6P電池で動いてLEDで表示する静電気検出器を自作した

本当は、コインと発泡スチロール球で出来る静電気検出器を作ろうと思いました。

しかし、
発泡スチロール球に塗る、導電性塗料は手に入らなさそうなので断念!

高電圧を測るには分圧抵抗で電圧を分圧して測りますが
静電気の場合電流がほとんど無いので分圧抵抗を通すと電圧が下がって計測できません。

なので、今回は電界効果トランジスタ、略称FETを使用しました。

2SC1815などの普通のトランジスタの場合は
ベースに流れる電流を増幅する作用があるのでトランジスタをONにするには
多少電流が流れている必要があります。

ちなみに、
トランジスタにはHfe(Tr増幅率)がありHfe✕ベース電流までしか電流を流せません。

逆にFETの場合は電圧が作用するので電流は多分殆どいりません。
ただし、このままだと静電気で誤動作する可能性があるので
スイッチングなどでMOS-FETを使う時はゲート・ソース間に数キロΩの抵抗を入れる事で
静電気による影響を受けない様にします。

今回は副作用?の効果を使った電池で動作し、LEDの光で表現する
静電気検出器を作りました。

6P電池で動いてLEDで表示する静電気検出器

参考にしたのはこちらの動画

部品として必要なのは

  • NチャネルMOSFET  ✕1(参考:2SK2232)
  • PチャネルMOSFET  ✕1(参考:2SJ334)
  • LED電流制限用抵抗 1KΩぐらい
  • タクトスイッチ  ✕2
  • バッテリースナップ ✕1

多くのMOS-FETはGDS、
ゲート・ドレイン・ソースの順にピンが並んでいますが作る前に確認しておきましょう。

配線は上の動画を参考に、上の動画より引用してた写真がこちら

6P電池で動いてLEDで表示する静電気検出器の部品配置

赤字は@eaxjpが追加

左側のMOS-FETはPチャネル・右側がNチャネルです。
LEDは+がアノード、-がカソードです。

ゲート・ソース間にあるタクトスイッチはゲートリセット用だと思います。
静電気でゲートがONになってしまった場合、電荷を抜いてゲートをOFFにします。

実際に作った静電気検出器

IMG_9932

赤と黒のダブルコードが静電気を検知するアンテナ。
アンテナを静電気に近づけるとLEDが光ります。

アンテナは必ず絶縁されている状態にします。
静電気はアンテナの銅線を通ってMOS-FETのゲートに入った場合はゲートが
壊れる可能性があります。

静電気に触れる所は、銅線や銅線の切れ端が露出しない様にします。

動作テストの様子

まず最初の動作テストはゲート・ドレイン間を指で触るとLEDが点灯します。
必ず金属に触れるなど静電気を除電してから行って下さい、ゲートが壊れて動作しなくなります。

端子間に触れると人間の皮膚を通してドレイン電圧がゲートに流れるみたいで
FETがONになりLEDが点灯します。

指を離すとしばらくは点灯したままですが、しばらくすると消えます。

次のテストは、髪にクシを通すと摩擦で静電気が発生するので発生した静電気を
検出してみました。

しかし、静電気は服や湿度が影響するのか。中々発生しない時もあります。

あとがき

今回の静電気検出器、6P電池の固定が輪ゴムなのと
基板むき出しなので見栄えも悪い。

また、アンテナが長いので何とかした。
アンテナはテストを重ねた結果短くても影響無いみたい。
なので上の写真と動画ではアンテナの形が変わってます。

そこで、小型化するのですが出来ればポケットに入った方が良いので
なんと、フリスク(NEOでは無い)に入れてしまう事にしました。

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