風車の作り方

発電する風車の作り方

準備するもの

デジタルカメラ用三脚 ダイソー
DCモーター
六角ナットW1/4
小型クリップ付コード
冶具(3Dプリンタで作ってください)
冶具は写真の向きで作ると壊れにくくなります。六角をはめる部分にサポート材が付くと取り除きにくくなるので、サポート材なしで作った方がいいです。

風車(プロペラ以外)の組立

①DCモーターに小型クリップ付コードをはんだ付けする。
②冶具に六角ナットをはめる。
③三脚を少しねじ込む。
④冶具にDCモーターを入れる。
⑤三脚をさらにねじ込む。(DCモーターがスライドしない程度まで)

プロペラの作製

OpenSCADをラッピングした専用ソフトを使ってプロペラを設計して、3Dプリンタで印刷します。
ソフトウエア Windows専用です(fabbleに10MB以上のファイルが置けなかったので別に置いています)

プロペラのデザイン

windmill.exe
をダブルクリックしましょう。
ハネの数、角度、頂点の数、大きさ(ヨコ、タテ)、厚さを設定して、自分の名前を入力して
「3Dプリンタファイル(STL)作成」
のボタンをクリックしましょう。
(裏で、OpenSCADのファイルを作って実行します)
STLファイルが出来ると表示されます。
いくつも、自分の好きなパラメーターで作ってみましょう。
たくさんできたら、
stlviewer.exe
をダブルクリックして実行しましょう。
ファイル名をクリックすることでファイルが表示されます。
電圧や風速のメモも出来ます。

プロペラの印刷

プロペラの作成で作ったstlをそのまま3Dプリンタで印刷してもいいですが、特別なサポートをつけたほうがきれいに出来ます。
出来たプロペラの作成で出来たstlファイルをconvert_wind_mill.exeの上にドラッグアンドドロップしましょう。
printディレクトリに、末尾が_p.stlとなったファイルできます。
これを印刷するのがおすすめです。
印刷後、余分なサポートはニッパーなどで外しましょう。

完成

モーターに取りつけて完成。

穴が小さくて入らない場合、ピンバイスやハンドドリル(ダイソーで買えます)を使って穴の大きさを調整しましょう。

電力の測り方

風車が発電する電力を測ります。100Ωの抵抗にかかる電圧[V]を測定して、後で電力[W]を計算します。

配線

デジタルマルチテスター
バナナプラグーみのむしクリップコード
100Ω抵抗

①モーターを100Ω抵抗の両端につなぐ。
②テスターを100Ω抵抗の両端につなぐ。


測定

風車を送風機の前に置いて発電させます。
私たちはオリエンタルモーター アカデミックサポート様に提供していただいた大型の送風機を使いました。
一般的な扇風機でも風車を回すことができます。

電力の計算

電力[W]=電圧[V]×電流[A]=電圧[V]×電圧[V]÷抵抗[Ω]

添付のパワーポイントでマクロを有効にしたものが便利かもしれません
電力計算.pptm

扇風機の作り方、風速の測り方

風車に電池をつないで扇風機にします。風速を測ります。

扇風機の作り方

モーターに電池をつなぐと扇風機になります。

簡単に風速を測る

デジタル風速計

デジタル風速計を使って風速を測定する。

(正確に風速を測る)

オムロン風速センサ 形D6F-W10A1
を使って風速を測る。

結果を記録する

記録用紙
記録用紙を印刷して電圧と風速の測定結果を記録しましょう。