9/9(日)は雨らしいので参戦中止。次はいつになるのかしら…。

【トイガン工房】電動ガンに自作FETを載っけたい③ FETを作ってみよう篇

酢が苦手だけど酢豚が大好物、Sassowです。

マルイさんの★M40A5 BLACK STOCKがついにウチにやってきました。
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息子(小4)との性能比較。

試射してみたりちょこっとサバゲーに出てみたりしましたが、
まだイマイチ掴みきれておりませんので感想としてはフワッとしてます。

もうちょいしてから色々と記事にしたいと思いますので、
どうぞお待ち頂ければ幸いでございますが、
とりあえず「扱いきれるかしら…」というところ。

いよいよFETを自作

先日からFETのお話を連続にてお送りしております。

本日よりやっと自作FET作業開始です。前フリ長くってゴメンなさい。

ワタシがどうしても微妙に納得いかないところは解消して作業したい人ですので、
なんでこのパーツなんだろう?とかどういう意味があるんだろうと思ったところは、
色々事前に調べたりしててここまできてしまいました。

では、具体的な作業内容です。載っける電動ガンはマルイ 電動USP
今回はこんな感じで作業を進めていこうと思います。

【電動ガンに自作FETを載せる作業】
結線図で大まかなイメージを描く
電動ガンの配線引き直し
FETを作る
電動ガンにFETを載せる
試射

 

少し雑な部分はありますがご了承くださいませませ。

また、今回はコンパクト系電動ガンですので、フルサイズのメカボックスだと、
例えばFETを2個連結させる2石仕様や放熱板が必須かもしれません。
この辺りはまたお勉強してご紹介できればと思います。

①結線図

まずは大まかなイメージを持てるように結線図を書いてみました。
で、コレが最初からご紹介している絵になるんですけども。
FET配線
コレ、書いてて思ったんですが+と-は必ずしもこの通りでないとダメなのかしら。
ただ、色んなサイトを見て回って概ねこんな感じで作れるハズです。

良く見てると結構単純。
FETさえ出来てしまえばそこまで難しいということはないと思われます。
ただ、FETやバッテリーの+と-を間違うと大体大問題が起きるらしいので。

②電動ガンの配線引き直し

すぐにFETを触りたい!!あの娘に触りたい!!ってのは皆さん一緒でしょうが
焦ってはいけません。捕まります。なんならしばらく地上波から干されます。
20130902081129291
具体例。

まずは電動ガン本体の配線を引き直してFETを載っける準備をしましょう。
今回はマルイ 電動USPでの事例です。

使っている配線は★PROMETHEUS EGエレメントコードNEOで、
太さは丁度溝に収まるくらいでイイ感じですが、やや線が針金のように硬いので、
細かいところではちょっと作業しずらいかもしれません。

②-1『既存の配線を取り出す』
まんまですけども、今まで付いていた配線の端子をはんだごてで熱してはんだを溶かして取り出します
端子に当ててたらじわっとなってピッて感じで楽に取れます。
29-04
電動USPの場合、-モーターからトリガーへ、
+モーターからスイッチへ、スイッチからトリガーへの3本が出てきます。
また今回FETの設置スペース効率化の点からトリガーでの接点を使わない構造になり、
モーターからバッテリーへ直接繋がるような配線に変更になります。

②-2『+配線引き直し』
先程の結線図からいうとこの黄色で囲った部分の作業です。
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線の長さは一応記載しますが、FETの設置箇所によって、
また使いやすさという点で人それぞれだと思いますのであくまで参考程度にご覧ください。

まずはモーターからスイッチまでの線
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スイッチ端子の位置はココです。またはんだを多めも盛っておくと次の作業が少し楽になります。

そしてスイッチからバッテリーまでの線。ここは人によって長さは違うかと思いますので、
とりあえず切らずに長めに残しておくのも手だと思います。
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はんだ付けは先程のモーターからの線と同じところ。ここが通常配線と違います。
スイッチのもう一方には結線図の通り、信号線がくるので空けておきます。

②-3『-配線引き直し』
次は-配線です。結線図の黄色い囲みをご確認ください。
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線がヨレヨレなのは麦とホップ赤があまり美味しくないので無理して何杯も飲んでるからです。

-配線はFETのD端子への配線なのでそのまま長めに残しておきます。29-13
後々サイズを併せながらカットすればオッケイです。

②-4『信号線取付』
ついに新しい線を付けていきます。結線図をご覧ください。BlogPaint

スイッチからFETのG端子に繋ぐ信号線です。

作業としては特に難しいことはありません。
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長さはFETの設置場所や他の線との長さで決めましょう。
線自体はスペースを確保出来つつ、切れないなど自分で扱える太さであれば何でもオッケイ。

ワタシは最初は細い線でしたが案の定被膜を破きましたので、
マルイ純正の線くらいの太さのものを使いました。

以上で電動ガン本体の配線作業は一旦終了。

③FETデバイスを作る

前回の記事でもご紹介しましたが、この自作FETに使ったのはコチラ。
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IRLB3813PBF(30V260A)、カーボン抵抗 1/2W 100Ωカーボン抵抗 1/2W 30kΩ
コレをくっつけて自作FETを作っていきます。

※FETのはんだ付けの注意
FET素子は非常に熱に弱いので、
はんだ付けの作業は約2秒以内に終わらせたがいいらしいです。
素子の裏にある金属板がやけどするくらい熱くなると壊れた可能性が高いそうで。

ですので、ワタシは素子にははんだは載せず、取り付ける配線や抵抗にはんだを盛って
フラックスを素子のはんだ付けしたい部分だけにサッと塗って、
配線や抵抗に盛ったはんだを溶かしてFET素子に素早くくっつける、という作業をしました。

またちょいちょい金属板を触りながら、熱くなったら作業中断し冷めるまで待ってから再開
とにかくFET素子が長時間はんだに当たらないように気をつけました。
金属板が熱くなり「やべぇかな」と思ったりもしましたが、なんとかこの方法で無事完成。

作業されるときは是非この点にご注意ください。

③-1『30kΩ抵抗の取付』
まずやったのは30kΩ抵抗のG(ゲート)・S(ソース)間への取付
熱収縮チューブで覆って絶縁してから、とりあえず巻きつけました。
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いずれの写真もクリックで拡大出来ますので、細かいところは見てみてください。
ピンセットを使って頑張って巻きました。結構頑張りました。

ワタシは放熱板を取り付けない代わりにFETの金属板は放熱板代わりに残しますので、
30kΩ抵抗はここに載っけて、省スペース化。
この金属板は回路と通じているらしいので30kΩ抵抗を熱収縮チューブで覆って絶縁しときます。

また、巻きつけてすぐにはんだ付けしてもいいんでしょうが、
どうせG端子には100Ω抵抗を、S端子にはバッテリーへの配線をはんだ付けするので、
ここでは一旦置いときました。

③-2『100Ω抵抗の取付』
続いて100Ω抵抗をG(ゲート)端子に取付
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ワタシはこっちも一旦巻きつけてから、30kΩ抵抗と一緒にはんだを乗っけました
向きはどんなんでもいいと思いますが、作業のしやすさから外側に向けてます。

これでFET素子単体での作業は終了で、あとは電動ガン本体にくっつけていきます。

④電動ガンにFETを載せる

それでは作ったFETと配線の引き直した電動ガン本体をくっつけます。
いよいよ作業も締めの部分です。

④-1『D端子に電動ガンのモーター配線を取付』
いよいよやってきました。まずは結線図のこの部分。
「②-3」配線FETのD端子のはんだ付けです。
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この作業に入る前に電動ガン本体のどの部分にFETを配置するのかを考え、
それに応じた配線の長さを設定する必要があるので、
はんだ付けをする前に「ここら辺!!」ってのを決めてから配線カットしましょう。

ワタシの場合はFETはバッテリースペースの底に配置するように決めまして、
形状的にFETのツメが邪魔になったのでカットしてやや上向きにピンセットで曲げました。
ただ、ツメを根本から折らないように気をつけましょう。
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あとは「②-3」の-配線にはんだを盛って、FETのD(ドレイン)端子にフラックスを塗ってはんだ付け。
FETにはんだを当てている時間を短くすることと、先に熱収縮チューブを通すのを忘れずに。
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スキマの小さいGDS端子間ですので、はんだが隣の端子にくっつかないように気をつけます。

尚、熱収縮チューブは熱に弱いFETなのでGDS端子それぞれの作業が終わってから
一気に収縮させましたので、この時点ではまだ通しているだけです。

④-2『S端子にバッテリーコネクタ配線を取付』
続いてバッテリーコネクタ配線を準備します。
ひとつは「②-2」端子とバッテリーコネクタ、もうひとつはFETのS端子とコネクタへのはんだ付け。
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+端子は先程の「②-2」で行った工程の先端に、-端子はFETのS(ソース)端子にくっつけます。
コネクタ+端子をはんだ付けして、コネクタ-端子にも配線をはんだ付けから、
長さを調整しながらFETのS端子にはんだするのが一番効率がいいかもしれません。
いずれの場合も、長さはピッタリじゃないと特に電ハンは邪魔になりますので。

またコネクタは★ミニT型2Pコネクターのオス側を使っています。

先程の「④-1」のように熱に気をつけながら、サッと作業。
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隣のD端子とはんだがくっついていないかを必ず確認。
熱収縮チューブは端子に通したまま、最後に作業しますのでここではこのまま。

作業的には難しくはありませんが、とにかく長さを合わせるのが面倒でした。

④-3『G端子に信号線を取付』
はんだの作業としては最後です。結線図ではこの部分。
「②-4」の信号線「③-2」の100Ω抵抗をはんだ付け。
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直接FETにはんだ付けではないのでいくらか気楽にできます。
配線はどんなものでも可能ですが、あんまり細いとすぐ被膜が破れますのでご注意。

熱収縮チューブを先に通してから、「②-4」の信号線と「③-2」の100Ω抵抗をはんだ付け。
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これで一通り配線は作業終了です。
この時点で熱し過ぎて壊れてないかドキドキしますね?しますよ?かなりします。

④-4『各配線を熱収縮チューブで絶縁』
試射の前に念のために各配線を熱収縮チューブで絶縁します。
事前にちゃんと熱収縮チューブは通しましたでしょうか?忘れてたらお家に取りに帰りなさいっ。
03-12
各配線ともしっかり被膜まで被るような長さの熱収縮チューブを使います。
特に100Ω抵抗は、抵抗と配線が隠れるように熱収縮チューブでしっかり絶縁。

で、試しに収納してみたのがこんな感じ。
03-16
こんな感じで仕上げれば配線やFETがバッテリーを邪魔することなく収納出来ます。
結構押し込んだりして、一度信号線のはんだ付けが取れましたので、
各配線ともはんだ付けはしっかりとやりながらもFETを熱し過ぎないように注意しましょう。

④-5『FET本体も熱収縮チューブで絶縁』
あとはFET本体も絶縁の意味で熱収縮チューブで覆います

コレは熱が篭もるからダメだとか賛否あるみたいなんですけども、
ワタシは漏電の方が怖いので、
放熱板代わりの頭を少し残してはんだ付けした部分全体を10mmφの熱収縮チューブで覆いました
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コレ、収縮時に熱する時が結構ドキドキします。FET本体が熱くなりましたので。
なのでホントにサッとやりました。ここで壊しちゃうと泣けます。
なので★カプトンテープなんかで巻いたりするほうが安全な気がします。

これでついに電動ガンにFET設置完了。いや、なかなか感慨深いですね。

⑤試射の前に

撃ってみましょう。撃つために作ったんですから。
でもその前に前々回も少しご紹介しておりますがFETのトラブルとその原因を。

【FET電動ガンでこうなったらここが原因】
バッテリーを繋いだ瞬間からフルオートが止まらない
 →FET素子が壊れている

動作中、時々フルオートが止まらなくなったり直ったりする
 →どこかで漏電している

FETが異常に発熱
 →バッテリー電圧の低下または逆接続、FETの性能不足

 

トラブル①『バッテリーを繋いだ瞬間からフルオートが止まらない』
これはもうFET本体が熱で壊れちゃってますので使用不可。
またははんだ付けがおかしくって変なところでくっついてたりするかもしれません。

ただ、どちらにせよそのまま使うのは無理。FETの交換と配線の見直しが必要です。

トラブル②動作中、時々フルオートが止まらなくなったり直ったりする』
こういった場合はFETが壊れてるのではないそうで、
どこか被膜が破れてメカボックスとかに触れてたり、
配線や端子のはんだ付けでくっついちゃダメなところがくっついてたりします。
時々正常動作なので、漏電してたりしなかったりするという状態です。
ワタシはコレを経験しました。

はんだ付け部分や配線をしっかり見直して配線引き直しや絶縁が必要な状態です。

トラブル③FETが異常に発熱』
コレはバッテリーの電圧(充電)がかなり低い状態で使っているか、
接続がおかしいかというのが原因だそう。
または電動ガンの性能に対してFETの性能が足りてなくって無理している可能性もあります。

ですので、バッテリーの状態や接続、FETと電動ガンの性能の見直しが必要になります。

以上を知った上で試射に臨むとどういう対策が必要かが明確になると思います。

【BB弾を撃つ時はここに注意】
最初はバッテリーを繋ぐだけ
セミ・フルを空撃ちしてからマガジンを入れる
万が一暴走した際にはすぐマガジンを抜く・バッテリーを抜く
使わないときはバッテリーを抜く・マガジンを抜く・保護キャップを付ける

 

FETで一番怖いのは暴走
最悪の場合机に置いてた電動ガンがフルオートで弾を撒き散らしながら勝手に動作する、
なんてポルターガイスト的なことすら起こりえます。

このように一度BB弾を込めずにバッテリーを繋いで動作が正常かを確認してから、
そのあとで改めてBB弾を試射するようにしましょう。
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また、暴走の際にマガジンを抜く・バッテリーを抜くという動作をすぐに出来るように、
何となくイメージをしておくといいと思います。

またに関しては基本的にはサバゲーでのセーフティエリアでのルールですので、
暴走した際に暴発しないようにするのも大事です。

⑤改めて試射

それでは改めて撃ってみましょう。

どうでしょうか、トリガーレスポンスは良くなってますでしょうか?
サイクルは向上してますでしょうか?
性能面だけではなく、撃ったあとにFETは極端に熱くなったりしてませんでしょうか

全て上手く動作してれば完成です。
コレでアナタもサバゲーで「FET自作しちゃってサイクル上がっちゃってさぁ」とドヤ顔出来ます。
スイッチ焼けをほぼ気にすること無く、電動ガンライフを楽しめることになります。

一応、時々はスイッチ部分を見てみてスイッチがどうなっているか確認してみて、
その違いに毎回感心することをオススメ致します。

尚、今回作業したマルイ 電動USPについて、
失敗談や工夫、性能面の変化についてはまた次回のお話に致します。

作業を終えてみて

個人的には電動ガンの配線引き直し、コネクタ変更などは何度か作業したことあったので、
FET製作自体はあんまり難しいとは感じませんでした。

ただ最初にどこをどう繋ぐかは何度も何度も確認して、
あと、あまりはんだ付けが得意ではないのでFETの熱を気にしながら慎重に
そこの辺りは結構ドキドキしながらやりました。

トータル時間では3時間ほど、配線図が頭に入っていればもう少し早く仕上がると思います。

これくらいのレベルのワタシでも何とか仕上がりましたので、
興味のある方は是非チャレンジするところから挑んでみては如何でしょうか。
何事もやってみないと始まりませんし、自作FETって脱初心者感がプンプンしますでしょう?

次はコンパクト系ではなく普通の電動ガンをやりたいと思ってるんですが、
そうなるとFETが2個(いわゆる2石)にしないといけないのかしら
そうなると放熱板は必須であった方がいいのかしら?などと思慮中。

価格的には手持ちの電動ガンがあと4本、全部に載っけても全然気にならないんだよなぁと。

また、この機会を頂きましてパーツまで頂きました、
電動拳銃工房・電拳の南木さんには改めて感謝申し上げます。
というか、頂いたパーツの一部をおじゃんにしちゃってゴメンなさい。

さて、次回はまたマルイ 電動USPのお話に戻ります。
このFETを載っけるに当たっての失敗談前後での性能比較
電動USPに載せるならではの工夫を色々やりましたので、ご紹介予定でございます。

あ、でもSBDの話もしたいけど…どうしようかしら。

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5 Comments

南木

Sassowさん、こんにちは。ラーメン屋では、いつも焼飯と餃子の南木です。

FETの組み込み、お疲れ様です。

何でもそうですが、こうやって説明を読んでいると「大変そう~」って思うんですよね。はい、わたしも今回の記事読んで、「FETの取り付けって、こんなに大変なんだ……」と思ってしまいました。(笑)

でも実際にやってみると、結構スイスイ進んで楽しんでる内に終わるので、もしこの記事を読んで二の足を踏んでいる人がいるのなら、ぜひもう一歩踏み出していただきたいものです。(^_^)

ただし、楽しんでいられるのも作業が順調に進んでいる間だけで、何らかのトラブルが発生すると地獄に叩き落されるのは自作の常ですが。(^^;

Sassowさんもだいぶ苦労されたようですが、その分だけ経験値はアップしてますので、ぜひ次回への糧としてください。

なお自作FETにはSBDの併用が有効なので、ぜひSBDの取り付けもよろしくお願いいたします。

あと1石と2石の決め方ですが、あまり銃の種類は考えなくても大丈夫です。むしろトリガーを引く回数や、スプリングの強さ・バッテリー・モーターなどで考えた方が良いでしょう

FETはOn/Offの回数が多いほど、また強いスプリングや高電圧バッテリー・高性能モーターを使うほど、発熱量は多くなります。

このためノーマルに近い銃で、またフルオートをメインで使うなら、銃の種類に関係なくFETは1石で十分かと思います。
#もし不安なら、放熱板を付ければより良いでしょう。

逆にセミオートのみで多くの弾数を撃ち、また強力なスプリング・バッテリー・モーターを搭載している場合などは、安全性を考えて2石+放熱板の方が良いかもしれません。

まあ、2石積んでいれば安全性は増すので、どちらが良いか分からない場合は2石の方が無難でしょうか。(笑)

それでは、次回の失敗談や工夫の記事も楽しみにしております。(^_^)

南木

返信する
クルメノ

Sassowさん、南木さん、こんばんは。
いらないなにも、捨ててしまおう 君を探し彷徨うマイソウル クルメノです。

トラブルもありつつなかなか大変だったようですな。
FETは熱に弱いから素早いはんだ付けが必要、と聞いて完全に億劫になっていたけど、この記事を見ながら頑張ってみます(‘◇’)ゞ

自分の電動USPがちょうどスイッチ不良になってきていたから、もしやこれは神の思し召し、いや、南木さんの思し召し!?(‘ω’)
先ほど手元に届いたから、早速カスタム&FET取り付けに取り掛かるぞ~!
次回の失敗談の記事を読む頃には、既に同じ失敗をしていたりして・・・( ゚Д゚)

南木さん、私にもクルシミマスプレゼントをいただきましてありがとうございます。
お礼が遅くなり申し訳ありません。
こういうきっかけでもない限り、おそらく私はFETに手を出せなかったと思います。
もし失敗しても、上手くいったフリを決め込もうと思いますので、もし完成写真に、南木さんからいただいたものとは別のFETが写っていたら、「こいつヤッたな」と思ってそっとしておいてください(笑)

クルメノ

返信する
Sassow

南木さん、こんばんは。

勝手なイメージ像からすると、意外に結構お食べになるんですね…笑

いやはや、初作業でどうもやっぱり内容がボリューミーで大変そうに見える作業をしてしまいまして初見殺し的になってしまってるかもしれません。
ただ、ワタシでも何とか完成に漕ぎ着けましたので他の初心者さんも一度チャレンジしてみようと思って頂けるといいんですけども…笑

なるほど2石の意味合いはそんな感じですか!!
120スプリングやハイサイクルモーターは使ってませんが、セミ運用が多いワタシですのでお試しがてら2石を検討中です。
一番の理由は「無難」の一言に尽きますけども笑

あ、そういえば触れてませんでしたがSBDは以前よりバリカタを載せてましたので、
今回もそのまま使っております!!電拳さんで何度もお勉強させて頂きました!!
SBDについても自作含めて色々もう一度触れて記事にしたいところですが、
如何せんどのSBDを選んだらいいか、また今調べ中で、これがなかなかよく分からず笑

失敗談は大変お恥ずかしいものばかりではございますが、
どうぞこんな感じで戴き物と遊んでましたというところでご覧頂ければ幸いです!!

いやーFET、楽しかったです!!ホントにありがとうございました!!

返信する
Sassow

クルメノさん、こんばんは。

アナタにSassow「さん」って言われると違和感満載ですけども。
最初はホントにFETはワタシも億劫で、かなり心臓バクバクで作業開始したもの。

頂いてから送るのがやたら遅くなってゴメンなさい笑

さて、同時期にトイガンイジりとサバゲーを始めたワタシとアナタです。
今回の南木先生からのFET課題、どちらが高得点を得られるのかっ!!
ワタシは戴き物を一度おじゃんにしちゃってるけどね!!

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南木

クルメノさん、Sassowさん、こんにちは。南木です。

クルメノさんにも無事にクルシミマスプレゼントが着弾しているようで、安心いたしました。(笑)

まあ、よほど長時間ハンダの熱を伝えない限り、そうそうFETは壊れませんのでご安心ください。ただ、金属脚(ツメ)の部分は何度も折り曲げると簡単に折れるので、その点は要注意ですが。(^^;
#っと、さりげなくハードルを上げておきます。(笑)
##まあ、ベベルギアほど簡単には壊れないと思いますので。(爆)
###というより、ツメが折れるのは想定外でした。(^^;

それにもしFETが焼けてしまっても、遠慮なくSassowさんを通じて追加注文してください。Sassow便が、南木印のクルシミマスを喜んで届けてくれますよ!(^_^)

それと、いつのまにかFET搭載コンテストになってます?(笑)

何を基準に、どのように点数をつけるのでしょう? FETを多く壊した方が高得点?(笑)

それなら配線もダメにしてるSassowさんは、かなりの高得点ですね。これを逆転するには、もう銃本体を燃やすしかない?(^^;

ということで、イロイロ期待しておりますので派手な失敗……もとい、成功報告たのしみにしております。(^_^)

南木

P.S. 最近運動不足で太ったため、焼飯と餃子以外にもミニラーメンを追加で食べられるようになりました。ああ、サバゲをしてダイエットしたい。(笑)

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