実施報告
日時：2020 年 1 月 16 日 9:30～12:30
会場：かながわ県民センター306 会議室
１．バギー・モーターカー（宮丸哲夫）
これまでの"クリップモーター"では実際にモノを駆動することができないので、ある種の物足りなさがあった。体験塾や簡単工作でよく利用される 100 円"消しゴムモーター"のローターを利用し、フェライト磁石と共にプラダン上にモーターをくみ上げて軽量に仕上げ、車輪を付けてウオームギアで減速して走行させることができた。単４電池１本で動く。

前回紹介した、３Ｄプリンタを使って、ウオームギアの働きが分かる演示用模型も作った。

２．フォトダイオードから光電池を作ろう（津田俊治）
フォトダイオードに光が入射すると、半導体の空乏層部分で励起が起き、ｎ型半導体内で自由電子が発生する。空乏層で発生した自由電子はｎ半導体内を移動し、フォートダイオードに電流が流れる。太陽光に当てると少しメロディーが聞こえる(2.75V）。90W の電球の光ではメロデイーが聞こえる。
３．発光ダイオードから光電池を作ろう（津田俊治）
ＬＥＤに光が入射すると、半導体の空乏層部分で励起が起き、ｎ型半導体内で自由電子が発生する。空乏層で発生した自由電子はｎ半導体内を移動し。結果として、ＬＥＤには電流が流れる。太陽光に当てるとメロディーが鳴る（2.2V）。90W の電球の光ではメロデイーがうなる（0.5V）。

４．温度差を利用した電池（津田俊治）
２種類の金属の接合部分に電流が流れると、流れやすい金属から流れにくい金属に移動するときには、エネルギーの差の分を奪って補う性質がある。これがペルチエ素子の原理である。電流の方向で吸熱、放熱を切り替えることができる。
このペルチエ素子を逆に利用し、接合部分に温度差を与えることによって電位差を生じることができる。これがゼーベック効果で、熱電対の原理である。ペルチエ素子の片面をドライヤーや手でで温め、裏側を保冷剤で冷やすと電流が流れ、熱電池として使える。

５．昇圧回路（1.5Ｖ⇒5.0Ｖ）（津田俊治）＋（有馬正人）
ＰＦＭステップアップＤＣ/ＤＣコンバーター（ＨＴ７７５０Ａ）を利用して、電池１本 1.5V から 5Vを得る昇圧回路を作った。

関連で、有馬正人さんの飛び入り発表。こちらも昇圧回路を使い、単三電池１本で、自己点滅フルカラーＬＥＤが光る。極限まで高密度化した空中配線の回路と、洗練されたデザインが見どころ。

６．LED のふしぎ発見（山本定）
3 原色 LED とプログラムシートを用いた簡易形 3 原色 LED 実験器。組み立てた実験器で LED の特性やいろいろな色が出せる仕組みを理解する。材料費を 100 円前後に抑え、体験塾あるいは学校支援でも使えるようにすることが目標。目下、ピアノ線加工と、接点（ばねスイッチ）の調整が難しいことが課題。
昇圧回路を使った、電池１本で動作するバージョン（右）もあるが、部品点数が増えてしまう。

７．倒れないコマ（有馬正人）
有馬さんの飛び入り発表。磁石の反発力を利用し、視点の針先以外は無接触の軸受け構造で、揺らめきながらも長時間回転し続ける。

８．マグデブルグの半球（柴田憲男）
こちらも飛び入りネタ。おもしろ科学たんけん工房ではおなじみ。ステンレスボウル２個を合わせて、内部を真空にすると、大人の力でも外れないぐらいしっかりくっつく。ボウルの縁の部分の平面性を出す工作が大変だとか。真空ポンプは、50mL 注射器で作ったもので十分。

【追記】このあと、新型コロナウイルス感染症の流行に伴う緊急事態対応のため、３月と５月に予定していたアイテム交換会は中止になった。

アイテム交換会発表プログラム
実施日： 2020年1月16日
No 発表時間

時間： 13:30～17:00

会場： かながわ県民センター306会議室

（分）

分類

タイトルまたはアイテム名

提案者

概

要

120

体験出前

バギー・モーターカー

宮丸哲夫

１００円字消しゴムのモーターからローターを借用する

215アイデア

フォトダイオードから光電池を作ろう

津田俊治

フォトダイオードを直列に接続して、このフォトダイオードに光をあてると電流が発生する。

315アイデア

発光ダイオードから光電池を作ろう

津田俊治

高輝度ＬＥＤを並列に接続して、このＬＥＤに光をあてると電流が発生する。

津田俊治

金属の接合部の温度差を利用して、電流を発生さる。ペルチェ素子の片面をドライヤ-で温め、裏側を保冷剤で冷やすと電流が発生する。

415

情報提供

温度差を利用した電池

515

情報提供

昇圧回路（1.5Ｖ⇒5.0Ｖ）

津田俊治

電池１本1.5ＶでHT7750のＩＣを利用して５Ｖの昇圧回路を作る。

620

体験出前

LEDのふしぎ発見

山本定

3原色LEDとプログラムシートを用いた簡易形3原色LED実験器

次回予告

次回のアイテム交換会は、３月１９日（木）13:30～17:00 フォーラム（戸塚）セミナールーム２ です。

アイテム交換会エントリーシート
実施日： 2020年1月16日
No 発表時間

時間： 13:30～17:00

（分）

分類

タイトルまたはアイテム名

提案者

20分

体験出前

バギー・モーターカー

宮丸哲夫

詳細説明
（別紙も可）

会場： 神奈川県民センター

概要

１００円字消しゴムのモーターからローターを借用する

これまでの所謂"クリップモーター"では実際にモノを駆動することができないので、ある種の物足りなさがありました。
体験塾や簡単工作でよく利用される100円"消しゴムモーター"のローターを利用し、フェライト磁石と共にプラダン上にモーターをくみ上げて軽量に仕上げ、車輪を付けてウオームギアで減速して走行させることができました。単４電池１本を使います。
この後はモーターの構造とウオームギアの働きが分かる演示よう模型も作成しようと考えています。

主な材料
（削除可）

部品名
材料
(100円モーター)
ローター
フェライト磁石
電池ボックス
その他

仕様

入手先

必要な工具等（削除可）
体験塾等を想定した所要時間2時間

完成度（体験塾の場合・５段階）

4

備考・参考書等

材料費
110円
15円
50円
110円

備考

数量
14
11式

アイテム交換会エントリーシート
実施日： 2020年1月16日
No 発表時間

時間： 13:30～17:00

会場： 県民センター

（分）

分類

タイトルまたはアイテム名

提案者

概15

アイデア

フォトダイオードから光電池を作ろう

北１．津田俊治

フォトダイオードを直列に接続して、このフォトダイオードに光をあてると電流が発生する。

光の入射ｐ型半導体

Ａ

詳細説明（別紙も可）

ｎ型半導体

空乏層

要Ｋ

フォトダイオードに光が入射すると、半導体の空乏層部分で励起が起き、ｎ型半導体内で自由電子が発生する。
空乏層で発生した自由電子はｎ半導体内を右方向に移動する。結果として、ＬＥＤには図のように電流が流れる。
太陽光に当てると少しメロディーが聞こえる(2.75Ｖ）
９０ｗの電球の光ではメロデイーが聞こえる、（1.75ｖ）

Ａ
電流が発生する

部品名

材料
１５個
１枚
1仕様

完成度（体験塾の5フォトダイオード

主な材料
（削除可）

必要な工具等（削除可）
体験塾等を想定した所要時間

基板
メロディー

入手先
秋月電子

材料費
1,50060

数量

備考

ハンダー工具一式
テスター
照明スタンド時間

場合・５段階）

備考・参考書等 電子回路：翔泳社

回路設計：日刊工業新聞社

アイテム交換会エントリーシート
実施日： 2020年1月16日
No 発表時間
（分）

15

分類

時間： 13:30～17:00

タイトルまたはアイテム名

会場： 県民センター

概提案者

アイデア 発光ダイオードから光電池を作ろう 北１．津田俊治

高輝度ＬＥＤを並列に接続して、このＬＥＤに光をあてると電流が発生する。

光の入射

ｐ型半導体

Ａ

詳細説明
（別紙も可）

ｎ型半導体

空乏層

要Ｋ

ＬＥＤに光が入射すると、半導体の空乏層部分で励起が起き、ｎ型半導体内で自由電子が発生する。
空乏層で発生した自由電子はｎ半導体内を右方向に移動する。結果として、ＬＥＤには図のように電流が流れる。
太陽光に当てるとメロディーが鳴る。（2.2Ｖ）
９０ｗの電球の光ではメロデイーがうなる（0.5ｖ）

Ａ
電流が発生する

主な材料
（削除可）

必要な工具等（削除可）
体験塾等を想定した所要時間

部品名
高輝度ＬＥＤ
基板
メロディー

材料
２０個
１枚
1仕様

完成度（体験塾の5入手先
千石電商
千石電商

材料費40030

数量

備考

ハンダー工具一式
テスター
照明スタンド時間場合・５段階）

備考・参考書等 電子回路：翔泳社

回路設計：日刊工業新聞社

アイテム交換会エントリーシート
実施日： 2020年1月16日
No 発表時間

時間： 13:30～17:00

（分）

分類

タイトルまたはアイテム名

10

情報提供

温度差を利用した電池

部品名
ペルチェ素子

必要な工具等（削除可）
体験塾等を想定した所要時間概

提案者

要

金属の接合部の温度差を利用して、電流を発生さる。ペルチェ素北１．津田俊治 子の片面をドライヤ-で温め、裏側を保冷剤で冷やすと電流が発生する。

２種類の金属の接合部分に電流が流れると、流れやすい金属から流れにくい金属に移動するときには、エネルギーの差の分を奪って補う性質がある。反対に流れにくい金属から流れやすい金属に移動する場合は、余ったエネルギーを周囲に放出する。この性質を利用して、接合部分に温度差を与えることによって電流が流れる。

詳細説明（別紙も可）

主な材料（削除可）

会場： 県民センター

ソーラーモーター

材料
1
1仕様

完成度（体験塾の5

入手先
千石電商
千石電商

材料費500200

数量

ドライヤー
保冷剤
時間場合・５段階）

備考・参考書等 電池のすべて：技術評論社

備考アイテム交換会エントリーシート
実施日： 2020年1月16日
No 発表時間
（分）

10

分類

時間： 13:30～17:00

タイトルまたはアイテム名

概提案者

情報提供 昇圧回路（１．５Ｖ⇒５．０Ｖ） 北１．津田俊治

入力

会場： 県民センター

要

電池１本１．５ＶでHT７７５０のＩＣを利用して５Ｖの昇圧回路を作る。

－

出力

－

昇圧回路図

ＨＴ７７５０Ａ
Ｅ
Ｂ

詳細説明（別紙も可）

ー＋１００μＦ

入力＋

Ｃー＋１００μＦ

出力

４７μＨ

＋

ＩＮ５８２２

部品名

材料仕様

ＰＦＭステップアップＤＣ/ＤＣコンバーター（ＨＴ７７５０Ａ）

主な材料
（削除可）

電解コンデンサ（１００μＦ１０Ｖ）
ショットキーバリアダイオード（ＩＮ５８２２）マイクロインダクター（４７μＨ）
基板（４７＊３６）

入手先

材料費4010351030
合計

必要な工具等（削除可）
体験塾等を想定した所要時間

数量
1211
1１２５円

ハンダー工具一式

時間

完成度（体験塾の場合・５段階）

5

備考・参考書等 回路設計：日刊工業新聞社

備考
200/5
5350/10100/10（秋月電子通商）アイテム交換会エントリーシート
実施日： 2020年1月16日
No 発表時間

時間： 13:30～17:00

（分）

分類

タイトルまたはアイテム名

提案者

20

体験出前

LEDのふしぎ発見（北１）山本定

会場： 神奈川県民センター

概 要
3原色LEDとプログラムシートを用いた簡易形3原色LED実験器

3原色LEDやプログラムシートを用いて3原色LED実験器を組み立てる。

詳細説明（別紙も可）

主な材料（削除可）

必要な工具等（削除可）
体験塾等を想定した所要時間組み立てたLED実験器を用いて、LEDの特性や電球との違い、使い方、いろいろな色が出せる仕組みを理解し確認する。
材料費を100円前後に抑え、体験塾参加費をワンコイン（500円）以下にする。
あるいは学校支援でも使えるようにする。
課題：ピアノ線加工が難しい。
接点（ばねスイッチ）の調整が難しい。
シナリオ別紙参照。
部品名
材料
仕様
RGBﾌﾙｶﾗｰ
3原色LED
抵抗120,1K,47Ω
電池
マンガン電池1.5V
ピアノ線
0.5ΦmmX75mm
100mm、70mm
スズメッキ線
0.6Φ
木台
90X100mm
OHPシート
30X220mm
ネジﾀｯﾋﾟﾝｸﾞﾋﾞｽ
M3X8mm
丸座金
M3X10
アルミ箔
押しピン
合計
ピアノ線成形治具。穴あけポンチ（5Φmm）。
ネジ穴・アルミ箔位置ケガキ治具。
2時間

完成度（体験塾の場合・５段階）

3

入手先

材料費

数量

832816428162915

amazon(中国）

秋月電子
ダイソー
東急ハンズ
秋月電子
ダイソー
amazon
ビバホーム
ビバホーム

1323211135

備考
50個400円
100本100円
8個110円
300mm30本629円

10m、210円
90X100,110円
A4,10枚、1084円

50個110円
100個288円

13220170316「光の三原色実験器の製作」山本明利
備考・参考書等 20190117「階段灯や信号機を作る」佐々木勇二
20190321「光のカクテル」津田俊治

20191121

LED のふしぎ発⾒（3 原⾊ LED 実験器の製作と実験）
１．発光ダイオード（LED）とは・光を出す、⼀⽅向にしか電流が流れない半導体。
・半導体の素材により発光する⾊が違ってくる。
・⾚・緑・⻘の LED を３原⾊として組み合わせることで、⽩を含めたあらゆる⾊をつくることができる。
・⻘⾊を出すものは技術的に製造が難しく、世界中で開発競争が⾏われていたが、最初に成功したのは⽇本⼈の中村修⼆だった。
・発光ダイオードは半永久的な寿命、省電⼒、省スペースという特⻑を持っており、ディスプレイや交通信号機に使われている。⽩⾊ダイオードは蛍光灯や電球にとって代わる次世代の照明として期待されている。
２．実験で⽤いる 3 原⾊ LED：RGB

LED

・⾚（R）、緑（G）、⻘（B）の３つの発光ダイオードが１つの容器（パッケージ）3 原⾊に含まれる。

内部接続図
実験１

外形と端⼦番号

3 原⾊ LED を点灯させてみよう。
(ア)LED の端⼦②（GND）を⽊台のマイナス電源につなぎ、電池を⼊れる。
（イ）クリップワイヤーの⼀端を電池(+)につなぐ。反対側のクリップを LED のリード線に接触させる。それぞれ①⾚、③緑、④⻘が光ることを確認する。
（ウ）1.5V（電池 1 個）では点灯するか調べてみよう。
（エ）⾖電球との⽐較してみよう。

3 原⾊ LED

電池（−）
②

抵抗器

電池（＋）
④

実験２

③

①

電池の＋側のメッキ線につなぐ

LED の消費電⼒を測定してみよう。（観察）
電圧(V)

電流（ｍA）

⾖電球（⽩熱灯）
3 原⾊ LED（⽩⾊）（実験１、２でわかったことや、ふしぎに思ったことを書いてみよう）

おもしろ科学たんけん⼯房

消費電⼒（電圧 X 電流）(mW)実験３

じっけんきせいさく

3 原⾊ LED実験器の製作と実験（注意）ばねスイッチはピアノ線でできている。先がとがっているので注意すること。
①実験器の電池を取り外し、３原⾊ LED を取り付ける。
②プログラムシートを取り付ける。電池をいれプログラムシートを動かして、いろいろな⾊出してみる。
③光の 3 原⾊は ⾚（R）

緑（G）

⻘（B）。
よそう

⾊の組み合わせ

⾚⾚＋

⻘

⻘

＋緑

緑＋

⾚＋

⻘＋緑ー＋

じっけん け っ か

実験結果

予想＋

3 原⾊ LED

②④⻘

③緑

①⾚47Ω

1KΩ

120Ω

ー

3 原⾊ LED
プログラムシート

おもしろ科学たんけん⼯房

⽩⻩⽔⾊

紫

⻘

緑⾚

プログラムシートとは：点灯させたい LED の組み合わせを順番に記述した絶縁シート。⽳があけられており、⽳のあるところで接点（スイッチ）が ON になる。
（⾃由研究）
・プログラムシートを動かすといろいろな⾊が出る仕組みを説明してみよう。
・上記以外の⾊（フルカラー）を出すにはどうすればよいだろう。

おもしろ科学たんけん⼯房