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中学1年生が段ボールで作った「自宅でドリンクバー！」｜ボタンを押すと冷えたジュースが出てくる仕組み

紹介した作品: 自宅でドリンクバー！ProtoPedia での反響: 閲覧 2,400+ ・ ♥ 9

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自宅でドリンクバー！

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    ProtoPedia の作品「自宅でドリンクバー！」を2人のMCが紹介。当時中学1年生の MEMETAN さんが、段ボールの箱にポンプとペルチェ素子、パソコンの冷却部品、タッチ画面の M5Stack Core2 を詰めて作った家庭用ドリンクバーです。空気でジュースを押し出す仕組み、通り抜ける間に冷やす仕組み、ポンプを止めても止まらない『サイフォンの原理』とのたたかいまで紹介します。

    チャプター

    文字起こし(84行)
    BANNO
    ゆっくりばんのです。
    HIGEDARUMA
    ゆっくりひげだるまです。
    BANNO
    今日もProtoPediaから、とびきり面白い作品を紹介していきますよ。
    HIGEDARUMA
    今日紹介するのは、自宅でドリンクバー！
    BANNO
    ドリンクバーって、ファミレスにある、ボタンを押すとジュースが出てくるあれですか？
    HIGEDARUMA
    そうなんです。あれを家で作っちゃったんですよ。しかも、出てくるジュースはちゃんと冷えているんです。
    BANNO
    それは夢みたいですね。でも写真を見ると、箱は段ボールなんですね。
    HIGEDARUMA
    はい。段ボールの中に、ポンプや冷やす部品が詰まっています。そして作ったのは、当時中学1年生のMEMETANさんなんです。
    BANNO
    中学1年生！それは驚きです。どうやって冷やしているのか、気になりますね。
    HIGEDARUMA
    まずは、使っているところを見てみましょう。箱の前に、小さなタッチ画面が付いています。
    BANNO
    画面に、コカ・コーラって書いてありますね。
    HIGEDARUMA
    そうなんです。その下に、POURボタンを押し続けてね、と出ています。POURは、注ぐ、という意味です。
    HIGEDARUMA
    指でPOURを押すと、箱の注ぎ口から、下の赤いコップにジュースが出てくるんです。
    BANNO
    指を離したら、止まるんですか？
    HIGEDARUMA
    はい。押している間だけ出て、離すと止まる仕組みです。本物のドリンクバーと同じ操作なんですよ。
    BANNO
    あれ、ペットボトルは箱の横に置いたままですね。冷蔵庫に入れなくていいんですか？
    HIGEDARUMA
    そこがこの作品のすごいところで、冷蔵庫を使わずに、出てくる途中で冷やしているんです。
    BANNO
    審査員の方も、ちょうどコレが欲しいと思っていました、とコメントしていますね。わたしも欲しいです。
    BANNO
    そもそも、どうしてこれを作ろうと思ったんでしょうか？
    HIGEDARUMA
    作者は、飲み物が冷やされて出てくるジュースマシンが作ってみたくて作りました、と書いています。
    HIGEDARUMA
    YouTubeで、ペルチェ素子という、電気で冷やせる部品を知って、使ってみたいと思ったそうなんです。
    BANNO
    困ったから作った、じゃなくて、作ってみたい、が出発点なんですね。いいですね。
    HIGEDARUMA
    はい。ポンプを使うのも初めての挑戦だったそうです。
    BANNO
    お母さんのブログには、部品は小学6年生のときに買いそろえていた、と書かれていますね。
    HIGEDARUMA
    そうなんです。そこから1年2か月ほど寝かせて、中学1年生の冬に完成させたんです。
    BANNO
    寝かせちゃうの、大人でもよくあります。ちゃんと完成させたのが偉い！
    HIGEDARUMA
    ちなみに、動かすプログラムの名前は、CoolCoke。冷たいコーラ、という意味です。
    BANNO
    大好きなコーラを、家で冷たく飲みたかったんですね。気持ちが伝わります。
    BANNO
    では仕組みです。ジュースは、どうやって箱から出てくるんですか？
    HIGEDARUMA
    ポンプを使うんですが、ポンプが送るのはジュースではなく、空気なんです。
    BANNO
    空気、ですか？
    HIGEDARUMA
    はい。ペットボトルのふたに、穴を2つ開けて、短い管と長い管を差しています。
    HIGEDARUMA
    短い管から空気を送り込むと、ボトルの中がぎゅうぎゅうになって、底まで届く長い管から、ジュースが押し出されるんです。
    BANNO
    ストローでジュースに息を吹き込むと、ぶくぶくしますけど、それを閉じた入れ物でやる感じですか？
    HIGEDARUMA
    そうです。逃げ場のない空気が、ジュースの表面を押して、出口の管へ追いやるイメージです。
    BANNO
    ポンプがジュースに直接さわらないのも、なんだか安心ですね。
    HIGEDARUMA
    ちなみにポンプのテストでは、ペットボトルがぐしゃっとつぶれるほどの威力だったそうです。
    BANNO
    ぐしゃっと！それだけ空気を動かす力が強いんですね。
    BANNO
    次は、いちばん気になるところです。冷蔵庫なしで、どうやって冷やすんですか？
    HIGEDARUMA
    そこで出てくるのが、ペルチェ素子です。電気を流すと、片方の面が冷たくなって、反対の面が熱くなる、薄い板なんです。
    BANNO
    片面だけ冷たくなる板。不思議ですね。熱くなるほうは、どうするんですか？
    HIGEDARUMA
    熱いほうには、CPUクーラーを当てています。パソコンの頭脳の熱を逃がす、ひだの付いた金属とファンのセットです。
    HIGEDARUMA
    そして冷たいほうには、ウォーターブロックを当てます。本来は、パソコンの部品を水で冷やすための、中を液体が通る金属の箱です。
    BANNO
    あっ、その箱の中を、ジュースが通るんですか？
    HIGEDARUMA
    その通りです。冷たい金属の箱の中を通り抜ける間に、ジュースの熱が奪われて、冷えて出てくるんです。
    BANNO
    パソコンを冷やす部品で、ジュースを冷やしている。発想が面白いですね！
    HIGEDARUMA
    作者が手で描いた構成図もあります。全体の流れを見てみましょう。
    HIGEDARUMA
    ボトルから押し出されたジュースが、冷たい箱を通って、注ぎ口からコップへ。この一本道なんです。
    BANNO
    押し出す、冷やす、注ぐ。こう聞くと、すっきり分かりますね。
    BANNO
    あのタッチ画面は、何をしているんですか？
    HIGEDARUMA
    あれはM5Stack Core2という、タッチ画面の付いた、手のひらサイズのコンピューターです。
    HIGEDARUMA
    実は最初は、ラズパイという別の小さなコンピューターで動かしていたんです。
    HIGEDARUMA
    でも、ドリンクバーらしい操作パネルを付けたくて、タッチ画面のあるM5Stack Core2に変えたそうです。
    BANNO
    使う人のことを考えて、道具を選び直したんですね。
    HIGEDARUMA
    はい。そして画面のボタンを押すと、リレーという、電気のスイッチが入って、ポンプが動くんです。
    BANNO
    指で押す、スイッチが入る、ポンプが空気を送る。つながりました。
    HIGEDARUMA
    電源にも工夫があって、電圧、つまり電気の強さを変える部品を使って、コンセントにさすアダプター1つから、全部の電気をまかなっています。
    BANNO
    コードが何本も伸びないのは、家に置くならうれしいですね。
    BANNO
    ここまで聞くと順調そうですけど、うまくいかなかったことはあったんでしょうか？
    HIGEDARUMA
    ありました。ポンプを止めたのに、ジュースが止まらなくなったんです。
    BANNO
    えっ、ドリンクバーで止まらないのは大変です！
    HIGEDARUMA
    原因は、サイフォンの原理でした。タンクが出口より高いところにあると、管がつながっているだけで、液体が流れ続けてしまうんです。
    HIGEDARUMA
    灯油のポンプで、一度流れ始めると、手を離しても流れ続けますよね。あれと同じなんです。
    BANNO
    あー、あれですね！じゃあ、どうしたんですか？
    HIGEDARUMA
    ペットボトルを、注ぎ口より低いところに置くようにしたんです。作者も、上に置くと止まらなくなるのでヤバいです、と書いています。
    BANNO
    ヤバいです、に実感がこもっていますね。
    HIGEDARUMA
    もう1つは、ポンプが強すぎると、ジュースが速く通り過ぎて、冷えなかったことです。
    BANNO
    冷たい箱にいる時間が、短すぎるんですね。
    HIGEDARUMA
    そうなんです。そこで、ポンプにかける電圧、つまり電気の押す力を下げて、ゆっくり流すように調整したら、いいぐあいに冷えるようになったそうです。
    HIGEDARUMA
    止めるときに、圧が抜けるまで少し時間がかかる、という残った課題も、正直に書いているんですよ。
    BANNO
    お母さんは、失敗を通して自然と物理を学んでいるのが嬉しかった、とブログに書いていますね。
    BANNO
    教科書で読むより、ジュースが止まらなかった記憶のほうが、ずっと忘れないですよね。
    HIGEDARUMA
    この作品は、ヒーローズ・リーグ2021で、14歳以下の作品に贈られるU-14賞を受賞しました。
    BANNO
    作ったのは、MEMETANさん。完成したら、動画を撮ってすぐ片付けて、もう次の工作を始めていたそうです。
    HIGEDARUMA
    作りたい気持ちが、いちばんの材料なんだと思います。
    BANNO
    わたしたちも、何か始めてみたくなりますね。今日できる最小の一歩は、何でしょう？
    HIGEDARUMA
    水を少し入れたペットボトルに、底まで届く長いストローと、短いストローを差して、口のすき間を粘土でふさぎます。
    BANNO
    それから、どうするんですか？
    HIGEDARUMA
    短いほうから息を吹き込むと、長いほうから水が押し出されてきます。
    BANNO
    それなら、台所ですぐできますね。この作品の、押し出す仕組みと同じです。
    HIGEDARUMA
    こぼれてもいいように、流しの上でやってくださいね。
    BANNO
    作品ページと、リンク先の記事には、部品や作り方の写真がたくさん載っています。ぜひのぞいてみてください。
    BANNO
    さて、今日紹介したのは、空気で押し出して、通り抜ける間に冷やす手づくりのジュースマシン、自宅でドリンクバー！でした。
    HIGEDARUMA
    次回の作品でも、ゆっくりしていってね。

    クレジット

    紹介した作品
    自宅でドリンクバー！
    作者: MEMETAN
    ライセンス: CC BY 4.0
    ※作品の画像・動画は、紹介のために切り抜き・編集して使用しています。
    声
    BANNO さんと HIGEDARUMA さんの録音をもとにした合成音声です。

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