最も基本的な用途では、 コンデンサ は電荷を蓄えますが、電気を均一化したりフィルタリングしたりするためにも使用できます。コンデンサの初期の例としては、チューニングコンデンサとも呼ばれる可変コンデンサがあります。今日の市場では可変コンデンサはあまり見かけませんが、かつては可変コンデンサによって自動車のラジオ局を変更するなどの重要な作業が可能でした。これらのコンデンサは大部分が段階的に廃止されていますが、ニッチな用途や教育用途では今でも役立っています。
私たちの技術は、ワッシャーやその他の 基本的なハードウェアを使用して3Dプリントされたチューニング コンデンサを作成する方法を示しています。結果として得られるデバイスの静電容量は5 ～ 15ピコファラッド (pF) の範囲になりますが、アプリケーションでより高い値が必要な場合は、この概念を拡張できます。3Dプリンターがない場合は、木材、段ボール、さらにはプラスチックを使用して、このコンセプトに基づいたデバイスのモックアップを作成できます。
可変/チューニングコンデンサーを自作するために必要な材料
チューニング コンデンサを構築するために必要なものは次のとおりです。
- (2) 2" OD x 1/2" 貫通穴ワッシャー
- (1) 1-1/2" x 1/4" 貫通穴ワッシャー
- （2）5/8" x 1/4"貫通穴ワッシャー
- （1）1/4-20キャリッジボルト2 1/2インチ長さ（これより長くても少し短くてもよい）
- （５）1/4-20ナット
- 3Dプリントベース
- 3Dプリントスペーサー（3）
- マルチストランドワイヤ、約22 AWG
- 結束バンド
- 静電容量計
材料の準備
次の手順に従って、独自の3Dプリントされたチューニング コンデンサを構築します。
- 3Dプリントに必要な材料。
GitHubにあるファイルをダウンロードして、印刷を開始します。ベースの印刷には約2時間かかりますが、スペーサーの印刷には数分もかかりません。
- カットワッシャー
アングルグラインダーを使用して2インチのワッシャー2枚を半分に切断し、ベースに挿入する3つの部分と予備を作成します。2つの1-1/2インチ ワッシャーを同様にカットし、内側の穴の一部が1/4インチ ボルトから垂れ下がるように角度を付けてカットします。バリはヤスリや回転工具で取り除きます。
可変コンデンサの配線方法
- 長さ1インチから1.5インチのワイヤーを用意し、両側から1/4インチずつワイヤーを剥ぎ取ります。剥がした部分を最初のワッシャーの溝に挿入します。このワッシャーを押し込んでワイヤーを固定し、もう一方の被覆を剥いだ端を隣接する溝に置きます。
- この溝の反対側に、同様に被覆を剥がした別のワイヤーを挿入し、2番目のワッシャー セクションで両方を固定します。
- 3番目のワッシャーにも同じことを行いますが、最後の挿入部分にはより長いワイヤーを使用します。このワイヤーを外部機器に接続します。
- 電圧計を使用してコンデンサをテストし、ワイヤとワッシャーが電気的に連続しているかどうかを確認します。
- 上記の画像に示すようにボルトをねじ込みます。スペーサーは2つの1-1/2インチ ローブを分離します。両側のナットを締めて、所定の位置に保持してください。
- ボルトとの良好な電気的接触を維持するために、締める際にローブを押し下げます。ベースの外側にナットを適切な間隔で配置し、ナット同士をロックして中央のアセンブリを所定の位置に保持します。小さなワッシャーにより、すべてがスムーズに回転します。
- ベースのボルトの頭の反対側のナットを固定する前に、2本目のワイヤーを2本の間に挟む位置に配置します。これにより、新しいコンデンサ用の2番目の電気接点が作成されます。
- 張力緩和のために、結束バンドをワイヤーとナットの周りに巻き付けます。
- このデバイスへの2つのリード間の静電容量をテストします。
5～15 pF程度の範囲で変化することがわかります。体の強さによってデバイスの静電容量が変化するため、必要に応じて設定し、指を離してからデバイスを測定します。
可変/チューニングコンデンサに静電容量を追加する
アプリケーションでさらに大きな静電容量が必要な場合は、ワッシャー ローブを追加するか、ワッシャー ローブ間のスペースを減らすことで実現できる場合があります。このシナリオでは、必要に応じて紙または別の固体誘電体を追加して、各ローブが接触しないようにします。チューニングボルトにプラスチックの絶縁キャップを追加すると、静電容量の読み取りに対する指の影響が大幅に軽減されます。