(57)【要約】【課題】手回し発電機などで発生した電圧のレベルを、一般の乾電池の電圧レベルと視覚上容易に比較できるようにして、発電の仕組みなどの学習効果を高める。【解決手段】電源ボタン７１を押すことで直流電圧を出力可能な端子４、５の間に手回し発電機などを接続し、メータボタン７３を押すことで電源装置を電圧計として機能させる。端子４、５間に印加される電圧のレベルが１．５Ｖ上昇する毎に、乾電池を模した表示器７６を１つずつ点灯する。これにより、現在の発電電圧が乾電池何本分に相当するかが、児童にも容易に理解できる。さらに、１．５Ｖ以内の電圧レベルは表示器７６の輝度の強弱により表現されるので、微妙な電圧レベルも理解させることができる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一対の電圧出力端子と、該電圧出力端子から出力する直流電圧を生成する電圧生成部と、前記電圧出力端子から出力する電圧レベルを表示する表示部とを、具備する理科実験用電源装置であって、
a)前記電圧出力端子から電圧を出力しない状態で、外部から該電圧出力端子に印加された電圧レベルを計測する電圧計測手段と、
b)前記電圧計測手段により計測された電圧レベルを、出力電圧レベルに代えて前記表示部に表示する表示制御手段と、
を備えることを特徴とする理科実験用電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の理科実験用電源装置であって、
前記表示部は、電池形状を模した表示子を単位電圧に対応付けて、複数、直列に接続したデザインの表示パネルを有し、その複数の表示子の点灯数により、前記電圧出力端子を通して出力される又は入力される電圧レベルを表すようにしたことを特徴とする理科実験用電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の理科実験用電源装置であって、
前記表示子毎に操作子が設けられ、
前記電圧出力端子を通して電圧を出力する際に、前記操作子の操作に応じて前記単位電圧単位で電圧値を設定するように前記電圧生成部を制御する制御手段を備えることを特徴とする理科実験用電源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の理科実験用電源装置であって、
前記制御手段は、直列接続されたデザインの複数の表示子の中で低電圧に対応する側の操作子から順に１つずつ操作子を操作する毎に出力電圧を単位電圧ずつ上昇させ、逆に高電圧に対応する側の操作子から順に１つずつ操作子を操作する毎に出力電圧を単位電圧ずつ下降させるように前記電圧生成部を制御することを特徴とする理科実験用電源装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の理科実験用電源装置であって、
前記表示制御手段は、前記単位電圧よりも小さな電圧のレベルを前記表示子の輝度を用いて表現することを特徴とする理科実験用電源装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、小中学校などで実施される理科実験に利用される電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば小学校の中高学年では、電気の作用や電気の作り方など、電気に関連した学習を行うために様々な種類の理科実験が行われる。こうした電気に関連した理科実験では、従来、電源として乾電池が利用されてきたが、近年は、乾電池の消耗による電圧低下に伴う実験のばらつきの防止、或いは、使い捨てである乾電池の使用を避ける、といった観点から、商用交流電源で動作する教育・学習用の小型電源装置が用いられることが多くなっている。
【０００３】
このような小型電源装置としては、例えば非特許文献１、２などに記載のものが知られている。この種の小型電源装置の多くは、最大出力電圧が６〜１２Ｖ程度であり、最大出力電流は２〜４Ａ程度である。また、操作性、可搬性、収納性などを考慮して、幅、高さ、奥行きはそれぞれ１００〜２００mm程度の箱形状であり、重量は１〜２kg程度のものが一般的である。
【０００４】
こうした電源装置は、通常市販されている技術者向けの電源装置や工場などで使用される産業用の電源装置とはその使用目的が全く異なり、電気の知識が殆どない児童にとっても使い易く、且つ高い学習効果が得られることが重要である。
【０００５】
近年、地球環境の保護についての関心の高まりに伴い、太陽光、風力などの再生可能なエネルギー（自然エネルギー）や燃料電池などの新規のエネルギー源が着目されており、電気関連の理科実験においても、各種の発電の原理を簡易的な実験により学習することが盛んに行われている。具体的には、例えばハンドジェネレータ（手回し発電機）、太陽電池、レモン電池、などを用いて電気を発生させ、その電気を用いて、豆電球を点灯させる、小型モータ（ファンなど）を駆動させる、等の実験がよく行われる。
【０００６】
しかしながら、こうした実験だけでは、上記のような手法で発生させた電気の出力レベルを定量的に知ることはできない。もちろん、例えば電圧計を用いることで電圧値を知ることはできるものの、電圧計を別途用意するのは面倒である上、電圧を単に数値で示しても、一般に使用している電池などから供給される電気の出力レベルと比べてどの程度であるのか、といったことを児童が理解するのは容易でない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「直流電源装置 TP-10A」、理化機器総合カタログ（2009-2010）EDUCATION500、株式会社島津理化、2009年3月発行、p.338
【非特許文献２】「電源装置 45769 DS-9V」、［online］、株式会社ヤガミ、［平成２１年７月２日検索］、インターネット＜http://www.yagami-inc.jp/view/science/pickup/45769＞
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
本考案は上記課題に鑑みて成されたものであり、その主な目的は、手回し発電機などの発電用実験器具などで生成された電気の出力レベルを、定量的に且つ児童に理解が容易な形式で表示させる機能を持たせた理科実験用電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために成された本考案は、一対の電圧出力端子と、該電圧出力端子から出力する直流電圧を生成する電圧生成部と、前記電圧出力端子から出力する電圧レベルを表示する表示部とを、具備する理科実験用電源装置であって、
a)前記電圧出力端子から電圧を出力しない状態で、外部から該電圧出力端子に入力された電圧レベルを計測する電圧計測手段と、
b)前記電圧計測手段により計測された電圧レベルを、出力電圧レベルに代えて前記表示部に表示する表示制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１０】
本考案に係る理科実験用電源装置を電源装置として使用する場合には、一対の電圧出力端子に負荷を接続し、電圧生成部により生成した直流電圧を電圧出力端子を通して負荷に印加する。その際、表示部には、電圧出力端子から出力される、つまり電圧生成部により生成された直流電圧の電圧レベルが表示される。
【００１１】
一方、本考案に係る理科実験用電源装置を電圧計として使用する場合には、発電を行う（電力を発生する）機器、例えば手回し発電機を一対の電圧出力端子に接続する。例えば手回し発電機により発電がなされ、上記電圧出力端子に外部から電圧が印加されると、電圧計測手段がその電圧レベルを計測する。この計測結果を受けて表示制御手段は、出力電圧レベルに替えて、計測した（つまり入力された）電圧レベルを表示部に表示させる。
【００１２】
本考案に係る理科実験用電源装置の好ましい一態様として、前記表示部は、電池形状を模した表示子を単位電圧に対応付けて複数配置し、その複数の表示子の点灯数により、電圧出力端子を通して出力される又は入力される電圧レベルを表すものとするとよい。標準的な電池（乾電池）の電圧は１．５Ｖであるから、上記単位電圧は１．５Ｖとするとよい。特に、電池形状を模した表示子を複数直列接続したデザイン（絵柄、図柄等）の表示パネルとすると、出力している電圧又は入力されている電圧が乾電池何本分を直列したものに相当するのかを児童が容易に理解することができ、高い学習効果が得られる。
【００１３】
また上記態様の理科実験用電源装置では、前記表示子毎に操作子が設けられ、前記電圧出力端子を通して電圧を出力する際に、前記操作子の操作に応じて前記単位電圧単位で電圧値を設定するように前記電圧生成部を制御する制御手段を備える構成とするとよい。上記操作子は典型的には押しボタンとすることができる。
【００１４】
特に好ましくは、前記制御手段は、直列接続されたデザインの複数の表示子の中で低電圧に対応する側の操作子から順に１つずつ操作子を操作する毎に出力電圧を単位電圧ずつ上昇させ、逆に高電圧に対応する側の操作子から順に１つずつ操作子を操作する毎に出力電圧を単位電圧ずつ下降させるように前記電圧生成部を制御するようにするとよい。このように１つずつ操作子を操作する作業は、乾電池を用いた電源において、１本ずつ乾電池を繋ぐ或いは取り外す作業に対応付けることができる。これにより、直流電源装置を実験に用いながら、乾電池の接続と出力される電圧との関係を児童が分かり易く理解することができる。
【００１５】
また、手回し発電機や太陽電池などの実験器具で発生する電気の量を児童が把握するには、例えば１．５Ｖ単位よりも小さい電圧レベルで、つまりはきめ細かく、電圧が表示されることが望ましい。そこで、本考案に係る理科実験用電源装置において、前記表示制御手段は、前記単位電圧よりも小さな電圧のレベルを前記表示子の輝度を用いて表現する構成とするとよい。例えば表示子をＬＥＤとし、パルス状の駆動電流によりＬＥＤを点灯させる方式である場合には、その駆動電流のパルス幅を変化させる（換言すればパルスのデューティ比を変化させる）ことにより、ＬＥＤの輝度を調整することが可能である。これにより、児童に対し、より微妙な電圧レベルの理解を促すようにすることができる。
【考案の効果】
【００１６】
本考案に係る理科実験用電源装置によれば、直流電源を電圧計としても利用することができ、しかもその出力電圧レベルの表示と入力電圧レベルの表示とを切り替え式にしたので、児童が手回し発電機などで自ら発電した電圧を、乾電池などから出力される電圧と容易に比較することができる。それにより、児童が理科実験を通して電気の理解を図るのに有用である。また、理科実験の際に、わざわざ別途電圧計を用意する必要がなくなるので、実験の効率化が図れ、実験器具の収納スペースの節約にもなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案の一実施例による理科実験用直流電源装置の外観斜視図。
【図２】本実施例の理科実験用直流電源装置の平面図。
【図３】本実施例の理科実験用直流電源装置の電気系概略ブロック図。
【図４】本実施例の理科実験用直流電源装置の電圧計測時の表示の一例を示す図。
【図５】本実施例の理科実験用直流電源装置における制御動作のフローチャート。
【図６】本実施例の理科実験用直流電源装置における制御動作のフローチャート。
【図７】本実施例の理科実験用直流電源装置における制御動作のフローチャート。
【図８】本実施例の理科実験用直流電源装置における制御動作のフローチャート。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
本考案の一実施例である理科実験用直流電源装置について、図１〜図８を参照して説明する。この実施例の直流電源装置は、主として、小学校中高学年（３〜６年）の児童を対象とする理科実験に利用されることを想定した装置であるが、他の用途に利用可能であることは当然である。
【００１９】
図１は本考案の一実施例による直流電源装置の外観斜視図、図２は直流電源装置の平面図（上面図）である。
この実施例の直流電源装置は略直方体状の筐体１を有し、筐体１の略水平な上面に、横長の操作表示部７が配置されている。筐体１の幅、奥行き、及び高さは、約２００、１３３０及び８０mm、である。この電源装置は、規定（１．５〜１０．５Ｖの１．５Ｖ間隔）の直流電圧を出力する電源装置としての機能のほかに、外部の発電機（手回し発電機など）や電池（蓄電池、燃料電池、太陽電池等を含む）で発生した電圧の入力を受けてその電圧値を表示する電圧計の機能も有している。
【００２０】
操作表示部７には、本装置を電源装置として機能させる場合の電源ボタン７１、電源装置としての電源オン／オフ（ON/OFF）ＬＥＤ表示器７２、本装置を電圧計として機能させる場合のメータボタン７３、電圧メータとしてのメータオン／オフ（ON/OFF）ＬＥＤ表示器７４、出力される電圧レベルを設定するための複数（この例では「１．５Ｖ」〜「１０．５Ｖ」と表示された７個）の電圧値指示ボタン７５、及び、電圧値指示ボタン７５にそれぞれ対応して設けられた複数（この例では７個）の電圧値ＬＥＤ表示器７６、が配置されている。電圧値ＬＥＤ表示器７６は、標準的な乾電池の形状を模した半透過窓を通して内部に配設されたＬＥＤの発光光が外部に放射されるようになっている。また、表示パネルは、その乾電池の形状を模した７個の電圧値ＬＥＤ表示器７６が直列接続されるイメージを示している。
【００２１】
筐体１上面にあって手前側の左右のコーナはそれぞれｄ（この例では約２５mm）だけ筐体１上面よりも低い凹陥部２、３となっている。左コーナの凹陥部２の底面の前方及び左方は筐体１の前面及び左側面に連なり、しかもその底面は後方側から前方側に、右方側から左方側に僅かに下傾している。一方、右コーナの凹陥部３の底面の前方及び右方は筐体１の前面及び右側面に連なり、しかもその底面は後方側から前方側に、左方側から右方側に僅かに下傾している。左コーナの凹陥部２の底面には、バナナプラグ対応ターミナルである負極性側端子４が固設され、右コーナの凹陥部３の底面には、同じくバナナプラグ対応ターミナルである正極性側端子５が固設されている。なお、図示しないが、筐体１の背面には、商用交流電源コンセントに接続される電源プラグを末端に有する電源コードが設けられている。
【００２２】
図３は本実施例の直流電源装置の電気系の概略ブロック図である。基本的な回路として、商用交流電源２０から供給される１００Ｖ交流電圧を０〜１０．５Ｖの範囲の直流電圧に変換する直流電圧生成部（本考案における電圧生成部に相当）１０と、端子４、５間に印加される直流電圧の電圧値を計測する電圧検出部１１と、直流電圧生成部１０及び電圧検出部１１の動作を制御するマイクロコンピュータを中心に構成される制御部（本考案における表示制御手段及び制御手段に相当）１２と、制御部１２に接続された操作部７ａ、表示部７ｂと、ブザー７ｃとを備える。操作部７ａ、表示部７ｂ、及びブザー７ｃは上記操作表示部７に配置されている各種ボタンや表示器を含むユーザインターフェイスである。
【００２３】
次に、本実施例の直流電源装置の操作とそれに対応した動作を詳細に説明する。図５〜図８は本装置の制御動作を示すフローチャートであり、図５〜図７は本装置を電源装置として使用する場合、図８は本装置を電圧計として使用する場合のフローチャートである。なお、以下の説明では、実際に本装置を操作する人を操作者と称し、操作者を含めて理科実験に参考している人を実験参加者と称する。
【００２４】
電源プラグが電源コンセントに挿入されて商用交流電源２０が本装置に接続されると（ステップＳ１）、制御部１２が起動して本装置はスリープ状態になる（ステップＳ２）。スリープ状態では初期設定により、直流電圧生成部１０の出力はゼロであり、全てのＬＥＤ表示器７２、７４、７６は全て消灯状態である。
【００２５】
本装置を電源装置として使用する場合には、操作者は電源ボタン７１を押す（ステップＳ３）。すると、制御部１２は電源オン／オフＬＥＤ表示器７２を点灯させ（ステップＳ４）、直流電圧生成部１０を起動することで電圧を出力可能な電源スタンバイ状態とする（ステップＳ５）。但し、このときも直流電圧生成部１０の出力はゼロのままである。電源オン／オフＬＥＤ表示器７２が点灯したことで、実験参加者はこの装置が電源装置として使用可能であることを認識できる。次に、負極性側端子４及び正極性側端子５に駆動対象の負荷（例えば電球、モータ、電磁石など）のコードを接続する。端子４、５が手前に配置されているため、コードの接続が容易である。もちろん、ステップＳ１〜Ｓ３の前に端子４、５に負荷のコードを接続しておいても何ら問題はない。
【００２６】
この状態から、制御部１２は７個の電圧値ＬＥＤ表示器７６の中で消灯中の最下位の電圧値ＬＥＤ表示器７６に対応した電圧値指示ボタン７５が操作されたか否かを判定する（ステップＳ６）。例えば電源スタンバイ状態では全ての電圧値ＬＥＤ表示器７６が消灯しているから、最下位、つまり「１．５Ｖ」の電圧値ＬＥＤ表示器７６に対応した電圧値指示ボタン７５が押されたか否かが判定される。ステップＳ６でＹｅｓと判定されると、制御部１２は押された電圧値指示ボタン７５に対応する電圧値ＬＥＤ表示器７６を点灯させ（ステップＳ７）、直流電圧生成部１０に対してその直前の出力電圧から電圧を１．５Ｖ増加させるように指示する（ステップＳ８）。
【００２７】
ステップＳ６でＹｅｓ、Ｎｏいずれの場合でも、制御部１２は７個の電圧値ＬＥＤ表示器７６の中で点灯中の最上位の電圧値ＬＥＤ表示器７６に対応した電圧値指示ボタン７５が操作されたか否かを判定する（ステップＳ９）。例えば全ての電圧値ＬＥＤ表示器７６が点灯している状態（出力電圧が１０．５Ｖである場合）、最上位、つまり「１０．５Ｖ」の電圧値ＬＥＤ表示器７６に対応した電圧値指示ボタン７５が押されたか否かが判定される。ステップＳ９でＹｅｓと判定されると、制御部１２は押された電圧値指示ボタン７５に対応する電圧値ＬＥＤ表示器７６を消灯させ（ステップＳ１０）、直流電圧生成部１０に対してその直前の出力電圧から電圧を１．５Ｖ減少させるように指示する（ステップＳ１１）。
【００２８】
ステップＳ９でＹｅｓ、Ｎｏいずれの場合でも、制御部１２は電源ボタン７１が操作されたか否かを判定する（ステップＳ１２）。電源オン／オフＬＥＤ表示器７２が点灯した状態で電源ボタン７１が押された場合には、制御部１２は電源オン／オフＬＥＤ表示器７２を消灯させ（ステップＳ１３）、ステップＳ２へ戻ってスリープ状態となる。
【００２９】
具体例を挙げると、スタンバイ状態から操作者が「１．５Ｖ」電圧値指示ボタン７５を押すと、制御部１２の指示に基づいて直流電圧生成部１０は１．５Ｖの直流電圧を生成し、負極性側端子４を基準として＋１．５Ｖの電圧が正極性側端子５に出力される。また、制御部１２は「１．５Ｖ」電圧値ＬＥＤ表示器７６を点灯させる。これにより、乾電池形状を模した半透過窓を通した照明により、１個の乾電池を接続したイメージが表示パネルに現れる。
【００３０】
３．０Ｖの電圧を出力させたい場合には、上記のように操作者は「１．５Ｖ」電圧値指示ボタン７５を押した後に「３．０Ｖ」電圧値指示ボタン７５を押す。すると、制御部１２の指示に基づいて直流電圧生成部１０は３．０Ｖの直流電圧を生成する。また、制御部１２は、「１．５Ｖ」電圧値ＬＥＤ表示器と「３．０Ｖ」電圧値ＬＥＤ表示器とを点灯させる。この場合、表示パネル上では図４（ａ）に示すように、２個の乾電池が直列接続されたイメージとなるので、実験参加者はこのときの出力電圧が乾電池２個分に相当する電圧であることを視覚的に容易に理解することができる。
【００３１】
４．５Ｖ、６Ｖ、７．５Ｖ、９Ｖ及び１０．５Ｖの電圧を出力させたい場合には、上記のように操作者は「１．５Ｖ」電圧値指示ボタン７５を押した後に「３．０Ｖ」電圧値指示ボタン７５、さらには「４．５Ｖ」電圧値指示ボタン、…と順に、１個ずつボタンを押す。すると、制御部１２の指示に基づいて直流電圧生成部１０は１．５Ｖずつ電圧を上昇させる。また制御部１２は、順次１個ずつ点灯させる電圧値ＬＥＤ表示器を増やす。このように、１個ずつ電圧値指示ボタンを押す操作は、直列接続させる乾電池を１本ずつ増やしていく行為に対応付けられるものであり、直流電源装置を用いながら、従来の乾電池を用いた電気実験に類似したイメージの実験が実施でき、特に電池と電圧との関係を児童が理解するのに有用である。
【００３２】
一方、出力電圧を下げる場合には、操作者は、高電圧側から、点灯している電圧値ＬＥＤ表示器７６に対応した電圧値指示ボタン７５を押す。例えば１０．５Ｖから６Ｖに降圧したい場合には、「１０．５Ｖ」、「９Ｖ」、「７．５Ｖ」と順に電圧値指示ボタン７５を押す。それに応じて、その直前に点灯していた電圧値ＬＥＤ表示器７６は消灯し、出力電圧も１．５Ｖずつ段階的に下がる。このような操作は、直列接続していた複数の電池を１本ずつ取り外していくイメージである。
【００３３】
上記のようにして１．５Ｖ〜１０．５Ｖの電圧が出力されている状態から段階的に１．５Ｖずつ電圧を下げていき、最終的には０Ｖまで下げることが可能である。また、或る電圧が出力されている状態で電圧を一気に０にしたい場合には、ステップＳ１２のように電源ボタン７１を押してもよい。これにより、電源オン／オフＬＥＤ表示器７２が消灯し、出力電圧は０にリセットされてスリープ状態に移行する。
【００３４】
上記のような電源装置としての使用中に、制御部１２が負極性側端子４及び正極性側端子５を通して予め定めた閾値以上の過電流が流れたことを検出すると（ステップＳ２１でＹｅｓ）、制御部１２は直流電圧生成部１０に対し出力電圧をゼロにリセットし（ステップＳ２２）、７個の電圧値ＬＥＤ表示器７６と１個の電源オン／オフＬＥＤ表示器７２とを所定周期（ここでは０．２秒間隔）で点滅させ、さらにブザー７ｃを鳴動させることで警告を報知する（ステップＳ２３）。この状態で操作者が電源ボタン７１を押すと（ステップＳ２４でＹｅｓ）、全てのＬＥＤ表示器７２、７５が消灯するとともにブザー７ｃも停止し、警告が解除される（ステップＳ２５）。そして、再び、電源ボタン７１を押すことで電源装置としての使用が可能なスリープ状態となる。
【００３５】
上記のような電源装置としての使用中に、制御部１２が所定時間、例えば１０分間以上操作がないことを検出すると（ステップＳ３１でＹｅｓ）、制御部１２は直流電圧生成部１０に対し出力電圧をゼロにリセットするとともに（ステップＳ３２）、電源オン／オフＬＥＤ表示器７２を消灯し（ステップＳ３３）、スリープ状態に移行する。
以上のようにして、１．５Ｖ単位で１．５〜１０．５Ｖの範囲の任意の電圧を出力させ、理科実験を行うことができる。
【００３６】
一方、本実施例の直流電源装置を電圧計として使用する場合には、ステップＳ２のスリープ状態から操作者はメータボタン７３を押す（ステップＳ４１）。すると、制御部１２はメータオン／オフＬＥＤ表示器７４を点灯させ（ステップＳ４２）、電圧検出部１１を起動してメータスタンバイ状態とする（ステップＳ４３）。このとき直流電圧生成部１０は起動されず出力電圧はゼロである。メータオン／オフＬＥＤ表示器７４が点灯したことで、実験参加者はこの装置が電圧計として使用可能であることを認識できる。
【００３７】
次に、操作者は負極性側端子４及び正極性側端子５に手回し発電機などの電圧測定対象機器のコードを接続する。なお、この直流電源装置では、負極性側端子４を基準として正極性側端子５に正極性の電圧が印加された場合と、負極性側端子４を基準として正極性側端子５に負極性の電圧が印加された場合との両方で、電圧検出が可能である（後述の処理により、電圧値ＬＥＤ表示器７６には、負極性側端子４と正極性側端子５との間に印加された電圧の絶対値が表示される）。
【００３８】
この状態から、実験参加者が手回し発電機を回して発電を行い、端子４、５間に電圧が印加されると、電圧検出部１１は電圧値Ｕを取得する。制御部１２は電圧値Ｕが０〜１０．５Ｖの範囲である場合には（ステップＳ４６でＹｅｓ）、０．５Ｖ毎のいずれの電圧範囲に入るのかを判定する（ステップＳ４９）。そして制御部１２は、その判定結果に応じて、電圧値ＬＥＤ表示器７６の表示パターン、つまり電圧値ＬＥＤ表示器７６に供給するパルス状の駆動電流のパルス幅（デューティ比）を決定し、ＬＥＤ表示器７６を駆動する（ステップＳ５０）。
【００３９】
いま、例えば０〜１．５Ｖの電圧範囲では、０〜０．５ＶであるＡ範囲、０．５〜１ＶであるＢ範囲、１Ｖ〜１．５ＶであるＣ範囲の３段階の範囲があるが、その３つの範囲に応じて、Ｃ範囲で最も輝度が高く、Ｂ範囲、Ａ範囲と順に輝度が下がるように駆動電流のデューティ比を決定する。そして、電圧値Ｕが１．５Ｖ単位の電圧範囲のいずれに入るのかによって点灯させる電圧値ＬＥＤ表示器７６を決め、上記のような０．５Ｖ単位のいずれに入るのかによって、点灯させる最上位の電圧値ＬＥＤ表示器７６の駆動電流のデューティ比を決める。最上位以外で点灯される電圧値ＬＥＤ表示器７６の駆動電流のデューティ比は全てＣ範囲と同等である。
【００４０】
以上のようにして、制御部１２は各電圧値ＬＥＤ表示器７６に供給する駆動電流を決めて点灯／消灯を制御する。その結果、例えば、電圧値Ｕが３．２Ｖである場合には、図４（ｂ）に示すように、最下位から２個の電圧値ＬＥＤ表示器７６が最も高い輝度で点灯され、その上の１個の電圧値ＬＥＤ表示器７６はＡ範囲に対応した、つまり最も低い輝度で点灯させ、さらにその上の４個の電圧値ＬＥＤ表示器７６は消灯状態となる。
【００４１】
電圧値Ｕが１０．５Ｖ以上１２Ｖ未満の範囲であると判定されると（ステップＳ４７でＹｅｓ）、制御部１２は７個の電圧値ＬＥＤ表示器７６を所定周期（ここでは０．２秒間隔）で点滅させる（ステップＳ５１）。また、電圧値Ｕが１２Ｖ以上であると判定されると（ステップＳ４８でＹｅｓ）、制御部１２は７個の電圧値ＬＥＤ表示器７６を所定周期（ここでは０．２秒間隔）で点滅させるとともにさらにブザー７ｃを鳴動させることで警告を報知する（ステップＳ５２）。これにより、実験参加者は過電圧であることを即座に認識し、例えば手回し発電機の手回しを止める等の対処を迅速にとることができる。
【００４２】
以上のように、手回し発電機等から端子４、５に印加される電圧が１０．５Ｖ以下であれば、０．５Ｖ程度の単位で細かく計測して表示することができる。また、その際の電圧値は乾電池を直列接続したイメージで表示されるので、手回し発電機等で生じた電圧が乾電池で何本分程度であるのかが把握し易く、高い学習効果が得られる。
【００４３】
なお、上記実施例は本考案の一例であり、本考案の趣旨の範囲で、適宜、修正、変形、追加などを行っても本願実用新案登録請求の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４４】
１…筐体
２、３…凹陥部
４…負極性側端子
５…正極性側端子
７…操作表示部
７１…電源ボタン
７２…電源オン／オフＬＥＤ表示器
７３…メータボタン
７４…メータオン／オフＬＥＤ表示器
７５…電圧値指示ボタン
７６…電圧値ＬＥＤ表示器
７ａ…操作部
７ｂ…表示部
７ｃ…ブザー
１０…直流電圧生成部
１１…電圧検出部
１２…制御部
２０…商用交流電源
【図１】
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【図２】
0003154131.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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