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2007年1月30日 (火)

ゲルマラジオ/長寿命ラジオ/乾電池の容量/電子ボード/電子ブロック

 子供の頃,ゲルマラジオを作ったことがある。電池が無いのにラジオが聞ける20070129_radio01のが不思議だった。電灯線アンテナを使い,音は小さいながら,しっかり聞ける程度の音量。寝床でナイター(野球)を聞きながら眠ったりした。また,NHK第二の高校講座の国語関連が,いわばいろんな本の朗読・解説をしてくれるもので,楽しみだった。もっと小さい頃は,母が寝床で本を読んでくれたものだが,ラジオを自分で作るような年齢になってからは,そういったラジオ番組が楽しみの一つだったように思う。今,テレビをさっぱり見ず,ラジオやpodcastなどが主体になっているのはそのときの経験からきているのだろうと思う。

 今回風邪で帰省できなかったものだから部屋を整理していて,数年前に買っていた,学研「大人の科学マガジン Vol.4」(鉱石・ゲルマニウムダイオード付き ラジオキット。2004年9月発行,1600円+税)を見つけ出した。同時に,「HAM Journal Vol.102 2002年夏号 特別企画 ゲルマニウムラジオを楽しもう/特別企画連動付録:『スパイダコイル』で作るゲルマニウムラジオ基本キット」(CQ出版社,1619円+税)も一緒に。そしてそういえば以前買ってたはずだと,やはり書棚(というか衣装ケース)から引っ張りだしたのが「ぼくらの鉱石ラジオ」(小林健二,筑摩書房,1997年9月20070129_radio03初版・11月3刷,3300円+税)。こちらは付録なしの256ページもある大作だ。学研の雑誌にも本書への言及がある。生来モノグサなもので,いつか作ろう・読もうと思っているうちに忘れてしまったものだ。整理していて学研の「電子ボード」(実家から持ってきていた),復刻版の「電子ブロック」も見つけたものだから,いろいろ試してみたくなった。NHKラジオ深夜便(一昨年末から雑誌も定期購読してる)を聞きながら眠る(最近寝付きが悪くて困っている)のに良さそうだ。

 で,まずは,学研の方を組み立てた。なかなか秀逸なデザインだ。クリスタルイヤホンも付いていて(HAM Journalの方はイヤホン自体も組み立てるので敷居が高いし,寝床では使いにくい),実用性もある。一切ハンダを使わずに組み立てる。3~4時間くらいかかったか。完成後,聞こえずあせったが,結局,ゲルマニウムダイオード収納部の接触不良と判明・解決。それにしても,音が小さい。高周波増幅回路(完成品)が付属していて,そちらではよく聞こえる。雑誌p21にも書いてるように,回路兼用のため,二次コイルを使用していることが感度低下になっているのだろうと思う。窓際の除湿機の電源ケーブルに巻きつけた外部アンテナをつなげてみたが,殆ど感度は改善されなかった。電灯線アンテナ(電源プラグに差し込む。感電防止のためのコンデンサ必須)は今は持ってないので(昔のゲルマラジオは火事で焼失した),試せない。p21のように再度ばらして試すのは面倒だ。そこで,電子ボード,電子ブロックを使い,ゲルマラジオを作り,除湿機の電源ケーブルに巻きつけた外部アンテナで試したところ,これは結構大きな音で聞こえる。イヤホンのせいでないことも確かめた。もっとも,寝床は窓から離れているため,この近辺の電源ケーブルに外部アンテナを巻きつけたり,線を天井近くに這わせてみても,電子ボード,電子ブロックでさえ,音量がかなり小さかったから,駄目なのだろうと思う。高周波増幅回路(単三1本)に切り替えればよい訳だが。

 そういえばずっと昔に組み立てたラジオキット(1石レフレックス)があったと思い出し,押入れからひっぱりだした。これは006Pの9Vで稼動し,音量がかなり大きい。もっともボリュームはないが。「電池は毎日使っても半年もちます」と説明書に記載がある。そういえば,昔1石低周波増幅ラジオ(単三1本)では電源入れっぱなしで1年持つとか宣伝がなされていたような記憶がある。どれくらい電力を消費するのか,テスターを久しぶりにひっぱり出して,電流を測定してみた。

・「大人の科学マガジン」高周波増幅回路(単三×1): 2.6 mA( 3.9mW)
・ホーマー1石レフレックスラジオ(006P-9V)   : 0.9 mA( 8.1mW)
・電子ボード(006P-9V):No.8:高周波増幅1石  : 1.85mA(16.7mW)
・電子ボード(006P-9V):No.9:1石レフレックス : 0.30mA( 2.7mW)
・電子ブロック(単三×4):No.9:1石レフレックス: 0.94mA( 5.6mW)
・電子ブロック(単三×4):No.7:低周波1石ラジオ: 0.91mA( 5.5mW)

ふと思いついて,ホーマー1石レフレックスラジオ(1T-50)の電池を単 三1本に換えてみた。音量は小さくなったが,それでも充分聞こえる。写真はアルミホイルを導線代わりに使い,006Pの代わりに無理やり収納した様子。電池ボックスが買えればよかったのだが,近所のホームセンターで電子工作部品を扱っていた店が無くなってしまったので,それが出来ない。
・ホーマー1石レフレックスラジオ(単三1本)   : 0.34mA( 0.5mW)

他も測ってみた。
・目覚まし時計(アナログ)(単三×1)      : 0.2 mA( 0.3mW)脈動
・掛け時計(アナログ)(単三×1)        : 0.25mA( 0.4mW)脈動

・ライター型AMラジオ(百円ショップ)(単四×1) :10   mA(15  mW)
   マニュアル記載:電池寿命:単三アルカリ1本で100時間
・WINTECHライター型ラジオ(出力4mW)(単四×1) : 8   mA(12  mW)
   マニュアル記載:電池寿命:AM 28時間/FM 19時間
・AMポケットラジオ~3石スーパーヘテロダイン方式(百円ショップ)
 (100オーム以上専用イヤホン要)(単四×2)   :10.8 mA(32.4mW)
・QriomポータブルラジオRO-2(単三×2)  スピーカ:30   mA(90  mW)
                   同 イヤホン:13.3 mA(26.6mW)

さて,電池寿命をどう考えたらよいだろうか。一般に時計は1年持つと言われてるので,それが目安になりそうだが。ニッケル水素電池には,1300mAhとか容量が書いてあるので 1.2V-1300mAh なら,電圧低下を無視すれば おおよそ1560mWhの容量があることになる。

市販のアルカリ乾電池はどうなのだろう。WEBで調べたら,下記に情報があった。

「GW」がアルカリ乾電池で,「NW」がマンガン乾電池。このグラフを読むと,終止電圧
0.9V(試験温度20±2度)で,単三乾電池は
         アルカリ乾電池  マンガン乾電池
  1000mA:  0.8時間  
   100mA: 23  時間    7.5時間
    10mA:300  時間  120  時間
といったように読める。電力が小さいほど見かけの容量が増えるという訳だ。
ということは,10mAで換算すると,
  アルカリ乾電池:3000mAh
  マンガン乾電池:1200mAh
なるほど,これなら,時計の0.2mAなら250日持つ計算だ。脈動して20070129_radio02いるから実際はもっと長く~1.5倍で375日は持つだろう。単三1本に変えたホーマー1石レフレックスラジオ(単三1本) 0.34mAであれば,半年くらいは電源入れっぱなしで持つ計算だ。イヤホン端子が電源スイッチ兼用の設計だから,聞かないときは電源を抜いておけば1年くらいは持つだろう。まったくもって,長寿命なラジオである。これに比べると,高周波増幅した「大人の科学マガジン」ラジオは,マンガン乾電池で461時間持つ計算だ。電源入れっぱなしなら19日といったところ。他のラジオに比べれば長目ではあるが,意外にもそれほどではないという結果になった。

 最後の写真は,寝床の様子。ハイベッドで,1メートルの高さにあり,下の空間は衣装ケースを積み重ねて,書籍を入れている。今回組み立てたラジオや,ホーマーの長寿命1石レフレックスラジオとかをネットにぶら下げている。寝つきが悪く,朝弱いので,目覚ましのオンパレードだ。

2007-01-29  懶道人(monogusadoujin)

【2007-02-03 追記】
 電子ボードは,トランジスタやダイオード,抵抗,コンデンサ,トランスといった部品間を,金属の金具でつなぐ仕組み。一方,電子ブロックは,配線までブロック化されているが,その数が少ないため,余計な部品が内蔵されているブロックを配線のためだけに使うことが多い。よって,電子ブロックはぱっと見で回路がわかりにくい欠点がある。回路図の再現性の上では,電子ボードがずっと上だ。その代わり,電子ボードみたいに金具を無理に爪で引っ張ろうとして,ケガする危険は電子ブロックにはない。いや,ちゃんと金具を抜くためのリムーバーが電子ボードには付いているのだけれど,角度によっては使いにくいときもあるので面倒くさがって手(爪)でひっぱることが多々あるし,力余って抜けた金具が飛んでいってしまうこともあるので,そういう点が子供の玩具としては危険と判断されたのかもしれない。

【参考資料】
http://otonanokagaku.net/
大人の科学.net
 より
  http://otonanokagaku.net/magazine/vol04/index.html
  大人の科学マガジン Vol.04

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1362071
教えて!goo 乾電池の容量について

http://industrial.panasonic.com/jp/products/battery/battery.html
松下電器産業株式会社  industrial solutions  電池・電源
 より
  http://industrial.panasonic.com/www-ctlg/ctlgj/qAAC4000_JP.html
  http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/AAC4000/AAC4000PJ2.pdf
  アルカリ・マンガン乾電池放電特性

http://sugi.sakura.ne.jp/denshi/030923b.html
超省エネラジオ--消費電流は0.1mA(単三×1)

http://a-tomo.notinc.net/blog/archives/2005/07/20050714_1215.php
http://a-tomo.notinc.net/blog/archives/2005/09/20050904_1010.php
なんぎな日記 ミニラジオ/消費電流は0.3mA(単三×1)

http://k-tai.impress.co.jp/cda/article/toys/9790.html
ケータイWatch おとなのおもちゃ/憧れのあのおもちゃがついに復刻!
学研「電子ブロック EX-150 復刻版」

http://gshoes.dyndns.org/denshi/denshi.html
祝!電子ブロックEX-150復刻

http://homepage1.nifty.com/buttercup/dblock/gakken.htm
学研電子ブロック復刻版の感想

http://jns.ixla.jp/Bbs.asp?uid=komaham813&pos=81
電子ブロック掲示板(バリコン対策など)

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受信: 2007年2月22日 (木) 17時21分

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