100均素材で自作ラジオ(ゲルマニウムラジオ)に挑戦してみたいと思ったことはありませんか？一部100均素材を使ったゲルマニウムラジオの作り方は、小学生でも簡単に楽しめるプロジェクトです。
ゲルマニウムラジオは、電池なしで動くため、環境にも優しく、理科の授業や夏休みの自由研究にも最適です。
このブログでは、ゲルマニウムラジオの基本的な原理や、一部100均(全てそろえる事は実際不可能)で手に入る材料を使った具体的な作り方を紹介します。
秋月電子の鉱石ラジオキットを利用すれば、初心者でも安心して取り組めます！完成品は見た目もおしゃれで、インテリアとしても活躍します。
また、作る過程で学べる原理や、なぜこのラジオが電池なしで動くのかという理由についても詳しく解説します。
自作ラジオの楽しさを味わいながら、工作のスキルを身につけることができるでしょう。
さあ、あなたもこの機会にゲルマニウムラジオを作ってみませんか？簡単な手順を踏むだけで、オリジナルのラジオが手に入ります。
全て100均の素材だけでゲルマニウムラジオを制作する事は不可能です！理由は、増幅回路を持たないゲルマニウムラジオでは、クリスタルイヤフォンという低電圧で動作する特殊なイヤフォンが必要だからです。
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記事の要約とポイント
- 一部100均素材で作るゲルマニウムラジオは、手軽に手に入る材料を使って、初心者でも簡単に自作ラジオが楽しめます。
- 分かりやすい作り方で、小学生と家族で一緒に楽しむことができるプロジェクトです。
- おしゃれな完成品を目指すなら、秋月電子のゲルマニウムラジオキットを使うのがおすすめです。
- ゲルマニウムラジオが電池なしで動作する原理・理由を学びながら、科学的な知識も深まります。
ゲルマニウムラジオとは？100均で始める魅力
無電源ラジオ(ゲルマニウムラジオ)の自作は、たった2点の部品で出来ると知ったら驚きませんか？しかし、ラジオの基本は2点だけで原理や回路図を説明できるのです。
筆者が無電源ラジオを製作したのは小学校低学年で、初めて電子工作に触れたのもゲルマニウムラジオが始まりでした。
無電源ラジオの自作に必要な最低限の部品は、ダイオードとクリスタルイヤホンの2個で構成されています。
今回も前回の光るアンテナに続き、夏休みの自由研究のテーマに最適な無電源ラジオの自作方法から回路の動作原理や電池が要らない理由についてもご説明します。
無電源ラジオ(ゲルマニウムラジオ)は、なんとダイオードとクリスタルイヤフォンの部品2点だけで制作可能です。
LC同調回路が無いので選局は不可能だが、ラジオの基本的な仕組みを知る事が出来、電池や電源が必要ないので、電波条件さえ良ければ一生なり続け、災害時にも使える可能性を秘めている。
自作で無電源ラジオの部品を揃えようとした場合、ダイソーなどの100均では全て揃わないので、秋葉原に行くか通販での入手が必要です。
ゲルマニウムラジオの魅力と楽しみ方
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ゲルマニウムラジオは、一部100均素材を使って簡単に作れる魅力的な自作ラジオです。小学生でも楽しめる作り方や、電池なしで動作する原理を学ぶことができます。さらに、秋月電子のキットを使うことでおしゃれな完成品が手に入ります。
- 100均で手に入る？自作ラジオに必要な材料と工具
- 小学生でも簡単！ゲルマニウムラジオの作り方
- 鉱石ラジオが電池なしで動く理由とは？
- 無電源ラジオの自作に必要な電子部品
- アナログ自作ラジオの欠点
100均で手に入る？自作ラジオに必要な材料と工具
最近は生活費の高騰から、実験道具や材料もダイソーの100円均一で揃える風潮がありますが、結論から言って(無電源ラジオ)ゲルマニウムラジオの部品をダイソーで揃える事は不可能です。
と、書いてしまうと話が終わってしまうので、見方を変えて部品が揃えられるかを考えてみましょう。
もし、貴方がダイオードなどの半導体電子部品単体を100均でお探しでしたら、あきらめて秋葉原に行くか、電子部品店の通販で購入しましょう。
静岡県静岡市にお住まいなら、マルツオンラインがおススメですし、駅の近くに実店舗も構えていますので、気軽に足を運ぶ事が出来ます。
さて、実際に、100均でどのようにゲルマニウムラジオの部品を手に入れるかですが、ゲルマニウムラジオを作るに当たり、重要な部品をもう一度確認しておきましょう。
ゲルマニウムラジオに必要な最低限の部品は、コイル・クリスタルイヤフォン・ダイオードです。
残念ながら、クリスタルイヤフォンに限っては、100均で販売している他の電子部品を分解しても、入手する事は不可能です。
イヤフォンと言っても、必要なのは圧電素子で小さな電圧でも振動できる特殊なイヤフォンです。
普通、100均で販売している安価なイヤフォンは、コイルと磁石からなっており、動作させるにはそれなりの電圧と電流が必要になります。
本来のラジオは全て内部に増幅回路を持っており、100均で販売しているイヤフォンは、この増幅回路ありきでの動作なのです。
その為、残念ながら100均のパーツだけでゲルマニウムラジオを作ることは実際不可能です。
もう一度書きますが、クリスタルイヤフォンは小信号でも動作するかなり特殊なイヤフォンで、見た目も補聴器みたいな形で、普通のイヤフォンとはだいぶ異なる外観をしています。
イヤフォンに関しては、入手不可能であることをご理解頂けたと思いますが、それ以外でしたらまだ可能性はあります。
昔のゲルマニウムラジオに使われていたゲルマニウムダイオードで、1N60という製品がありますが、これは現在では廃番となっています。
しかし、小信号ダイオードの場合は、100均で販売されている安価なラジオを分解すれば、コイルと一緒に入手する事が可能です。
今回の無電源ラジオの自作実験で、確実にダイソーなどの100均でも揃えられるのが、道具です。
半田ごて・ハンダ・ニッパーは、今回の無電源ラジオの自作では100均で十分でしょう。
半田ごて等の使い方はこちらの記事でも紹介していますので、一度確認してから道具を揃えましょう。
もし、ダイソーが近くに無いのであれば、こちらの半田ごてがおススメです。
最初は100均でも十分ですが、長くやるならどうせなら初めから良いものを揃えましょう！以下のような半田ごてセットは、なんとテスターまでついているので、完全初心者におすすめです。
小学生でも簡単！ゲルマニウムラジオの作り方
ゲルマニウムラジオは、特に小学生にとって魅力的な自作ラジオのプロジェクトで、電池なしで動作し、科学の原理を学ぶ絶好の機会を提供します。
このラジオは、100均で手に入る材料を使って簡単に作れるため、親子での工作にも最適です。
まず、ゲルマニウムラジオを作るために必要な材料を揃えましょう。100均で手に入る主な材料は、以下の通りです。
- ゲルマニウム素子
これはラジオの心臓部で、信号を受信する役割を果たします。通常、数百円で購入可能です。 - コイル
銅線を使って自作します。コイルは電波を受信するために重要です。100均のラジオを分解すれば手に入ります。 - ダイオード
信号を整流するために使用します。1N60は入手できますが、安価なラジオを分解すれば、小信号ダイオードは手に入ります。 - スピーカー
音声を出力するための部品ですが、ゲルマニウムラジオでは増幅回路を持たないので、スピーカーを鳴らす事は出来ません。
鳴らす事は出来ますが、もっと他に特殊な回路が必要です。 - 抵抗やキャパシタ
選曲に必要なLC共振回路や、回路を安定させるために必要ですが、今回は不要とします。
次に、作り方を説明します。
コイルを作るために、適切な数の巻き数を決定します。
本当はコイルの巻き数も計算で求める事が出来るのですが、今回は手短な部品を使用するという事で、あくまで試行錯誤ベースで話します。
サランラップの芯を用意して、そこに100均の安価なラジオから分解した銅線を巻きなおすのも可ですし、バーアンテナをそのまま使用しても構いません。
ただ、今回は選曲が出来ず、LC共振回路は持たない前提なので、コイルはなくても良いです。
ゲルマニウムラジオは、周囲の電波状況によっては、うまく受信できないこともありますが、調整が必要です。これが自作ラジオの醍醐味でもあります。
ここまではあくまで予備知識で、実際は、クリスタルイヤフォンとダイオードを接続するだけです。
実際の接続方法は、以降で図にして分かりやすく解説していますので、最後までご覧ください。
鉱石ラジオが電池なしで動く理由とは？
無電源ラジオの動作原理について解説します。
こちらの光るアンテナでもダイオードについて簡単に解説していますが、今回の無電源ラジオ様にもう少し加筆修正して解説します。
無電源ラジオの動作の基本は検波にあり、検波に使用する部品がダイオードです。
ダイオードにも様々な種類のダイオードがあります。
一例として、電源回路に使用される高耐圧の整流用のシリコンダイオード。
それから、光るアンテナでも使用された、ショットキーバリアダイオード(小信号ダイオード)等が代表的です。
他にも、ゲルマニウムダイオードという、ラジオに使用するダイオードがあります。
今回は、何故無電源ラジオにゲルマニウムダイオードが必要なのか概要を理解する事で、工作に対する知識も深まります。
結論から言うと、順方向電圧の違いによって、ゲルマニウムダイオードが選択されているのです。
順方向電圧とは光るアンテナでも説明しましたが、ダイオードは電流を一方方向にしか流さない性質があります。
これは、水を流し逆流を止めるチャッキバルブ(チェックバルブ)の動作そのものです。
チャッキバルブには、金属製の弁が使われていますので、水圧をよわ~くして流せば蓋の重みでなかなか水が流れて行かないわけです。
ダイオードもこれと同じ事が『順方向電圧：敷居電圧』として説明できます。
水は水圧ですが、電気は電圧です。
ゲルマニウムダイオードは、他のダイオードに比べ電圧が約0.1Vの超低電圧でも弁が開くというイメージを持っていただければわかりやすいと思います。
何故、他のシリコンダイオードや光るアンテナで使用されたショットキーバリアダイオード(小信号ダイオード)では動作しないのかも、この考え方で説明できます。
つまり、シリコンダイオードや小信号ダイオードは、ゲルマニウムダイオードに比べて順方向電圧が高いのです。
具体的にどれくらいかというと、シリコンダイオードで0.7V位でショットキーバリアダイオード(小信号ダイオード)では0.3V位です。
ゲルマニウムダイオードの順方向電圧(水で例えると弁の重さの違い)が、いかに小さいかご理解いただけたと思います。
ゲルマニウムダイオードも他のダイオードと同様に、整流作用がある事は言うまでもありません。
ラジオの電波はプラスとマイナスが等しい大きさで流れているので、そのままでは打ち消しあってしまいます。
そこでダイオードで整流してやり、＋側もしくはマイナス側を取り出して電気信号として回路に流せるようにしているわけです。