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解説

　エネルギー自給自足のためのノウハウ集です．自然エネルギーには，太陽の光と熱，風力，水力，地熱などたくさんあります．広い意味では燃料電池，人間の力などの無公害パワーを加えることもできます．
　本書ではこれらのエネルギーを電力に変換するために，太陽電池や自転車用発電機を利用します．また，発電用デバイスではない模型用モータやステッピング・モータ，CPUの冷却に使われるペルチェ素子などといった電子部品も利用します．
　本書は月刊「トランジスタ技術」2005年8月号〜2006年10月号に連載した「自然エネルギーの活用にチャレンジ」と，2009年8月号〜2010年1月号に連載した「電気で農業と農村生活を快適に！」，2010年2月号〜2010年6月号に連載した「エコ時代の自然エネルギ活用日記」の記事に加筆・修正を加えたものです．

目次

イントロダクション　エネルギー放置してたらもったいない

第1部　太陽光を活用編

　3.2W 太陽電池，電気2重層キャパシタ，市販IC レコーダで作る
第1章　電子番犬
　1-1 餌代や散歩の手間がかからない犬が欲しい
　1-2 番犬の回路を作る
　1-3 基板組み立てと犬小屋の製作

　2.4W 太陽電池，音声録音再生IC，タイマIC555，トランペット・スピーカで作る
第2章　カラス撃退器
　2-1 カラスが巨峰をついばんでしまう
　2-2 カラス撃退器の作り方
　2-3 撃退器の成果

　0.4W 太陽電池，結露センサ，タイマIC555，ニッケル水素蓄電池で作る
第3章　降雨警報機
　3-1 ふとんを干しつつ昼寝をしたい
　3-2 結露センサと太陽電池を使う
　3-3 回路の製作と実装

　1.6W 太陽電池，手作りコイル，ピーク・ホールド，3秒タイマで作る
第4章　ゴルフ・トレーナ
　4-1 スイング速度が定量的にわかれば素振りも楽しくなる
　4-2 電磁誘導を利用してヘッド・スピードを予測
　4-3 回路の検討と製作

　70W 太陽電池，パワーLED 3 個，自動車用バッテリ4個で作る
第5章　終夜灯
　5-1 入手性が良くなった大型パネルで屋外灯を作りたい
　5-2 LED と太陽電池，蓄電池の選択
　5-3 架台の製作
　5-4 点灯制御回路の検討
　5-5 基板の製作と実装

　75W 太陽電池，高輝度LED 60 個，300W ニクロム線7本で作る
第6章　育苗器
　6-1 農業の必須アイテムを安く作りたい
　6-2 育苗器の作り方
　6-3 育苗器の成果

　80W 太陽電池，高輝度LED 405個，エアコンで作る
第7章　ミニ植物工場
　7-1 育苗器の成功を経て大きなものに挑戦したくなった
　7-2 ミニ植物工場の作り方
　7-3 ミニ植物工場の成果

第7章Appendix 太陽電池のしくみと使い方
　7A-1 太陽電池を直列/並列接続する
　7A-2 太陽電池には日影対策が必要
　7A-3 短絡電流と開放電圧と最大出力
　7A-4 太陽電池の出力の見定め方
　7A-5 太陽電池の特性を乾電池と比較する
　7A-6 太陽電池の電力を2次電池に充電する


第2部　風力を活用編

　0.2W 風車，リムダイナモ3個，倍電圧整流回路で作る
第8章　2次電池充電器
　8-1 0.2W 風車の製作
　8-2 ダイナモで回転エネルギーを電力に換える
　8-3 三つのダイナモの交流出力を足し合わせる整流回路
　8-4 充電コントロール回路の検討
　8-5 充電してみよう！

　1W風車，ステッピング・モータ，電圧検出器で作る
第9章　LED 看板
　9-1 低速回転でも発電できるステッピング・モータのしくみ
　9-2 1W 風車の製作
　9-3 LED 電飾看板の製作


第3部　水力を活用編

　数百mW 水車，DC モータ，高輝度LED で作る
第10章　水道手元ライト
　10-1 水道水からエネルギーを取り出しLED を点灯したい
　10-2 使用するモータとLED 点灯回路

　数W水車，ハブダイナモ2 台，DC-DC コンバータ，市販インバータで作る
第11章　キャンプ用屋外電源
　11-1 河原で小型テレビやラジカセを使いたい
　11-2 ハブダイナモのしくみ
　11-3 水車の製作
　11-4 汎用電源の組み立てと配線
　11-5 DC-DC コンバータ周辺回路の検討
　11-6 バッテリの選び方と使い方

　Dフリップフロップ，コンパレータ，パワーMOSFETなど個別部品で作る
第12章　100V 交流インバータ
　12-1 河原でパソコンや扇風機を使いたい
　12-2 交流インバータの製作
　12-3 基板製作と動作確認
　12-4 100V 交流インバータの成果

　10W 水車，ハブダイナモ4台，自転車用ランプで作る
第13章　街灯
　13-1 用水路の水なら充分街灯を点灯できる
　13-2 10W 水車の製作
　13-3 街灯の成果

　40W 水車，ステッピング・モータ，高輝度LED 236本で作る
第14章　地域のシンボル「お帰り」看板
　14-1 水車で地域を活性化したい
　14-2 40W 水車の製作
　14-3 看板の成果


第4部　温度差，燃料，人力を活用編

　ペルチェ素子10 個，20mV から動作する昇圧コンバータ，ワンチップ・ラジオICで作る
第15章　温度差発電で聞くAM ラジオ
　15-1 ペルチェ素子は温度差発電を可能にする
　15-2 構造部と回路の製作
　15-3 温度差発電ラジオの使用方法と結果

　ラジオIC，エタノール型燃料電池，電気2重層キャパシタ4個で作る
第16章　燃料電池で聞くAM ラジオ
　16-1 燃料電池の発電のしくみ
　16-2 水素を燃料とするタイプで実験
　16-3 メタノールを燃料とするタイプで実験
　16-4 昇圧回路の検討と製作
　16-5 エタノールを燃料とするタイプで実験，AMラジオを聴く

　ハブダイナモ，高輝度LED 26 個，3端子レギュレータで作る
第17章　人力による2次電池充電器&テール・ランプ
　17-1 自転車をこいで2次電池を充電したい
　17-2 回路の検討と製作


第5部　応用製作編

　フロート・センサ，マグネット・ポンプ，パワー・リレーで作る
第18章　山間向け揚水装置
　18-1 わき水では洗濯機やボイラへの水圧が足りない
　18-2 揚水装置の製作
　18-3 揚水装置の成果

　手作り水位センサ，PIC マイコン，3色LEDで作る
第19章　田んぼの水位見張り器
　19-1 離れた場所から水田の水位を見張りたい
　19-2 水位見張り器の製作
　19-3 水位見張り器の成果

　手作りループ・アンテナ，PICマイコン，温度センサで作る
第20章　ビニルハウス内の温度伝送装置
　20-1 広いビニルハウス内の複数点の温度を把握したい
　20-2 温度伝送装置の製作

　キャラクタ液晶モジュール，PIC マイコン，インバータIC で作る
第21章　ビニルハウス内の温度表示装置
　21-1 複数点の温度を一つの画面に表示したい
　21-2 温度の表示部を作る
　21-3 温度表示装置の成果
　21-4 温度伝送・表示のためのソフトウェア

　トライアック，PIC マイコン，7セグメントLED，サーミスタで作る
第22章　みそ造り装置
　22-1 みそ造りは温度管理が命
　22-2 麹室温度コントローラの製作
　22-3 みそ造り装置の成果

• 夏休みの宿題／自由研究に応用、父権の回復ネタ

  省エネとか節電とか、電力事情の雲行きが怪しい昨今でもありますし．．．
  風力発電とか水車発電とか、本格的なものは無理としても、取り合えず自転車のダイナモと日頃培った電気・電子の腕を発揮して自然エネルギーから電力を作ってみる．第2部「風力を活用編/第8章」で扱う0.2Wの発電機は20r/sec辺りで回せばせいぜい5V程度の出力電圧で子供相手でも安全で手頃な範囲です．風車や水車を付けてDC/DC省略でランプを光らせてみるとか、パワーアップして(第11章)整流器と市販の充電器を追加して自家発電にトライしてみるとか、ついでにボードも自作して、うんちくを交えて父権の回復を目指すとか、そんな夏休みを過ごせたら楽しいです。

  　[2012/07/27][アナログ屋さん][東京都]

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