）個の空気の分子が存在しています。


ニクロム線に電流を流し、アルミを蒸発させているところです。


蒸着の終わり掛け。容器の中全体が金属調になっています。


蒸着終了。焼け跡みたいになっていますね。

次男君の作品がこちら。

丸いプラスチック板に、四角い穴が開いた板を乗せてこうなりました。
本当は星形とかの複雑な形状でやりたかったそうですが、人気が高かったので四角にしたそうです。


私は学生時代に電子顕微鏡を使っていましたので、この蒸着作業はしょっちゅう行っていました（電子顕微鏡は、測定物の表面に金属を蒸着させて、電子を反射させる仕組みになっています）。
しかも蒸着させていたのは「純金」であります。

ニクロム線に流す電流の加減が難しく、少ないと融けないし、流しすぎるとニクロム線が切れる・・という失敗を繰り返しました。

当時は何故純金を使うの理解できませんでしたが、酸化を防ぐためだったんでしょうね。
違う理由があるのかもしれませんが・・・・


つづく

本日、神奈川県産業技術センターの「平成28年度かながわサイエンスサマー」に次男君と一緒に行って来ました。

これ、次男君が事前に応募した「『真空』って何だろう？？＆電子回路工作」に当選したので、私が運転手を買って出て、連れて行ったんです。

で、受付すると「TOYOTA MIRAIの試乗できますよ」とのことでしたので、早速申し込み。
自慢の「ゴールド免許」を提示して、誓約書を記入し、アルコール検査を実施。
私、お酒を飲まないのでアルコール検査は問題無し。
で、この子に乗りました。


神奈川県の公用車の為、ナンバーは隠しません。

次男君を本革リアシートに乗せて、施設を一周する公道を走りました。


細い道ですので、スピードは出せませんでしたが、感想は以下の通りであります。
＜良い点＞
①モーターで走るので、静か。振動も無し

＜気になった点＞
①ブレーキペダルが軽い。
　運転のし易さの為にブレーキを軽くしているのですが、軽すぎます。
　最初にブレーキを踏んだ時に、カックンしてしまいまいた。
②ステアリングが軽い。操舵している感覚が無い。
　これも運転のし易さの類ですが、ステアリング操作をしていて「ホントに舵切れてるのか？」と
　思うほど、フィーリングがありません。ラジコン操縦しているみたいです。
③低速でスロットルペダルの反応が遅い。
　左折後に加速しようとして、少しずつスロットルを踏み込んでも、踏み方に比例して加速しない。
　スロットルをベタっと踏む人には良いのでしょうが、繊細なスロットル操作が好きな人には
　向かないと思います。
④前進するモードが「D」しかなく、エンジンブレーキモードが無い。
　私のようにAT車でもシフトダウンして、ブレーキペダルをなるべく踏まないような運転をしている人
　には不向きです。

これらの＜気になる点＞は電気自動車の「リーフ」に乗ったときは気になりませんでした（リーフの方が、運転して楽しいクルマ）。
この辺の味付けは「いかにもトヨタらしい」と思います。

またリーフには、Dsモードがあったので、エンジンブレーキ（本当は「回生ブレーキ」で、モーターを発電機にして、クルマの運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、バッテリーに充電する）も効かせることができました。
呼び方は異なりますが、プリウスやアクアには回生ブレーキモードが付いています。
（使っているユーザーさんは少ないと思いますが）

他にも「クルマがでかい」、「計器類がデジタルで、針が一本もない」、「パーキングブレーキが足踏み式」という部分も＜気になる点＞であります。

が、これらの＜気になる点＞は数キロ走れば慣れると思いますので、欠点と言えるレベルではありません。



試乗を申し込む前に、係りの人が「燃料電池車はこういう訳で環境に優しい」と、丁寧に説明してくれました。
また、試乗する際も、担当の方が助手席に座って、色々説明してくれます。

が、こういう場合、私はこんな質問をします。
「燃料の水素はどうやって作るんですか？その作り方は環境に優しいんですか？」

この質問した際、お二方共「それは考えたことがありません。一般的には水を電気分解して作るんですが・・・」との回答。

ふーん、水素作る時に「電気」を使ってるのね。
簡単に言えば「エネルギー変換」しているんです。

実はエネルギー変換（この場合は電力→水素）すると、変換効率は絶対に100％になりません。
必ず「変換ロス」が発生します。

電気自動車も電力をバッテリーに蓄えますが、「バッテリー内の物質を化学変化させて、電力を蓄える」ので、充電も効率が100％になっていません。

この「変換効率」や「水素の作り方」を踏まえて、燃料電池車と電気自動車のどちらが環境に優しいのか・・・という説明を、メーカー側からして頂きたいと思います。

最近、クルマネタが無く、某プロ野球チームが負け越しているので、季節ネタばかり書いております。

本日はその「某プロ野球チーム」の試合がございませんので、ネットを徘徊しておりました。
そうしたら、こんなデータが。
さいたま市　健康科学研究センター　サイエンスなび

市民から寄せられた情報をキチンとまとめてあります。
さいたま市は我が家から少々離れておりますが、関東圏ですので参考になります。

私が観測しているデータとは異なる部分（ツクツクボーシの鳴き始めや、アブラゼミとニイニイゼミの鳴き始めが逆等）がありますが、ありがたいデータですね。

今年も初鳴きデータを募集していますが、私はさいたま市民では無いので、応募できないのが本当に残念です。

他にもウグイスの初鳴きや、赤とんぼ目撃情報を募集しているようで、さいたま市はエライ！！と思いました。

こういう身の回りの生き物に市民が関心を持ち、環境について考える・・とても素晴らしい取り組みだと思います。

他の自治体も是非見習ってほしいものです。

今日の関東地方は、台風一過の好天でありました。
吹き返しの風（南風）も吹き、久しぶりに暑い日となりました。

こんな感じで、気温はまだまだ高いのですが、秋の気配をこんなところから感じます。

①ついにツクツクボーシの鳴き声を観測
　本日、ついに我が家周辺で鳴き声（複数匹）を観測。
　こいつが鳴き始めると、子供達の夏休みもあと2週間であります。

②夜には秋の虫が鳴いている。
　先ほど外に出てタバコを吸っていたのですが、カネタタキとキリギリスの鳴き声が確認できました。
　その他の秋の虫（種類は不明）の声も多くなりました。

③日没が早くなった
　もう夏至から2か月経ちますからね。
　夕方、外を歩いていると、影の長さが長くなってきました。
　また、夕焼けの色もオレンジ色になりつつあり、秋の夕暮れに近い色になってきました。


夏が好きな私は、ちょっと寂しくなる時期であります。