２０．７．４ 手回し電子サイコロ

発電と蓄電をテーマにして、電子サイコロを作った。発電は去年三輪車で使ったギヤ付きモーターを使い、蓄電はスーパーキャパシタとも呼ばれる電気二重層コンデンサを使う。

発電用のギヤ付きモーターに手回し用のアームを3Dプリンターで作り、レゴのハンドルをつけた。蓄電は充電式の電池ではなくコンデンサを使うことにして探してみたところ、秋月で1Fのものが1ヶ100円であるのを発見。サンプルを調達してみた。ちなみに、電源などで100μFくらいのコンデンサを使うが、1Fはこれの1万倍。

モーターの出力をダイオードで整流してコンデンサに溜める。最初の実験ではコンデンサを3ヶつけて3Fにしてラジオを鳴らそうとしてみたが、モーターをブンブンまわしても瞬間的にザーというノイズが出る程度で、音を出すのはあきらめた。3Fあっても、電池の容量とは比べ物にならないことがよくわかった。
消費電力が少なくて、短時間で遊べるアプリとして、電子サイコロに落ち着いた。LEDを6角形に並べ、サイコロの目を表示する。同時には1ヶだけ点灯すればよいので、コンデンサ1ヶで十分遊べることがわかった。

電圧が下がっても使えるよう、最近よく使っているステップアップレギュレータを使う。これで、3.3Vに昇圧してマイコンとLEDを動かす。

コンデンサに蓄えた電力を表示するため、コンデンサの出力の電圧を測定して表示することにした。LEDの点滅回数で電圧を表示する。3回点滅なら3V以上、2回点滅なら2V以上、1回点滅なら0.5V以上とした。点滅しなくなったら動作しなくなるので、モーターを回して充電する。

サイコロの操作はスイッチ1ヶで行う。スイッチを押して離すとLEDがクルクル回って光り、動きが徐々に遅くなって止まり、どれか１つのLEDがブリンクしてブザーが鳴る。スイッチを押している時間が長いと止まるまでの時間が長くなる。

スイッチをダブルクリックすると、LEDが回るのではなく、ランダムに点滅し、動きが徐々に遅くなって止まって出た目を表示する。さらに、3回押しにすると、サイコロ2ヶが同時に振られたことになり、止まった時に2つのLEDが点滅する。2つのサイコロが同じ目のときは、ブリンクの周期が半分になる。