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ニワトリ小屋があるとします。朝になると人間が来て小屋のドアを開け、ニワトリは外に出ます。夕方になると勝手に小屋に入るので、人間がドアを閉めます。夜になるとキツネが出てくるので、ドアを閉めるのは必須です。

さて、上記のドアの開閉を自動化したい場合、一番簡単で安く上がる方法を考えてください。電池で動けば嬉しいですが、普通の100Vの電源でもOKとします。ドアは木のフレームに金網を張った、ごく軽い、50cm x 150cm程度のものです。ドアは15cmくらい開ければニワトリは出られると思います。

電源を、設定した時間にON/OFF出来る装置、ドアを閉めるバネ、 電気モーター、ドアを押し開ける機械装置を組み合わせれば可能なはずですが、具体的なデザインが思い浮かびません(穴の開いたカムとか使うのでしょうか。。)。

それから、ドアのデザインは変更可能なので、もっと小さい回転ドアとかを想定していただいても結構です。

●質問者: akibare
●カテゴリ:生活
✍キーワード:ON それから カム キツネ デザイン
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 3/3件

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1 ● masterprince
●50ポイント

他の方法としてラック&ピニオンという方法も有ります。

仕事柄、シーケンス制御という方法になりますがごめんね。

扇型のラックギアを使いモーターにピニオンギアを付け、ドアが閉じきった時と開ききった時に入るスイッチを各1個が必要になります。

それを制御する為の可逆RELAY回路も必要になります。

さらに、時間も制御したいと書いてありましたので、タイムRELAYも必要になります。

ラック&ピニオンは高価になりますがデンキの消費量はあなたの考えているカム式より遥かに少なく、故障もしにくい構造です。

因みに、カム式であったとしてもドアのスイッチとモーター制御用のリレー&タイムリレーは必要になります。

他にも機械的要素は色々あります。ですが制御を電気ならば、回路も考えてみるとあなたの予算をオーバーすると思われます。

◎質問者からの返答

うー、難しそうですね。カムとか適当に思いつきで言ってみましたけど本当はまったく理解していません。教えていただいたURLを見て勉強してみます。因みに、予算は5万円程度でしょうかね。


2 ● toshi_nishida
●50ポイント

http://ww1.koganei.co.jp/jp/shop/goods/series.aspx?category=A010...

何の工夫も無く部品を選ぶとこんな感じになると思います。工夫が無い、とは逆に言うと確実に動いて安心だ、という意味でもあります。空気で物を動かすことの長所は、動作速度と動作圧力が個別に簡単に調整できる点です。鶏が挟まっても自力で脱出できるような動作圧力に調整することもできます。また野外で雨ざらしで使える部品を選択することもできます。このシリンダを動かすためには、スピードコントローラ、電磁弁、レギュレータ、フィルター、コンプレッサなど高価な部品がたくさん必要なのでこれは単にオハナシとして。


http://www.orientalmotor.co.jp/hppwc/HMD0201.do?sflg=1&gid=L...

一日2回鶏小屋の扉を動かすためにコンプレッサなんか用意できるか、という正常な批判に答えるにはこんな部品もあります。ただしこれは野外で使える部品ではないので防水する必要があります。AC100V線を不注意に地面に設置するとカラスにかじられて短絡、漏電などの原因にもなりますので注意が必要です。この腕を扉にリンクすればよいので、細かい問題を除けば他に必要なのはタイマーだけです。動作中に鳥が挟まったらどうするか、など検討課題があります。けっこう音が大きくて鶏が驚くかもしれません。とにかく高いってのが欠点です。


http://www.rswww.co.jp/

モーターだけならこんな感じです。このサイトは部品にリンクできないのだそうで一番上に「464-3055」を入れて検索してください。 製品仕様を見ると52rpmだそうで1秒で約1回転。これをどう使うかですが、モーターの軸にアームをつけてドアを動かそうなどと考えると、最後に書くように剛性の高い部品を作ることが大変です。この軸のままでなんとかタコ糸を巻き取れるように工夫して、そのタコ糸で扉を動かす工夫をすれば見込みがあるかも知れません。アマチュア的には、こんなものに8000円も払わなくても、大阪の日本橋のデジット(すばらしい店ですが残念ながら通信販売が充実していない)や、秋葉原の神田川のほうに大通を渡ったガード下とかに安く売っていそうです。現品ドットコム( http://genpin.com/ )もちょっと探したのですがへとへとになってあきらめました。


http://www.rakuten.co.jp/tsukumo/448148/448320/446535/

工夫を凝らして安く作ろうというなら、こんな感じの部品に挑戦することもできそうです。この絵のシャフトの腕にピアノ線などで連接棒をつけて扉を動かそうというのはトルク不足でとても無理ですが、このシャフトをこのままの直径で糸巻きにしてタコ糸など巻き取って扉を動かそうというなら、可能性があると思います。ドアが開いた、閉まった、ということを検出するスイッチ(リミットスイッチと言う)を設けて動作の終了点にする必要があります。電圧が低いので濡れても錆びて動かなくなるだけで事故にならない、というのはメリットです。


このように、部品はいろいろと探せば手に入るものですが、日曜大工の自動制御で難しいのは個々の部品をどのように固定するかという点です。動く部分は誰でも頑丈に作りますが、実は動かない部分にかかる荷重は動く部分に掛かる荷重と同じですから、直径6mmのシャフトを持つモーターの性能をフルに使うためには、6mmのシャフトと同程度の剛性でモーターを固定する必要があります。この点について私なりの結論を言うと、モーターなどの駆動部分、連接棒や紐などの動力を伝える物、それによって動かされる扉、扉を支える蝶番、以上のものすべてが剛性の高いひとつのベース(せめて木の合板など)上に固定されたものを作り、そのユニットを鶏小屋に取り付ける、というくらいの作り方をするのがいいです。各部品の固定には最低でも木ねじでしっかり固定する必要があります。


ここまでに書いた方法で自信を持って取り掛かれるのは、やはり最初の2つです。どんなにすばらしい駆動装置があっても、動かすべき扉までの部品の剛性が充分でなければ1ヶ月1年と安定に動く装置はできません。


また、動作中に鶏が挟まったときはどこで止めるか、駆動系にバネを入れて吸収させるか、扉に安全スイッチをつけて物を挟んだことを検知して止めるか、またはギアボックスが壊れるまで動作させるか、など考慮する必要があります。


自動車のドアを拾ってきてなかば地面に垂直に埋め、パワーウインドウを扉にした鶏小屋を作れば楽しいじゃないかと考えたのですが、おそらく地中部がすぐに腐食してしまうのと、あと自動車のドアというものも探してみると意外と落ちてないものかもしれません。

http://search1.auctions.yahoo.co.jp/jp/search/auc?p=%A5%D1%A5%EF...

と思ったらこんなものが・・・。モーターだけ手に入れると後が大変ですが、昇降部分込みの部品を手に入れれば、可能性がありそうです。


http://search.auctions.yahoo.co.jp/search/auc?p=%c5%c5%c6%b0%a5%...

そのほかに応用できそうなものには電動ウインチなどもあります。閉めるのはバネで、開けるのはウインチで、などと工夫すれば意外と安定に動くかもしれません。

◎質問者からの返答

うわ。とても詳しく書いて頂いてありがとうございます。感謝です。その後いろいろと考えてみて、一番構造が簡単なのは上下に開くドアで、モーター+ギアで凧糸を巻き上げて開ける、というものだと考えました。おっしゃる通りある程度巻き上がったら回路をオフにするスイッチが必要なのと、閉める場合にモーターを逆回転させる回路が必要です。そして、そこまで出来たとしてもまだタイマーとの連携が不明です。市販の、リレー付きプログラマブルタイマーみたいなのがあるのかな。またはいっそGumstixみたいな小型PCからシリアルゲーブルでコマンドを出す方が簡単なのか?ここら辺詳しい方がいたら教えて下さい。


3 ● toshi_nishida
●50ポイント ベストアンサー

2回目ですスミマセン。

こんな感じで、一個の2回路リレーと2個のリミットスイッチで回路を作ることができます。

左の縦に並んだ接点は一個のリレーの中の2回路の接点です。この図の接点はリレーのコイルに電圧がかかっていない状態で、この時扉を閉じる方向にモーターが動くよう、電源を接続します。リレーのコイルに通電すると2個の接点が同時に下に動き、モーターは逆転して開く方向に動きます。

http://www.fa.omron.co.jp/product/detail/949/index_p.html

これだけではモーターは、夜間は閉じる方向に動き続け、昼間は開く方向に動きっぱなしですが、それぞれの経路にB接点(動作すると電流が止まる)のリミットスイッチが入っていますから、

という動作になります。


たとえば朝6時から夕方6時まで電源が入るタイマー

http://www.mametan2.com/bouhan_light5.htm

を用意して、リレーのコイルに朝6時から夕方6時まで電圧をかけると、目的の動作を得ることができます。


実用的にはこれだけでは不足で、リミットスイッチが壊れたときのために、モーターの動作開始後1分以内にリミットスイッチが動作しないときは警報を出して停止、などという機能も欲しくなりますが、まぁそれは後から考えてもいいかもしれません。

◎質問者からの返答

すばらしい。設計図まで描いて頂いてありがとうございます。パーツを探して作成してみたいと思います。

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