FETスイッチデバイス (2006/2/27 UP) (注意:独学で私感満載です!!) |
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写真上は2006年2月に製作した3703より性能が良いFETスイッチ:自称「宇宙一」・・・ウソ(^_^;) 写真下はスペアーのIRF2804の2石タイプ |
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製作するに至った経緯・・・ 以前にオークションで落札した電動ガンでの出来事ですが、 不動ともジャンクとも記載がなかったにもかかわらず不動・・・まぁ、よくあることですm(-_-)m 分解すると中身はノーマル。不動の原因はピストンロックによるものでした。 修理調整し組み立てて試射すると、どうもパワーがない。 そして再度分解し、分かったのは原因はスイッチの焼損でした。 実際、接点スイッチのみでモーターを8.4Vのニッカド/ニッケル水素バッテリーでコントロールする電動ガン。 (ラジコンで言うところの、3点(接点)スイッチとかと同じ) 要は通電時にスパークする訳です。(ショートさせてるのと同じ) 暗い所でトリガーを引くと火花が見えるくらい激しいです。 スイッチの材質は銅板なので、もちろんいずれは欠落し最悪は発射不能になる訳です。 そこでFETを使って、スイッチへの電気の量をセーブしスパークを防止する訳です。 (車で言うところのリレーと同じ。スペースがないのでリレーの代わりにFETを使います。) ちなみに、某有名S社製はゲーム使用中に発射してなくても漏電でバッテリーがなくなります。 (そんなもん売るなよ!!) 国産最強のFETを使っている某スイッチは白煙が出て即激で破壊・・・あぶないです 某有名ショップの物(IRF3703の2石)を考えましたが・・・ 7000円・・・高い!! 「じゃあ、作るべ!!」という訳で自作することに至りました(^o^;) |
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配線原理は車のリレーと同じで、 違う点は間に抵抗が入っているだけです。 FETで動力電源のON/OFFをコントロールする為、 スイッチ側に掛かる負担は1/1000くらいになります。 |
(重要!注意!!) 動力はスイッチでなくFETでコントロールする為、 FETが通電状態で破損するとトリガーには一切関係なく 発射されるので扱いには注意が必要です。 保管時は絶対にバッテリーを物理的に外しましょう。 |
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管理人が参考にした資料です。 素材入手の前に特性をカタログで調べると良いでしょう。 この本には記号の読み方やFETに関する特性/種類について、 くわしく記載されていました。 電動ガンのスイッチに関したものではありませんが、 勉強にはなりました。 |
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製作に必要な物 まず、必要な材料はFET、抵抗2個、テフロン銀メッキ線かシリコン銀メッキ線、普通の電線、コネクター、 収縮チューブ、モーター用端子。 工具は、半田ごて、銀入り半田、フラックス、放熱クリップ、カシメ工具、ライター |
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IR社製FET 国産よりも格段にスペックが高いFET。 スペックが高いと言っても、半導体なので無茶したら壊れますし、 劣化するものと考えると良いでしょう。(^o^;) 素子に半永久なんて皆無です。 静電気や熱に弱く取扱にも注意が必要な材料。 管理人は金属フランジタイプを使用。 フランジ付きのほうが放熱効果が高い。 収縮チューブを使用時はフランジ側を密閉しないように・・・ 型番は主に1404、3703が有名です。 国内での参考流通価格 (時価や店により変動する為、正確ではありません。) IRF1404が500〜650円前後。 IRF2204は600〜700円前後。 IRF3703は800〜1000円前後。 IRF2804は800〜850円前後。 ちなみに国産のFETの相場は100〜200円前後です。 安価ですが安全を考えるとオススメは出来ません。 IR社製のFETは入手しにくく、 私が探した関西圏の電子パーツ屋さんでは在庫を見たことないです。 秋葉原の電子パーツ屋などから通販で購入可能です。 最近では稀にオークションなんかでも売ってます。 |
管理人が使ったことのあるFET | |
IRF1404 | 電圧定格:40V 電流定格:162A ON抵抗値:0.004Ω |
<管理人コメント> 2600円〜5000円前後のガンショップのFETを買うなら、このFETで作った方が安くてはるかに高性能。 国産のFETと比べると段違いな性能の定番的なFET。 銃がノーマルなら1石でも耐えれると思います。 ライトチューンならば1石よりは2石の使用がオススメ。 銃にもよるが12Vでも問題なく動作するが、電圧降下時に発熱するので要注意!! カスタムモーターと併用する場合はセッティングが難しい。 コストも安く、流通量も多いので手に入れやすい。安いと言っても国産の倍以上(^o^;) コスト:★★★★★ 入手性:★★★★★ オススメ度:★★★☆☆ |
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IRF2204 | 電圧定格:40V 電流定格:210A ON抵抗値:3.6mΩ |
<管理人コメント> 1404より性能は良く3703より下に位置するFET。コストも中間的な存在。 100円前後足せば上位機種が買えるので中途半端なFET。 流通量が非常に少ない為、入手しにくい。 コスト:★★★★☆ 入手性:★☆☆☆☆ オススメ度:★★★★☆ |
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IRF2804 | 電圧定格:40V 電流定格:75A ON抵抗値:2.0mΩ |
<管理人コメント> 自動車などのモーターコントロールを趣旨として開発されているだけあって高性能。 ON抵抗値が低く、3703より発熱しにくい素材。 特にセミ主体のセッティングに最適なFET。 ノーマルモーターならフルオートでもほとんど発熱しない。 1404や2204よりは上位ですが3703より高性能かは私的には若干疑問がある。 (身近で2804の2石仕様で破損し3703の2石仕様なら壊れなかった実例があった為) ソーラーカーなどの開発にも使われていることもあり、比較的入手しやすい。 性能に見合っているだけコストも高い。 2006/10/16追記 低電圧時の発熱が早く、10V以下の場合OFFになるのが早い為、 バッテリー燃費が悪い(発射可能数が少ないことが判明。 ミニバッテリーやAK、プロライトのように容量の少ないバッテリーには不向きな素材。 バッテリー残量に注意すれば破損しにくいが、1年間テストして破損事例が増えた為、オススメ度をダウン。 でも、国産よりはスペックは良い。 コスト:★★★☆☆ 入手性:★★★★☆ オススメ度:★★☆☆☆ |
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IRF3703 | 電圧定格:30V 電流定格:210A ON抵抗値:2.8mΩ |
<管理人コメント> 一部ガンショップ系FET(6000円クラス)にも使用されている高性能な定番素材。 1404と比べると格段に性能が良く、上位機種に位置する。 ノーマル〜ライトチューンの銃であれば1石でも駆動可。(勿論、銃自体のメンテナンスは必要!!) 非常に壊れにくいが電圧降下時にはもちろん発熱するので、過信していると熱暴走する。 入手性は時期によって異なるようです。一時期、品薄でしたが2006年2月時点では入手可。 性能に見合っているだけコストも高い。 コスト:★☆☆☆☆ 入手性:★★☆☆☆ オススメ度:★★★★★ |
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非公開 | |
<管理人コメント> 2006年から管理人が愛用しているFET。 IRF2804やIRF3703より高性能なFET。 知人の銃において12V秒間42発の銃でも壊れなかった最強のFET。 上記FETよりもバッテリーの燃費も格段に良い。 多分、ガンショップが作るFETよりもスペックは高いはず・・・ 自分自身で入手しにくくなると困るので型番は記載出来ません(ゴメンナサイ) (2006/05/16 追記) 入手不可能になりました。(T_T) |
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抵抗 FET内部に溜まった電気を消化させてスイッチの ON・OFFを確実にさせます。これにより発熱を抑える様にします。 ゲート〜 SW間の信号腺内部にも配置し、 モーターからの逆電流対策で素子を守ります。 自分の用途に合わせて計算するのがBESTです。 一般的なのはゲートとソース間30kΩ、 ゲートからスイッチ間は100Ωです。 どこの電子パーツ屋でも売ってます。1個10円前後。 |
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動力用電線 動力配線に使用する電線。 シリコン銀メッキ線(左)やテフロン銀メッキ(右)がオススメです。 (ちなみに画像の電線のスペックは同じですが、 テフロン線のほうが明らかに細いです。) 電動ガンにおいて配線は重要ですから、 耐久性や通電効率の良い物を選びましょう。 銅線ではなく最低でもメッキ線を使用すること。 レスポンスを左右する部品なので、 ここでコストはケチってはいけません(^_^;) 管理人はテフロン銀メッキ線を愛用。 |
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信号線 スイッチに接続する為の電線。 酸化などのトラブルを避ける為、 勿論メッキタイプがオススメ。 信号を検知するだけなので細くても問題ない。 太いと銃によっては組みにくくなります。 管理人は耐熱タイプを使用してます。 |
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熱収縮チューブ 電線や端子、抵抗を絶縁する為に使用します。 太いタイプはFETをパックするのに使用します。 管理人は電子パーツ屋にて購入しています。 電線に使用出来るサイズはホームセンターや カーショップなどでも入手可能です。 |
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基盤 1石であればなくても製作は可能です。 管理人は2〜3石で製作する場合に使用しています。 強度の面を考えるとガラスエポキシがオススメ。 加工が面倒と思うのであれば、フェノールならカッターで カット出来ます。 分厚いタイプを使用すると銃によっては入らない場合があります。 |
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コネクターとモーター端子 取り付ける銃によっては必要ない場合もあります。 銃に合わせた物を用意しましょう。 コネクターはラジコン屋などで売ってます。 モーター端子はカーショップなどで売ってます。 |