アクリル板で光る絵

いつもは「ものづくり市」に出している作品を紹介しているのですが、今回は趣向を変えて、うちの子の夏休みの工作の紹介です。今回は、小学校４年生の子供の夏休みの工作ということで、工作のウェイトを「電子」ではなく、いわゆる普通の手づくり工作の方においています。ですので、マイコンは使わずに、回路は極めてシンプルな構成にしています。

使用した材料は次のとおりです。

アクリル板	厚さ２mm、10ｃｍ×10ｃｍ程度
カマボコ板	アクリル板とLEDの固用
ネジ	アクリル板の固定用
空き箱	土台用
LED	弾丸型5mmの青色（超高輝度）×３個
抵抗	330Ω×３本
スライドスイッチ	電流容量に余裕のあるちょっと大きめ
電池ボックス	単三×３本

注）各部品のリンクはは2011年８月現在の秋月電子の商品ページです。

では、作り方です。
まずは、アクリル板を必要なサイズに切ります。これがけっこう手間です。専用のカッターもありますが、私は持っていないので、普通のカッターの背側を使って、何回か削るようにして少し深めに傷をつけます。両面に傷をつけたら、切断位置をテーブルの角に当てて、割ります。こうして切る（割る）と断面が比較的きれいに切れます。とは言え、おおもとの板の端面にくらべると荒れているので、できれば、おおもとの板の端面が下側にくるように切り出すのがよいです。

次に、アクリル板に油性ペンで下絵を描きます。直接油性ペンで描いてもいいですし、紙に下絵（の下絵）を描いてから、その上にアクリル板を載せて、油性ペンでなぞってもいいです。 とにかく、下絵が描けたら、その上をなぞるようにキズを付けていきます。私の子供は、金属製の棒やすりの先を使ってキズを付けていきました。カッターの先や、カッターの背側などでキズをつけられます。
線ではなく面で光らせたい場合には、マスキングテープなどでマスキングして、紙やすりで削るといいです。その他、「くもりガラススプレー」を使うというワザもあります。全てキズをつけ終わったら、下絵を消します。アルコールで拭くか、消しゴムで擦るかするときれいに消えます。

これでアクリル板の加工は完成です。次はアクリル板を固定する部品を作ります。カマボコ板を縦（細長くなるよう）に半分に切って、２本の細長い板にします。そして両端にネジ止め用の穴を明けます。

さらに、下の写真のように、LEDを保持するための丸溝を彫ります。私は、２枚の板を合わせて、その合わせ目めがけて、ドリルで穴を空けました。

この２枚の板を使って、上側にアクリル板をはさみ、下側にLEDを差し込みます。

LEDはこんな感じで差し込んであります。

これを適当な空き箱に組み込んで、LEDなどの配線をします。回路図は下のようになります。

 LEDを光らせる回路で注意が必要なのは、抵抗です。豆電球と違って、LEDでは必ず抵抗を入れる必要があります。この抵抗の値の計算方法はこちらのサイトが参考になります。ちなみに、LEDは一般的には、足の長いほうがプラス側です（たまに逆のものもあるよです）。
青色LEDの場合、順方向電圧は、製品により異なりますが、一般的には３〜3.6Vくらいの範囲のものが多いようです。例えば、３．３Vとして、抵抗を３３０Ωとすると、電池×３本の電圧が４．５Vとして、LEDに流れる電流は、
(4.5 - 3.3) / 330 = 0.0036 (A)
という計算で約3.6ｍAになります。5mmサイズのLEDの定格電流は20mA程度のものが多いですが、今回使ったものは70ｍAと大電流が流せるものでした。それに対して3.6ｍAと小さい電流しか流していませんが、それでも十分に明るいです。

回路の結線は半田付けをしました。基板は使わずに空中配線です。配線ができあがると、こんな感じです。

そして完成したのがこちらです。

暗いところで光らせると絵がきれいに浮かんで見えます。

けっこうきれいにできました。
今回の電子工作はマイコンを使っていないので、部品を買ってきてそろえるだけで、できます。ただし、ハンダ付けが必要ですが。
夏休みもあと１週間ほどです。皆様のお子様は宿題すべて終わったでしょうか？夏休みの工作に、こんな電子工作をいかがでしょうか？

（2012/07/29追記）
半田付けをせずにブレッドボードで作る方法をアップしました。
「アクリル板の光る絵　ブレッドボード版」



↑最後まで読んでいただいた方はこちらのリンクをクリックしてランキングにご協力下さい。
↓ついでに、下のリアクションもチェックお願いします。