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マガジンウォーマーを自作

2019-10-04

これまでのあらすじ

サバイバルゲームでお馴染みのエアソフトガン🔫。 的(まと)を撃つ射的として遊び始めました。 そういう遊び方もあります。 西部劇の早撃ちよろしく、パッと銃を抜き、素早く的を狙いバンと撃つ(当たると良いなあ)。 今は早くないです、はい。 エアソフトガンがBB弾をガスで撃ち出すと液化ガスが気化して補充されます。 5秒に1回のペースでバンバン撃つと、気化する際の熱が足りず、気化したガス(液化ガス→気化ガス)も足りず、BB弾を上手いこと撃ち出せません。 私のエアソフトガンは銃弾を入れるマガジンに液化ガスを補充、その中で気化します。 ここを見るほうが早いでしょう。→ガスガンの快適な作動のために | 東京マルイ エアソフトガン情報サイト エアソフトガンを買った際に付いてきたマガジンは1本でしたからマガジンの予備を買い足しました。 2本を交互に使うと一方のマガジンは休憩中に温度回復のチャンスがあります。

温度回復に必要なエネルギー

マガジンにガスを補充してBB弾を26発入れて全弾撃ちます。 冷える話を別に、全弾×3回撃てて、4回目は途中でガスが尽きます。 1補充で全弾×3.5回といった辺り。 ガスの補充量は31g/補充です。 全弾1回のガス使用量は31g/補充÷3.5回/補充=8.9g/回です。 ガスはHFC134aです。このガスの気化熱は217J/gですから全弾あたり217J/g×8.9g/回=1931J/回になります。 マガジンの休憩時間である5分間に1931Jを供給できれば良い訳です。 熱源の出力が1931J/回÷(5分×60秒/分)=6.4Wあれば間に合いそうですね。 手持ちのモバイルバッテリーに出力が5V2Aの物があり、5V×2A=10Wを供給できるので上手く行きそうです。🧮

回路

10Wを狙うとモバイルバッテリーの保護装置がトリップするので9Wあたりを狙います。 9Wでは出力が十二分なので、マガジンの過熱防止回路を追加します。 この手の電子回路は組み立てキットくらいあるだろうと思いきや、温度センサーはワンチップマイコン接続用のインターフェースになっていたり、 温度センサーに出力リレーが付いたモジュールはワンチップマイコンの電源電圧と共用できるよう3.3V用だったりします。 単純に5Vで出力リレー付きのサーモスタットが見つかりません。😢 家に転がっているパーツの中から使えそうな物をかき集め、組み合わせた上で不足分を地元のパーツ屋さんから調達しました。 家には、墓の下に持って行けそうにないパーツがゴロゴロあるので、チャンスがあれば多少の無駄遣いでも使ってしまいます(笑)。 そうこうしてる間にようやくできた回路がこちらです。

初期状態はサーミスタが冷めていて抵抗が高くトランジスタのベース電圧が1.2V(実測値)を越えてONになりリレーが投入されてセメント抵抗が発熱します。 マガジンが加熱されて温度が上がるとサーミスタも温まり抵抗が下がりベース電圧が1.2Vを切り、OFFになりリレーが開放されて発熱が止まります。 出力は5V÷(2.2Ω+0.47Ω)=9.4Wです。 サーミスタ側の電源は、発熱の停止に伴うモバイルバッテリーの電圧変動、USBケーブルでの電圧降下(とても細い配線に2A近くの電流を通すと電圧が下がります)の影響を受けないようにしました。 ちょうど手持ちにスイッチング電源(DC/DCコンバーター)があったので定電圧源として利用しました。 1mAも流しませんから、こんな大層なモジュールは不要、ワンチップ的で定電圧を得られる物で十分です。
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加熱表示のLEDは白色で順方向電圧が3.4Vとして(5V-3.4V)÷100Ω=16mAの見込みです。 待機場所に置いて、レンジから見える明るさにしました。

動作チェック

DC/DCコンバーターの出力電圧は2.3Vです。 加熱中のモバイルバッテリーの出力電圧は4.8V、LEDの端子電圧は3.3Vでした。 加熱ON/OFFの境界点でのサーミスタの端子電圧(トランジスタのベース電圧)は1.21Vでした。 1.21Vを下回るとOFFになり、上回るとONになります。 サーミスタはアルミの板に接着してありますから、ON/OFF動作はハンチングせずに伝達します。

できあがり

できたー♪
アルミ板の間にマガジンを差し込みます 回路図そのままの組み立て 発熱用のセメント抵抗 温度検知用サーミスタ 加熱表示LED(拡散キャップで上への発光を横へ拡散)

レビュー:★★★★★

こうやってマガジンを挟んで温めます。 実際にレンジで使ってみると良い感じに温まった所で自動的に加熱が終了してくれます。 特に初回のガス充填はマガジン2本とも冷えているため、とりあえず1本目が温まるまで5分待機しますが、 それ以降は全弾撃ってマガジンを交代するまでに加熱が終了しています🌡。 この銃のマガジンは底のゴムを除き300gあり、他のハンドガンはもっと早く温まりそうです。 このマガジンウォーマーを使えばマガジンの温度を気にすることなく射的に専念してバンバン撃てます🔫。

温度計を追加

温度制御がきちんとできているのは分かっていますけれど、実際の温度を見てみたい。 そこで適当な温度計🌡を買ってきて追加しました。
スタート時、写真では28℃ですが撃った直後は20℃前後まで冷えています。 33℃で加熱が止まります。 一旦冷え始めると29℃から加熱を再開します。