電池不要ラジオ!子供の夏休み工作にお奨め

欲しい電池が手に入らない。ポケットサイズのラジオも店頭から消える。勿論震災の影響なのだが、いままでそんな事が起きるなど考えた事も無かった。
そこで思いついたのがこれだ。電池のいらないラジオ。

懐かしい~。

画像


今、電池が無くて困っている訳でもなく、ラジオが無くて不便を感じている訳でもないのだが、こんなご時世、正に今のテーマに合っていると、突然、電池不要のラジオ(無電源ラジオ)を作ってみたくなった。

また、最近の子供達は大人の作ったものを使いこなすことはあっても、創意工夫して何かを作ることをあまりしないようだ。これはある意味そういう環境を残さなかった我々大人のせいでもある。理科離れもそういった環境が起因しているのではないだろうか?
自分で作ってみて「すげぇ~!」「なんでだろう?」が大切だと思う。
そしてより向上させるために更に考えてトライする。そういう工夫や作る楽しさ、喜びを子供達にも味わって貰いたいものだ。
もし縁あって、このブログを見るようなことがあったら、是非トライしてみてほしい。夏休みの工作なんかにはうってつけではないだろうか?きっと、ちょっと違った楽しみや喜びを味わえると思う。
因みに自分のモットーの一つは『無ければ自分で作れ』であり、それは仕事にも大いに役立っている。


”ゲルマニウムラジオ”
略称 ”ゲルマラジオ”。その名を耳にしたことのある人は多いのではないか。また実際作ったことあるよ、という人も多いだろう。
これはエレクトロニクス制作の登竜門的な存在で、自分が初めて作ったのは確か小学生の5年の時だった。

回路はいたって簡単。アマチュア無線家の中で最も電気・電子を苦手とする(汗)自分でさえ、今でも回路は頭に入っている。電子部品もわずか4点と非常にシンプルなので、半田ゴテを握ったことのある人なら誰でも作れる。
というよりも、ゲルマニウムラジオ製作で初めて半田ゴテを握ったという人は少なくないと思う。

画像
(図1)回路図


タイトルにもあるように、回路上どこにも電池(電源)の記号はない。
こんな簡単なものでラジオ放送が聴こえるの?と不思議に思うだろうが、実際聴こえるのである。
電波の電気エネルギーを使用してクリスタルイヤホンをならす無電源ラジオである。

画像
(図2)部品配線図


普段使い慣れているラジオと最も異なる点は、スピーカーで聞くのではなくイヤホンで聞くところだろう。
しかも、ポータブルステレオ等で使用しているオーディオ用イヤホンやマグネチックイヤホンをならすだけの電力はなく、微弱電圧でも動作するクリスタルイヤホンを使用するところがミソ。
スピーカーをならす事も可能だが、その場合は別に音声増幅回路が必要となる。


ただ部品を組み立てるだけでもラジオはなるが、それではプラモデルと大差ない。多少でも原理を知っているほうが楽しいし、応用に繋がる。というわけで簡単ではあるが一応動作原理を記載しておこう。

原理は以下の通り。
大きく4つの回路(働き)から成っている。

画像


アンテナ回路:
空中を飛び交う電波をキャッチし電流に変換する働きを受け持つ。
因みに空中に線を張り巡らすことから、アンテナのことを空中線(空中戦ではない)ともいう。
金属に電流を流すと磁界と電界が発生し、電波が出る。逆に電波を金属のアンテナで受けるとアンテナ回路に電流が流れる。より電流を流れやすくするためにはアースが重要となる。

同調回路(共振回路):
聴きたい放送を選び出す働きを受け持つ。
アンテナでキャッチした電波は様々な周波数のものが入り交じっており、その中から目的のラジオ放送の周波数を選択するのが同調回路。
バリコン(コンデンサ)とコイルで構成されている。コンデンサは周波数の高い電流を通しやすく、コイルは周波数の低い電流を通しやすい。この二つの性質を用いて目的の周波数を絞り込む(選び出す)のが同調回路。コンデンサとコイルのどちらを変化させても良いが、今回はコイルを固定とし、コンデンサの容量を可変させて、目的の放送の周波数を選び出す。本格的な受信機ではコンデンサとコイルの両方を変化させて多くの周波数に同調できるようになっている。
バリコン=バリアブルコンデンサ=可変コンデンサ

画像
周波数とは電波(波)が1秒間に振動する回数、図の波長分が1回(1周期)
NHK第1 594kHzは1秒間に594,000回、ニッポン放送なら1,242,000回振動する
図でも解るように周波数の高い(振動数が多い)ほうが波長が短い
波長は本来アンテナの長さに直結し、高い周波数ほど短いアンテナとなる


検波回路:
高周波(電波)から低周波(音声信号)を取り出す働きを受け持つ。
受信した電波は下図Aのようになっている。AMラジオの場合、音声信号を信号(波)の強さ(振幅)で表現しており、これを振幅変調(Amplitude Modulation→AM)という。この信号をトータル的に見るとBのようになり、プラスとマイナスが打ち消し合い±0となる。ダイオードは一方向にしか電流を流さないので、ダイオードを通過させることで片方側(図では+側)の信号だけを取り出し音声信号に変換(復調)する。ここではゲルマニウムダイオードがそれに相当する。余談だが、ゲルマニウムダイオードが出現する以前は鉱石の整流機能を使って検波する『鉱石ラジオ』が主流であった。

画像


出力回路(出力装置):
目的の情報を出力する働きを受け持つ。
今回は検波で抽出された音声信号を"音"というカタチに変換して出力するクリスタルイヤホンを指す。



では実際に作った過程を簡単に記すとしよう。

■電子部品■
1. バリコン(可変コンデンサ):単連ポリバリコン 260μF/300円程度
2. コイル(マイクロインダクタ): 330μH/80円程度
3. ゲルマニウムダイオード:1N60/70円程度
4. クリスタルイヤホン/200円程度(プラグ付と無しがある)

■その他の部品■
1. ポリバリコン用ダイヤルつまみ
2. 小型端子x2
3. イヤホンジャック(モノラル)(プラグ無しイヤホンの場合は不要)
4. ケース

画像
全パーツ


パーツは秋葉原や、この辺なら町田のサトー電気で手に入る。大阪なら日本橋あたりかな?
無理な場合はインターネット通販でも容易に入手できる。

今回は、なるべく小さいものを作ってみようと思い、小型のプラケースを用意したが、小学生の時は、お袋から貰ったタッパーに穴を開けて組み込んだ。今なら100円ショップで良いものが手に入るだろう。或いは端子をどうするかさえ工夫すれば、紙箱や、かまぼこ板、紙コップ、食品の円筒形パッケージ、何かの置物やおもちゃ等を応用して組み込むのも面白いだろう。また、自作感を演出したいならば、透明のケースもよい。ルールは無いので、面白そうなものに組み込めば良い。これがラジオなの?と友達をビックリさせるのも良いだろう。要は上記(図2)が正しく組み込めれば良いのである。

自分が小学生のときは、ボビンに自分でコイルを巻いたが、今回電子パーツ屋で330μH(マイクロヘンリー)のマイクロインダクタがあったので、丁度良い(歳のせいか、すぐに楽を選択する悪い癖がある)と思い購入。

まずは、パーツ数も非常に少ないので、それぞれのパーツをテストリードで仮結線して、鳴るかどうかをテストしてみた。

画像
仮結線で、いきなり文化放送が・・・


いきなり飛び込んできたのは文化放送(JOQR)だった。
動作が確認できたので、小型ケースに組み込むことにした。

まず、ケースに穴を開けなければならない。各パーツのサイズと相談し、使いやすさも考えながら各パーツのレイアウトを色々紙に書いてみて、どのような部品配置でいくかを検討する。

画像

画像


この工程を無視して急いで作ると、部品の配置が出来ない、入らない、カッコ悪い・・・・等々、後で後悔することになる。やはりデザインは大切だ。仕上がりのイメージを想像しながら、あれこれ考えるデザイン作業は楽しいものである。

デザインが決定したら、それに合わせてボックスに穴開け加工をする。
今回は電気ドリルで、あっという間に開けてしまったが、小学生にはハンドドリルをお勧めしたい。今でもあるのかな?

画像
穴開け加工の済んだプラBOX


穴を開けたい場所に正確に穴をあけるには、センターポンチという道具を使う。センターポンチで小さな窪みをつくり、そこにドリルの刃先をあてるのだ。アルミや鉄の場合は、ポンチをハンマーで叩いて窪みを作るが(最近はバネ式が楽)、今回はプラなので下手をすると割れてしまうので、ポンチをあてて手の力で抑える程度にした。
プラスチックの場合、釘や千枚通しなどでポンチの代用も出来るが、絶対に怪我をしない工夫が肝要である。

画像
面倒くさがりな自分は、最近オブジェクトの大小に限らず、すぐに
正義の味方"コテライザー"(ケーブルレス半田ゴテ)
に頼ってしまう。


半田ゴテは15~30W程度のコテ先の細い小型のものが良い。

今回はケースがかなり小さいのでパーツのレイアウトと配線にちょっと苦労した。
もう少し大きいケースを使えば、配線の分かりやすいレイアウトも出来、楽である。

画像


完成したものがこれ。007のスパイグッズのようだ(笑)。

画像


自分の場合、ちょっと手抜きをして、アマチュア無線の大型のアンテナの芯線に繋いでみた。
アースは50cmほどのビニール被覆の銅線。
その日のコンディションや時間帯によっても多少異なるようだが、NHK第1/594Khz、NHK第2/693kHz、AFN(元FEN)/810kHz、TBS/954kHz、文化放送/1134kHz、ニッポン放送1242kHzが全てハッキリと受信できた。
アンテナは短波帯の大型且つ水平型のものに繋ぐより、144MHz/430MHzという非常に高い周波数帯の小型の垂直型アンテナに繋いだほうが良く入感したのは意外であった。長めのビニール線を部屋に張ってみたり、色々試してみるのが面白いだろう。

ビニール線を用いた簡易アンテナを紹介しておこう。
実際には目的の周波数に合せた長さのアンテナが理想的(様々なアンテナがありここでは割愛する)であり、特に送信をする場合は適当なアンテナでは飛ばないどころか送信機を壊してしまう結果となる。しかし単にラジオを聴くレベルであれば、そこまで神経質にならなくても大丈夫である。
今回の場合は長いアンテナが有利と思われる。昔よく利用されていた代表的なものを以下に図示する。逆L型、垂直型ロングワイヤーと呼ばれていたものだ。ポイントは、なるべく長く、なるべく高く、なるべく建物から離す。

画像
ロングワイヤーアンテナの例


これだけのアンテナを作れば海外の短波放送も非常に良く受信できるので、もし短波(SW)の入るラジオが家にあれば是非繋いで(ロングワイヤーをロッドアンテナに接続するだけで十分)聴いてみてはいかがだろうか?地球の裏側の動画がインターネットでタイムリーに閲覧できる現代では何の感動は無いかもしれないが・・・
また、自分は実験したことが無いが、AM放送(中波)用のループアンテナもあるので、もしかするとその方が小型で効率よく受信できるかもしれない。

昔はゲルマニウムダイオードの両端にクリスタルイヤホンを繋ぐだけでも一番強い放送が聴けたものだ。
そう、この鶴川の同じ場所で。
そう考えると、科学技術の発展は素晴らしい価値を我々に提供してくれているが、同時に絶対不要なもの『ノイズ』も間違いなく提供してくれていると気付く。ノイズはいらんのだよ。

カーテンレール、窓枠・・・ ゲルマニウムラジオを片手に、より良いアンテナを求めて家中をさまよい歩く・・・
この歳になって、再び小学生だった頃と全く同じ事をしている自分は何者だ?

因みにこのゲルマニウムラジオ、仙人に売れるのではないか?
街まで電池を買いにくることの無い彼らには、きっと重宝するに違いない。

■追伸■
5月2日月曜01:30過ぎ、民放TBSが停波中、ハングル語放送の受信も出来たことを付け加えておこう。
おそらく972kHz/韓国KBS社会教育放送であろう。

■追伸2■
簡単なラジオキットを販売しているサイトを発見したので載せておきます。
http://www.shamtecdenshi.jp/catalog/index.html#K-002



ブログ気持玉

クリックして気持ちを伝えよう!

ログインしてクリックすれば、自分のブログへのリンクが付きます。

→ログインへ

なるほど(納得、参考になった、ヘー)
驚いた
面白い
ナイス
ガッツ(がんばれ!)
かわいい

気持玉数 : 134

なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー)
驚いた 驚いた 驚いた 驚いた 驚いた 驚いた 驚いた 驚いた 驚いた 驚いた 驚いた 驚いた 驚いた 驚いた
面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い
ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス
ガッツ(がんばれ!) ガッツ(がんばれ!) ガッツ(がんばれ!) ガッツ(がんばれ!) ガッツ(がんばれ!) ガッツ(がんばれ!) ガッツ(がんばれ!) ガッツ(がんばれ!) ガッツ(がんばれ!) ガッツ(がんばれ!)
かわいい かわいい かわいい かわいい かわいい かわいい かわいい かわいい かわいい

この記事へのコメント

JG1GIX
2011年04月27日 08:22
最高~~~ォ!
素晴しいょ!
読んでいてわくわくする。
俺も作ってみたい。
工作記事を是非シリーズ化して下さい!
りかし
2011年04月27日 10:35
うわ~、これ作ってみたい~!
そういえば小学校の時工作クラブがあって
男子が作ってました、ラジオ。
子供心にラジオって自分で作れるんだ、と
感動したのを覚えています。
半田と半田ごてはあるので部品を調達すれば
作れる(かもしれない)のですよね?
アンテナとアースに使っている赤と黒の部品は
色々な種類があるのでしょうか?
大きいのとか小さいのとか。
行っちゃおうかな、秋葉原(笑)
2011年04月27日 12:13
>JG1GIX
そうっすか。有り難うございます。
いやいや、少年の頃にタイムスリップしたみたいだよ。
もの作りの原点かもね。是非作ってみてちょ。
特殊工作シリーズか?
2011年05月01日 08:14
>りかし
そうだよね、昔はラジオ少年が沢山いたね。
今みたいに沢山物が無かったからかな?
初めてスイッチを入れて鳴らないガックリ、鳴った時の感動、
今でも覚えてる。
勿論りかしなら楽勝で作れるよ。多分、俺より上手いと思うよ。
赤と黒の部品は『端子』ね。ターミナルとか、ターミナルジャック、スピーカーターミナルなんて言う方がポピュラーかな?プラスチックのものでも大中小色々あるし、カラーも数色あるよ。りかしの場合は金や銀色のスピーカーターミナルが良いんじゃないか?つまみ部分もメタルでゴージャスですぞ。それも色んな種類や大きさがある。
構造もプッシュ式のものもあるし、色々見てみると楽しいかもね。
化粧箱とか木箱を使い、ダイヤルにも凝って、無茶苦茶カッコいいゲルマラジオを作ってる人も多いね。りかしなら凄くオシャレでカッコいいもの創りそうだな。作ったら、是非力作を見せてくだされ。
以下ご参考までに。
http://tomoca-shop.jp/shopdetail/001009000021/
http://www.inter-d.com/SPT.htm
http://mx-spk.shop-pro.jp/?mode=cate&cbid=448309&csid=1
http://cosmowave.jp/scb/shop/shop.cgi?No=259
http://www32.ocn.ne.jp/~k_create/komono.html
http://parc-audio.com/shop/products/detail.php?product_id=32
515
2011年05月05日 15:27
拝見しました!GIXも作ったの?
まだポリバリコンは売ってるんだね。あの部品って、QRP用カップラーなんかには使えそうだけど、そうでもないと、こういった本来の使い方用?とすると、そんなに需要があるんだろか??
すでに生産中止とかなってたりして。。。
本当に世の中便利な機器が増えたおかげで、ラジオ趣味にはノイズはホントに厄介だよね。。特に集合住宅ではどうにもならん。。
それにしても流石、国内中波停波を狙ってDXですな!その周波数は小学生時代にBCLに興味を持った最初の放送だよ。
2011年05月06日 00:32
ポリバリコンは自分も無いものと思ってパーツ屋に行ったのだが、何とか見つけた。昔馴染みのアイボリーのものは見当たらなく、この黒いものは中国製のようだ。真空管同様、おそらく国内では生産をしていないのでは?と思う。
なるほどね~
あれっ?知っている民放以外に何か聞こえるぞ・・・
が、BCLのきっかけだったね。自分の場合は17:00から1250kHzモスクワ放送だった。当時は中波でもラジオ・オーストラリアがあったのを覚えているわ。
う~~~~、ロマンだ。
JG1GIX
2011年05月06日 16:53
>515 IFD
私はパーツを購入しただけ!組上げてしまったらそれで終わりになってしまいそうで、勿体なくて仮配線で不思議を楽しんでます。今はどんなアンテナを作ろうか思案中!
中波でラジオ・オーストラリア聞いた事ある?
2011年05月06日 17:03
何回かあるぞ~~。ラジオ関東かニッポン放送の近くだったんじゃないかな?
ふうみん
2011年12月26日 18:09
初めまして。
小六の時、科学の付録のゲルマニウムラジオを作りましたが、鳴りませんでした。原因は、アンテナが短いせいでした。
アンテナは、トランジスターラジオのホイップアンテナくらいにしか思ってなかったです。
田舎では10mくらいないと聞けないです。
そんな説明はなかったような…。
2011年12月28日 21:12
>ふうみんさん
はじめまして。
コメント有難うございました。科学とは学研の6年の科学ですかね?
私が小6の頃はコイルの巻き数を変化させて(ピアノ線のような金属棒でコイルの上を動かす)同調をとるゲルマニウムラジオがあったように記憶しています。
アンテナですが、今は厳しいですが、私が子供の頃はそれこそトランジスタラジオのFM用のロッドアンテナと同じようなロッドアンテナをゲルマニウムラジオに繋いだだけでも放送を聴くことが出来ました。
ふうみんさんのコメントを拝読して気づいたのですが、BCLブーム育ちの私たちと異なり、もしかすると今の子供たちは「長いアンテナ」という漠然とした言い方ではイメージがつかめないかもしれませんね。昔よく見たBCL用の一般的なアンテナの絵を近々追加したいと思います。
愚の骨頂
2012年08月30日 15:10
仮結線がよくわからない
写真を大きくしてください。
2012年08月30日 16:28
>愚の骨頂さん
なるほど。仮配線の写真は制作プロセスの一つとして掲載したもので、部品の配線を解り易くする目的では無かったので解りづらかったと思います。申し訳ありません。
そういう理由で撮影したものですので、配線全てが写っている写真が無いのです。おそらく配線図として仮配線の写真を載せても、余計解りづらいのではないかと思います。
仮配線はネジの仮ドメのようなもので、各部品が正常に機能しているかの確認(ごく稀に新品パーツでも死んでいるものがある)、また簡単な回路の場合、回路が働いているかをハンダ付けの前に確認するプロセスとお考え下さると助かります。
各部品の接続は図2を参照してみてください。黒の細い実践が接続するラインで、仮配線の被覆線にあたります。グレーの丸は接続点です(通常の回路図では点は書かない場合が殆どです)。
愚の骨頂
2012年08月31日 22:01
ありがとうございました。
はーるん
2016年08月26日 18:59
はーるん
2016年08月26日 19:01
{%爆弾we
はーるん
2016年08月26日 19:01
{%爆弾we
はーるん
2016年08月26日 19:02
ウンチ
2016年08月26日 19:04

この記事へのトラックバック