ハムキッズレポート 2012年1月28日 第8回目

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今年初めての活動日です。午前中は、アンテナを作りました。

アンテナは形や特徴(とくちょう)によっていろいろなものがあります。今回作ったものは、スリーブアンテナというアンテナです。

同軸(どうじく)ケーブルのいちばん外側のビニールを4分の1波長(はちょう)だけはずし、網状(あみじょう)のものを4分の1波長折り返して、中心のアンテナ素子も4分の1波長だけ出します。

アンテナには色々な形のものがあり、それぞれ特徴(とくちょう)があります。スリーブアンテナは水平方向(すいへいほうこう)には電波は四方八方(しほうはっぽう)に送受信(そうじゅしん)されますが、垂直方向(すいちょくほうこう)には8の字に送受信されます。

 

 

スリーブアンテナの構造(こうぞう)

 

 

 

 

 

 

 

 

作ったアンテナの状態(じょうたい)を調べるためSWRの測定実験(そくていじっけん)をしました。SWRStanding Wave Ratio)とは定在波比(ていざいはひ)のことをいいます。

SWR測定中

 

 

定在波とは、アンテナにある周波数(しゅうはすう)の電流をながしたときに伝わる進行波(しんこうは)と電流が反射(はんしゃ)してもどってきた反射波があわさったものをいいます。進行波と反射波の関係(かんけい)をしめす値(あたい)が1に近(ちか)づくほどアンテナの状態は安定(あんてい)します。 

波長の計算や測定実験などが少し難(むずか)しかったけどみんながんばりました。

冬休みの宿題(しゅくだい)で身近(みじか)なアンテナをさがしてもらいました。よく注意してみるとこれは何のアンテナ?とふだんみすごしていることに気づきます。

クラブ員が見つけてくれたアンテナです。

そのほかにもこんなアンテナをみつけました。

午後からは、モールス信号機(しんごうき)を作りました。

牛乳パックの台紙にブザーとスイッチを取り付ければ完成(かんせい)です。12月にモールス符号の覚(おぼ)え方を習いましたが、今回は、じっさいにアルファベットや言葉を音にして信号を伝えることに挑戦(ちょうせん)しました。モールス符号はトン「・」とツー「ー」の2つだけです。この2つの組み合わせで伝えることができます。

文章(ぶんしょう)で伝える場合と1語ずつ伝える場合では、間隔(かんかく)の長さがちがいます。

例えば、「-・- --- -・・・ ・」はKOBE(こうべ)ですが、間隔をあけすぎると「- ・- - -- -・ ・・ ・」T A T M N I E と意味のないアルファベットを並べただけになってしまいます。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

人に伝えたいことを伝えるのは難しいですね。 

次回はまた別の通信技術(つうしんぎじゅつ)について学びます。

 

ハムキッズレポート 2011年11月26日 第7回目

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前回に引き続き、電波法規(でんぱほうき)と無線工学(むせんこうがく)の勉強をしました。勉強の前に、先生がアマチュア無線を始めるきっかけとなったお話をされました。小学生の時に初めて作ったラジオがきっかけで、電子工作に興味(きょうみ)を持ち、ラジオ、短波(たんぱ)放送からアマチュア無線の世界にのめりこんだそうです。科学館クラブ員も同じですね。授業では、自作ラジオで電波受信の探検(たんけん)をし、ラジオ局のべリカードを獲得(かくとく)できました。先生のように興味を持ってどんどん挑戦してください。 

先月から勉強をしていることもあって、クラブ員の中で2人が第四級アマチュア無線技士の免許(めんきょ)を取得(しゅとく)することができました。おめでとう!みんなもがんばりましょう。

午前中は電波法規の勉強をしました。免許を取り消される時の条件(じょうけん)や、第四級アマチュア無線技士があつかうことができる空中線(くうちゅうせん)の電力について、無線通信の略語(りゃくご)などについて、ふだん聞きなれない難(むずか)しい言葉がたくさん出てきました。

無線通信において電波がほかの機器(きき)等に妨害(ぼうがい)をあたえてないか調べるために、たとえ雲(くも)っていようが、雨や雪(ゆき)が降(ふ)っていようが、『本日は晴天なり』と続けて呼び出します。これも法律(ほうりつ)で決まっています。おもしろいですね。

勉強も疲れてきたころ、実際に無線機を使って交信しているところを先生に見せてもらいました。今回の無線交信のために、授業が始まる前から屋上にアンテナを設置してもらいました。

八木アンテナではなく、ダイポールアンテナというアンテナでした。交信は思いもかけず、九州と交信することもできました。いろいろなアンテナについては、また来年の1月の授業で勉強します。

午後からは、電波と天体の関係を探(さぐ)るため、天体観測室(てんたいかんそくしつ)で太陽の黒点(こくてん)を観測しました。

科学館の天体観測室には88年前イギリスで作られた口径(こうけい)25センチの大きな天体望遠鏡があります。太陽は直接(しょくせつ)見ると目を傷(いた)めることはみなさんもよく知っていますね。太陽を見るときには特殊(とくしゅ)なメガネを使います。この望遠鏡も同じです。太陽を見るため黒い大きなフィルターが取り付けられています。

天体観測室の先生から、黒点の温度は約4000度と太陽の表面の約6000度よりも低いことや黒点からはとても強い磁界(じかい)が出入りしていることを聞きました。地球は1日1回自転(じてん)し、太陽の周りを約1年かけて公転(こうてん)しています。地球から見ると太陽が少しずつ動いているように見えます。この望遠鏡にはいくつかの歯車(はぐるま)がついていて、自動で太陽の動きを追(お)いかけてくれる追尾(ついび)という機能(きのう)がついています。だから晴れていればいつも太陽を見ることができます。ひとりずつ大きなフィルターで太陽を確認した後、天体望遠鏡で太陽の黒点とプロミネンスを観望しました。

天体観測室のあと、無線工学の授業にもどりました。

太陽の黒点は、数が多くなると電波に影響(えいきょう)をあたえ、ふだん聞こえないような地方と交信することができるそうです。黒点も数は年によって違(ちが)うそうですが人の力でコントロールできませんね。黒点にはまだまだなぞがたくさんあるそうです。

無線工学では回路(かいろ)のことや計算問題(けいさんもんだい)も出てきます。みんな頭を抱(かか)えて悩(なや)んでいました。気分転換(きぶんてんかん)に、ちょっと発展(はってん)して、第三級アマチュア無線技士であつかわれるモールス信号について勉強しました。

そこで、おまじないのように『EISH(イー アイ エス エイチ) TMO(ティーエム オー)』とみんなそろって声を出しました。このおまじないのようなものは、モールス符号を覚えるためのものです。『EISH』をモールス符号で表すと『・ ・・ ・・・ ・・・・』となります。また、『TMO』『― ― ―』

となります。みなさん気付きましたか?『・』、『―』の数が規則(きそく)正しく並(なら)んでいますね。こういう方法で覚(おぼ)えると、楽しく簡単(かんたん)に覚えられます。いろいろな覚え方を見つけてみてください。次回の授業まで約2カ月科学館クラブはお休みです。楽しいクリスマスや、お正月をすごしながら、電波法規や無線工学の勉強もがんばってくださいね。また来年いっしょにがんばりましょう。

ハムキッズレポート 2011年10月22日 第6回目

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今回からいよいよ本格的にアマチュア無線の世界に入っていきます。

アマチュア無線を楽しむには、アマチュア無線技士(むせんぎし)の資格(しかく)が必要(ひつよう)です。そのためには、電波法規(でんぱほうき)と無線工学(むせんこうがく)について勉強して試験(しけん)に合格(ごうかく)しないといけません。 

アマチュア無線技士の免許(めんきょ)を手に入れると、どんなことができるのでしょう。先生は、高校生の時に資格を取りました。そして、クラブ員がラジオ作りに挑戦(ちょうせん)したように、無線機を自作することから始めたそうです。そして自作のアンテナを持って山にのぼり交信をしたそうです。

 

 

 

 

 

 

 

そのほかにも、交信をしたことを証明(しょうめい)するために交信相手(こうしんあいて)に発行(はっこう)するQSLカードを集めたり、自分で考えたイラストや写真を使ってオリジナルカードを作ったりました。このQSLカードを決まったルールで集めるアワードに参加する楽しみ方もあります。前回、ラジオの受信報告書を放送局に送るとべリカードが送られてくるとお話ししました。クラブ員が挑戦したラジオの受信を確認した放送局からちゃんとべリカードが送られてきました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

このようにアマチュア無線の免許を持っていなくても、ラジオなどでいろいろな放送局の電波をキャッチしてそれを報告し、べリカードを集めることも楽しみの一つです。 

アマチュア無線は、部屋の中で交信するだけでなく野外(やがい)で一定時間(いっていじかん)にどれだけたくさんの局と通信できるかを競(きそ)うフィールドコンテストやかくれている無線送信機(むせんそうしんき)を、電波受信機(でんぱじゅしんき)の反応(はんのう)をたよりに発信源(はっしんげん)を探(さが)しだすフォックスハンティングというゲームもあります。また、音声だけでなく無線機をコンピュータにつないで文字を使って交信したり、静止画像(せいしがぞう)も世界中と交信することができます。アマチュア無線の世界はどんどん広がっていきます。先生のお話を聞いていると早くアマチュア無線技士の免許をがほしくなりますね。

 それでは、試験に合格するための勉強に挑戦です。

電波法規も、無線工学も難しい専門用語(せんもんようご)がたくさんあります。さらに無線工学には回路図(かいろず)や数式(すうしき)も出てきます。ヘルツHz同調回路(どうちょうかいろ)、変調(へんちょう)、検波(けんぱ)、共振周波数(きょうしんすうはすう)、電離層(でんりそう)、指向性(しこうせい)・・・・覚えることがたくさんあって大変です。

 試験勉強にちょっと疲れたので、電波について○×クイズをしました。

 

 

 

 

 

 

問題 電波は「電磁波」の一種である。×か。

<こたえ>  電波は「光」やレントゲンの写真の「X線」と同じ電磁波の一種で、光と同じ速さで直進したり、反射(はんしゃ)する性質があります。

問題 周波数とは電波の届く距離の長さのことをいう。×か。

<こたえ> × 周波数とは1秒間に発する電波の波の数のこと。

クイズは全部で10問。ほとんどのクラブ員が全問正解でした。

 

アマチュア無線は楽しいことに使われるばかりではありません。救急(きゅうきゅう)や消防(しょうぼう)にも使われていて、火事や事故が発生した時など、すばやく活動するため連絡をとるときにも使われています。

今年3月11日に東北地方で大きな地震があり、たくさんの人が被害(ひがい)にあわれました。とても悲しいことです。今、復興(ふっこう)にむけてみんなが協力してがんばって活動していることはみなさんもよく知っていると思います。いまから16年前、神戸でも大きな地震が発生しました。「阪神・淡路大震災」です。クラブ員はまだ生まれていませんね。このときアマチュア無線が大活躍(だいかつやく)しました。その時の様子を映像で見ました。

 

阪神・淡路大震災でも家が倒壊(とうかい)したり、電気や水道、ガスなどのライフラインが機能(きのう)しなくなったり、大変困りました。連絡をとろうと思っても携帯電話(けいたいでんわ)もつながりにくくなります。まったく使えないこともありました。避難所(ひなんじょ)の情報や、今、どこで、何が必要(ひつよう)なのかを連絡する手段(しゅだん)がありません。日本アマチュア無線連盟(むせんれんめい)は、無線機を配(くば)り、全国のアマチュア無線家などがボランティアで非常通信(ひじょうつうしん)のための無線局で命をつなぐために必要な情報を発信しました。 

これ以外にも、9月に体験した宇宙との交信などにも無線が利用されています。 

次回もアマチュア無線技士の資格試験の勉強をします。難しい漢字やことばがたくさん出てきますががんばりましょう。クラブ員が、無線機をもっていろいろなことに挑戦し、活躍(かつやく)できる日がくるといいなと思います。

 

ハムキッズレポート 2011年9月24日 第5回目

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おもしろ科学館クラブ員は、8月と9月には南極越冬隊員のお話を聞いたり、宇宙飛行士と交信したりと貴重(きちょう)な体験(たいけん)をすることができました。今日は延期(えんき)になっていた自作ラジオの続きの作業を行いました。前回、7月23日にははんだごてを使って電子部品をラグ板につける作業をしました。

今回はそれにスピーカーやイアホン、アンテナ線、バリアブルコンデンサーなどを付けてラジオを完成させます。スピーカーやイアホンは、音を聞くためのもの。アンテナ線で電波をキャッチします。ラジオにはいろいろな放送局(ほうそうきょく)から電波が飛んできます。その電波のなかから聞きたい放送局の周波数(しゅうはすう)の電流を選(えら)び出すことを「同調(どうちょう)」と言います。バリアブルコンデンサーがそのはたらきをします。

 

 

 

 

 

 

 

今回もはんだごてを使って作業をしました。リード線でラグ板にイアホンコネクタやスイッチ、スピーカー、電池ボックス、バリアブルコンデンサーを接続(せつぞく)していきます。

リード線の皮をむいて「予備(よび)はんだ」をする作業は、簡単(かんたん)そうでなかなか難(むずか)しい作業です。皮をむくのにニッパーを使いますが、力を入れすぎるとリード線をまるごと切断(せつだん)してしまいます。作業をくりかえしているうちにコツをつかんでできるようになりました。

「予備はんだ」とは、皮をむいた電線に前もってはんだをぬっておくことです。そうすることで、部品と部品のはんだがくっつきやすくなります。部品のつなぎあわせが終わると、本体の容器(ようき)にイアホンコネクタやスイッチ、スピーカー、電池ボックス、バリアブルコンデンサーを取り付けます。最後にバリアブルコンデンサーにダイヤルをつけて完成です。

 

  

 

 

 

 

 

 

まちにまった初めての自作ラジオが完成すると大喜(おおよろこ)びで、みんな大満足(だいまんぞく)の様子(ようす)でした。実験室(じっけんしつ)の中で、アンテナ線をいろいろな場所に移動(いどう)させて部屋の中のどこでラジオがよく聞こえるかを探(さが)しました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

部屋の中ではあまりよく聞こえない人もいたようです。午後からは、科学館の外周りに自作ラジオたんけんマップを持って電波受信の探検に出かけました。

  

 

 

 

 

 

 

 

電波を受信しやすい場所はどんなところでしょう。どんな放送が聞こえたのでしょう。それらを記録していってラジオ電波受信マップに書き込みをしました。 

「野球放送が聞こえた!」、「英語が聞こえてきたよ!」、中には台風被害(たいふうひがい)の被災地(ひさいち)のニュースが聞こえてきた人もいました。部屋ではあまり聞こえなかったのに、外に出たとたんにいろいろな放送局の電波をキャッチすることができました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

聞こえてきた放送局からの電波についておもしろ「科学館クラブ受信報告書」を書きました。受信報告書にはどんなラジオを使ったか、受信した場所、時間、どんな内容が聞こえてきたか、電波の受信状況(じゅしんじょうきょう)はどんなふうだったか。ということを書きます。受信状況は、信号の強さや混信(こんしん)、雑音(ざつおん)などを5段階(だんかい)で評価(ひょうか)してSINPOコードにして表現します。

 

 

 

この報告書は、聞こえてきた放送局に送ります。放送局からはその証明(しょうめい)としてべリカードが送られてきます。放送局によっていろいろなデザインがあるので、このカードを集めているマニアもいるそうです。どんなべリカードが送られてきたのかは、次回報告します。お楽しみに。 

 

 

 

ラジオの聞こえ方が部屋の中と外ではなぜ違っていたのでしょうか。みんなで考えました。部屋の中ではどうでしたか?はんだごての電気コードにアンテナ線を近づけるとよく聞こえました。窓の近くでもよく聞こえました。電気コードがアンテナの役割(やくわり)をして電波をよくひろってくれます。建物(たてもの)の壁(かべ)は電波を通しにくいので、窓には厚(あつ)い壁がないだけ電波をキャッチしやすくなります。

外ではどうでしょう。壁はまったくありません。科学館の駐車場(ちゅうしゃじょう)にある金属製(きんぞくせい)の手すりや倉庫(そうこ)の金属製のとびらの前などでよく聞こえました。手すりやとびらがアンテナの役割をしてくれたみたいです。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

バリアブルコンデンサーのダイヤルを回しながら、いろいろな放送局を探しましたが、ときどきダイヤルを合わせた周波数とは違う周波数の放送が聞こえてくることがあります。周波数の近い放送局の電波もひろってしまうからです。また、昼と夜とでは、聞こえ方や聞こえる放送がちがいます。これは地球をとりまく電離層(でんりそう)が影響(えいきょう)しています。

こんなふうに、アマチュア無線の免許(めんきょ)を取るにはまだまだ電波や法律(ほうりつ)について勉強しなければいけません。次回からは、いよいよ免許を取るための勉強もしていきますよ。ちょっと難しくなりますが、がんばりましょう。

 

ハムキッズレポート 2011年9月5日 特別授業第2弾

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今日は、おもしろ科学館クラブ特別授業第2弾(とくべつじゅぎょうだい2だん)。ARISS(アリス)スクールコンタクト in KSMで、6月10日より国際宇宙(こくさいうちゅう)ステーションに長期滞在中(ちょうきたいざいちゅう)の古川宇宙飛行士(ふるかわうちゅうひこうし)と無線を使って交信(こうしん)をしました。

みんなで古川宇宙飛行士に応援メッセージやイラストを描いて、準備をしました。

じつは、8月のクラブの授業で、宇宙飛行士や、国際宇宙ステーションなどについて予習し、無線機を使って練習をしていたのは、この日のコンタクトのためだったのです。今年のおもしろ科学館クラブのテーマは「電波の世界へとびだそう 広がる、つながる、ハムキッズ」。アマチュア無線の交信を利用して宇宙へととびだすことができました。ARISSスクールコンタクトとは、NASA(米国航空宇宙局(こうくううちゅうきょく))の教育プログラムのひとつです。このプログラムでは、「臨時(りんじ)に開設(かいせつ)するアマチュア局」という国の決まりで、小中学生にかぎって、アマチュア無線の資格(しかく)がなくても交信できます。今回、おもしろ科学館クラブは、総務省(そうむしょう)という電波を管理(かんり)している国の機関(きかん)から「8JKSM(エイト ジェイ スリー ケイ エス エム)」というコールサインをもらいました。こちらが無線局免許状(むせんきょくめんきょじょう)です。交信をするためにはこれが必要です。

 

 

 

 

 

学校の授業が終わってから科学館のコンタクト会場にクラブ員15人が集まり、一緒にクラブ員の家族にも見学してもらいました。

 

見たことが無い機器(きき)や、照明器具(しょうめいきぐ)がすでに整(ととの)ったコンタクト会場にちょっと驚(おどろ)いた様子(ようす)。コンタクト開始時刻(かいしじこく)がせまっていますが、その前に国際宇宙ステーションからの電波を受信するアンテナを見学し、科学館の上空のどのあたりを国際宇宙ステーションが通過(つうか)するのかを確認(かくにん)しました。

 

 

 

 

 
 

 

その後すぐに練習を始めました。無線機をにぎって本番と同じように、ひとり一人質問をしていきます。約10分間で全員が交信できるようにと緊張(きんちょう)しながら練習をしました。

 

今回のスクールコンタクトは、「関西ARISSプロジェクトチーム」のみなさんが、アンテナの設置や無線機、会場のセッティングまですべて準備してくださいました。アンテナは、日中の気温が33度という暑い中、設置(せっち)をしてもらいました。けれどもそのあと台風がやってきて、アンテナが外れてしまいました。ものすごい暴風(ぼうふう)のなかアンテナが飛んでいかないよう、固定作業(こていさぎょう)までしてもらいました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

いよいよコンタクト開始まであとわずか。NASAから予定より少し早まると連絡がありました。ますます緊張と興奮(こうふん)が高まります。

184745秒。メインオペレーターがコールし始めます。「NA1SSNA1SS、こちらは神戸市立青少年科学館おもしろ科学館クラブ8JKSM 古川さん、どうぞ。」「・・・・・・・」

184830秒。古川宇宙飛行士から8JKSMにコールがありました。交信が聞こえなくなるので、ワーッと歓声を上げたいところをグッとがまん。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

184850秒。さあ、交信開始です。8月の授業でみんなで考えた質問をひとりひとり順番にしました。古川宇宙飛行士からは、ひとりひとりにていねいな回答が返ってきました。少しの緊張と誇(ほこ)らしげに交信するクラブ員の表情はキラキラと輝(かがや)いていました。どんな質問をしてどんな答えだったかは、またお知らせします。おたのしみに。

 

交信時間は約10分。あっという間でしたが、地上400km離れたところと話をしているとは思えないくらい、宇宙がとても近く感じました。

最後に、クラブ員全員に古川宇宙飛行士から「どうしてなんだろう、なぜなんだろう、という科学する心を大切にしてください。」というメッセージをいただきました。

クラブ員は、交信後もテレビ局や新聞社からのインタビューに興奮した様子で答えていました。

 

今回の特別授業は、クラブ員にとってアマチュア無線の利用について学ぶことを通して宇宙飛行士と直接交信することで、通信技術や宇宙開発への興味関心を広げる貴重な体験になったことと思います。そしてこの感動を心に抱き、いろいろな世界へ羽ばたいていってほしいです。飛び出せ、ハムキッズ!

 

 

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