光る模型 : 海底電磁気学のススメ

光る模型

はじめに

科学館や博物館にいくと、ボタンを押せば随所が光る模型をよく目にします。あれって作れないのだろうか…とおもったので、つくってみました。案外簡単に作れますよ。

マウスカーソルを写真にあわせると、
ディープトウ（無人海底探査機）のライトが灯ります。ピカー。

海底電気探査について

2006年の海洋研究開発機構一般公開にあわせて、海底電気探査の模型を公開しました。海底電気探査は調査船「かいよう」KY05-08航海（2005年夏）で初めて実施され、海底より下に分布するメタンハイドレートの発見に貢献しました。（詳細はこちら >>

）

調査の様子の模式図。海底に電気を流して、
電気抵抗の高い「メタンハイドレート」のありかを探ります。

海底電気探査の模型について

完成した模型は次のようです。製作日数は2日（2名）です。極力上のマンガのイメージに似せてみましたが、メタンハイドレートの部分を地層中に作る時間がなかったのが残念。また水面も「水の素」などでそれらしく見せたかったのですが、今回は断念。

模型全体は古い木箱2つを組み合わせて作っています
中央のボタンを押すと、模型の各部が光ります。

ディープ･トウ部分の拡大。古い電池に色を塗って耐圧容器に。
フレームは細いビニルチューブに針金を入れたものを曲げて加工。
こうすると、自由に細工できるうえに、針金のデコボコが気にならなくてよい。

深海魚たちは、その昔、とある500ccペットボトル飲料についていたおまけ。
この模型のためにネットオークションで買い集めました。
地層や海底は発泡スチロールに色を塗ったもの。意外にそれらしいです。

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模型作成の詳細については、本ページ末尾の「作成日誌」をご覧ください。

模型を光らせてみる

ボタンを押すと、模型の各部が光ります。ボタンそのものも光ります。ケースは汎用のプラスチックケースに穴を開けてボタンを取り付けました。

白ボタン：調査船につけたいくつかのLEDが光る＋長く押し続けると、あるLEDの色が虹色に変化していく。
青ボタン：ディープ・トウの前方のライトが灯る。
緑ボタン：地中浅くに電気が流れる様子を再現
赤ボタン：地中深くに電気が流れる様子を再現

マウスカーソルを左の写真に合わせると、緑ボタンや赤ボタンを押したときのイメージになります。実際にはチカチカと点滅してます。

動画も用意してみました。　 >>　
（AVIファイル：13MB）
音声、出ます。喜びすぎですね。

模型をどう光らせるか悩みました。はじめは市販の発光ダイオード（LED）の電飾セットを使おうかと思いました。クリスマスのころに、家や街路樹に巻きつけて光らせるアレです。ただ、模型に組み込むにはLEDが大きいので、同じようなものを電気パーツで自作することにしました。ちょっと調べてみると、LEDはある規定の電圧でないと綺麗に光らないのですが、それ以外は難しいことはなさそうです。

各LED発光回路に関して、下記に回路図を紹介します。LEDにかかる電圧は、可変抵抗で調整してました。12Vは始めは直流電源装置で作ってましたが、その後に海底観測で使用済みのリチウム電池パック（14V程度）と取り替えました。燃えてしまうこともなく、問題なく動作しています。

【白：調査船】

7色LED
SANDER製 SDL-10N3RGBW（Ø10）
※IC内臓。長押しすると徐々に色が変わる。
赤色LED
SANDER製 SDL-5N3TRWD-A
（赤色）
※ICなし。本来は点灯しっぱなしなのだが、7色LEDが変色時に負荷変動するために、この赤色LEDも明滅している。思わぬ効果。
可変抵抗
CTS製 262UR102B (0.15W, ～1KΩ)
薄型照光式押しボタンスイッチ
三和電子製 OBSA-30UK-W-1F161 （白色）

【青：ディープトウ】