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冬に重宝するハクキンカイロ、使い捨てではなく
ベンジンを入れることで何回も使えるエコなカイロです。
ただ、ベンジンを入れるだけ、ではなく点火をしないと
暖かくなりません。
ハクキンカイロの点火はライターを使う場合が多いのですが
出かける前にライターのガスがなくなっていて点火できないことが
あったので、不便に感じていました。
また、ライターの炎の当て方によっては、触媒を劣化させてしまうので
USBとニクロム線を使った点火機を作りました。
旧点火機
旧点火機は切ったユニバーサル基板とニクロム線で作りました。
マイクロUSBもセリアで売られていたケーブルを分解して使用しました。
ニクロム線に流れる電流は約1Aなのですが、あるモノで作ったので
スイッチの定格をオーバーしている可能性があります。
見た目も悪いので、新たに作ることにしました。
ハクキンカイロ点火機 p-Kairo Igniter
ニクロム線を使った点火機は、高温になるので3Dプリンタは使えません。
ニクロム線が赤熱すると温度が数百度になる一方で
3Dプリンタで使っているPLA樹脂のガラス転移点が60度で
変形する可能性があります。
そこで、点火機用の基板を作って、点火機とします。
基板なら半田が溶ける温度ぐらいは耐えられます。
この基板は、KiCADで設計し、JLCPCBで注文しました。
回路と部品
USBから給電して、MOS-FETをスイッチとして使い、
出力側にLEDを付けて、ショート時の対策にポリスイッチを付けました。
タクトスイッチは50mAまでしか流せないので、MOS-FETを使用しています。
USBコネクタは最初、
ヒロセ電機株式会社の表面実装用USBコネクタZX62-B-5PA(33)
を使用していました。
しかし、ピンが内側にあるので、手半田しずらく、半田を入れすぎると
シールドにも半田が付いて、失敗しました。
なので、USBコネクタは、電源供給専用のコネクタ(MRUSB-2B-D14NI-S306)に
変更しました。
使用した部品
番号 | 部品名 | 秋月通販コード |
J1 | マイクロUSBコネクタ 電源供給用 | 110398 |
Q1 | PchパワーMOSFET 30V4A AO3401A | 114654 |
SW1 | 表面実装用タクトスイッチ TS-06104 | 115969 |
R1,R2 | 超精密級 金属皮膜チップ抵抗器 2012 1/8W1kΩ | 111796 |
D1 | 表面実装 青色LED [3216] OSB5120641E | 109635 |
F1 | 表面実装用ポリスイッチ 1.1A | 113955 |
上の部品はすべて秋月電子通商で購入しました。
F1の表面実装用ポリスイッチは在庫限りなので、品切れの可能性があります。
基板にニクロム線を固定するM3ボルト・ナットと
ニクロム線はDCMで購入しました。
ニクロム線
ニクロム線はDCMで購入しましたが、アマゾンでも購入できます。
このニクロム線を安定化電源でテストしたところ、
約18cmで1Aとなりました。
巻くと少し長いので、約16cmで使用します。
アマゾンで太さが0.1mmのニクロム線を買いましたが、赤熱してくると
変形するので、DCMで購入した0.5mmのニクロム線を使っています。
旧点火機では太めに巻いていましたが、今回は
2mmの太さにニクロム線を巻いています。
2mmの太さで巻くことで、赤熱がより強くなりました。
使ってみた
基板中央にある、タクトスイッチを押すとニクロム線が発熱します。
しばらく押しっぱなしにすると、ニクロム線が赤熱します。
赤熱したニクロム線を、ハクキンカイロの触媒に近づけて、反応させます。
しばらく使って無い場合は、赤熱させないと反応しないことが多いですが
毎日使っている場合は、赤熱させなくても反応します。
ニクロム線を触媒に接触させると、触媒が劣化するので
接触させない様にします。