じゆうけんきゅう
土から電気をつくって
LEDを光らせよう!
土の中の小さな微生物(バイキンさんのなかま)が、電気を作ってくれるよ
これはなに?
土の中には目に見えない小さな生き物「微生物」がいて、ごはん(有機物)を食べるときに、ちょっとだけ電気を出してるんだ。その電気を集めて、LEDを光らせてみよう。ただし土から出る電気はとても小さいから、
「小さい電気を貯めて、まとめて使う」道具もいっしょに使うよ。
はじめる前に、おうちの人と
・導線を切ったり皮をむいたりするのは、おうちの人といっしょに。先がとがっているので気をつけて。
・土をさわったあとは、せっけんで手を洗おう。
・使い終わった土は、庭やプランターに返してあげよう(生ゴミではないよ)。
1そろえるもの
ダイソー
黒土
微生物が住んでいる、栄養たっぷりの土のベース
ダイソー
腐葉土
木の葉っぱでできた、微生物の「ごはん」になる土
ダイソー
ステンレスたわし
土にさして電気を集める「電極」になる。1こでOK(1こで2かたまりに分けて使う)
ダイソー
とうめいコップ(プラスチック)
土を入れる「うつわ」。1こでOK。紙コップは数日で土がしみて底がぬけるので使わない
ダイソー
ビニル被覆の導線(工作用コード)
電気を運ぶ「みち」になる線。まわりがビニルでおおわれているものを選ぶこと(はだかの針金だと土の中でべつの電気が混ざってしまう)。先っぽだけ2cmくらい皮をむいて使う。2本(先端の皮むきは4箇所)
ダイソー
ワニ口クリップ
線と線を、はんだ付けなしでパチンとつなぐ道具
でんき屋さん
昇圧モジュール
小さい電気を貯めて、大きくして送り出す「貯金箱」のような基板。買うときの合言葉:「LTC3108」か「LTC3105」か「BQ25504」という名前が付いた、0.3ボルトくらいの小さい電気からでも動く(エナジーハーベスト用)と書かれているものを選ぶこと。ふつうの昇圧モジュール(MT3608など)は2ボルトないと動かないので、土の電気では動かない。1こでOK
でんき屋さん
LED
光る部分。豆電球のかわり。1こでOK
2つくりかた
1
土をまぜる
とうめいコップに黒土と腐葉土を半分ずつ入れる。混ぜるのがいちばんよく発電する組み合わせ(黒土=微生物のすみか、腐葉土=ごはん、の合わせ技)。水をたらして、ぎゅっとにぎると指のあいだから水がにじむくらいの、しっかりした湿りぐあいにする(かわいていると電気が流れない)。
2
たわしを2つにさいて、線をむすぶ
ステンレスたわしを手でほぐして、2つのかたまりにする(コップ1個につき2かたまり)。それぞれに、先っぽの皮をむいた導線をぐるぐる巻きつけて、ほどけないようにねじってとめる。導線のビニル部分は土の中に入っても大丈夫だけど、金属のはだかの部分がたわし以外で土にふれないように気をつける。
導線を切ったり皮をむいたりする作業は、はさみやニッパーを使うのでおうちの人といっしょにやろう。
3
電極をうめる
1つ目のたわし(アノード=-)を土のいちばん下に深くうめる。2つ目のたわし(カソード=+)は半分だけ土にうめて、半分は空気の中に出しておく(土に完全に埋まると空気にふれられず電気が生まれない)。
4
「貯金箱」にせんをつなぐ
アノード(-)の線を昇圧モジュールの「-/GND」に、カソード(+)の線を「+/IN」に、ワニ口クリップでパチンとはさむ。向きをまちがえると貯金箱が動かないので、+と-をよく見てつなごう。はんだ付けはいらない。
5
LEDをつなぐ
モジュールの出力(OUT)にLEDの足をつなぐ。LEDには+と-があるので、足の長い方(+)と短い方(-)をまちがえないように。
6
まつ
すぐには光らない。1〜2日そのままにしておく。土の中の微生物が動き出すまで、時間がかかるから。
日光が当たらない、静かな場所に置いておこう。土がかわいたら、少しだけ水を足してあげてね(しっとり保つのがコツ)。
7
かんさつする
LEDを見てみよう。ずっと点きっぱなしにはならない。数秒〜数十秒に1回、パッと一瞬だけ光るのが正解。これは「貯金箱」に電気が貯まっては使われて、を繰り返しているから。
どうして「貯金箱」がいるの?
土から出る電気は、アリさん1匹くらいのとても小さい力(0.3〜0.5ボルト)。
でもLEDが光るには、自転車をこぐくらいの力(2ボルト以上)が必要なんだ。
だから「昇圧モジュール」という貯金箱に、アリさんの力をコツコツ貯めて、貯まったら一気に使う。
それで、たまにパッと光る仕組みになっているんだよ。
3かんさつメモ
- 何日目に、はじめて光った?
- 光る間かくは、だんだん速くなった?おそくなった?
- 水をたした日は、光りかたが変わった?
- あたたかい場所と、寒い場所で、光りかたはちがう?