理由は、dealextreme.com を利用するようになって そこで商品を見つけたのでなんとなく。
Mini Electronic Cigarette with 6-Refills $8.03
EL-501 Refills Set (10-Pack) $3.06
最初に買ったのはタバコ型ケースの本体 と別売カートリッジ。知識もなく選択基準は適当。後で知ったのだが HEC2(互換機)というものらしい。
- Electronic Cigarette with 3-Refills $9.90
追加で買うときにケースが欲しくてこれにしたが、本体は同じもののようだ。 - Electronic Cigarette with 10-Refills $7.39
本体(バッテリー, アトマイザー)すら消耗品らしいので 追加で買うならこれにしようかと思っているのだが、本体が(完全に)同じかどうかまではわからない。
ここでは、電子工作的な話題のみにしたいので、電子タバコ自体についてはスタパ斉藤の記事を参照のこと - 電子タバコを楽しむゼ!! 〜趣味編
- 電子タバコを楽しむゼ!! 〜開眼編
仕組みについて
長い方の筒(バッテリー)に 電子回路が仕込まれていて、吸うと LED が赤く光るとともに、金属製のパーツ(アトマイザー)の中にある電熱線に電流を流す。"吸い" を検出するのには、2 通りあって 負圧スイッチ？ と コンデンサマイクによる 気流の音検出。
買ったのがどちらなのかはわからないが、他の HEC2 互換機のレビューに複数マイクの話題が出ているところから、マイクではないかと思う。レスポンスがすごく良いところから鑑みても マイクのような気がする。
ちなみに、煙の元の(いわゆる)リキ が センサーに入るとどちらのタイプでも壊れそう。吸口を上にして保管するのは厳禁。
煙の元は短い筒(カートリッジ)の中の小さなタンクに入っている粘度が高い液体。
バッテリーが切れると LED が点滅し、充電中は LED が点灯→充電完了で消灯 という機能もある。
小さななかに、マイクロコントローラがあって センサに応じて 電熱線に電流を流すのを制御したり バッテリー電圧を監視したりしているわけだ。常時ON だから使わないときの消費電流の問題とか、吸い検出の正確さの問題とかもあるだろうし なかなか凝った仕掛けだ。
ただ USB に挿せる小型の充電器の機能は貧弱らしい。抵抗が入っているだけとか。-- 充電しっぱなしは危険で気を張らないといけないのが面倒。(4時間以上の充電はダメ)
まともそうな充電器が付属しているものもある
Electronic Cigarette with 4-Refills + Cigarette Case $11.30
Electronic Cigarette with 4-Refills + Leather Metal Cigarette Case $13.90
この 2 つの充電器はサイズが少し大きめで、4.2V 100mA と書いてある。
Electronic Cigarette with 4 Tobacco Tar Oil $27.10
これの充電器は別体式で、4.2V 150mA となっている。ちなみに(これの)バッテリー容量は 180mAh だそうだ。
この 3 つの本体は同じように見える。-- どうも RN4081 互換機らしい。他にも 同じ本体のがあるのだが、レビューみていると評判は良い。HEC2 より良く RN4081(本物)より良さそうだとか。
だが、当面は HEC2 だけを使うつもり。
さて、HEC2 互換機は 結構気に入ったのだが、電池の持ちが問題。どうにかしたいところ。高級機には MOD なるものがあって選択枝があるようなのだが ... やはりここは自作してみたい。
ちなみに、リキッドを使っている。カートリッジを外して アトマイザーに 3 適 含ませカートリッジを付ける。これを 1 単位として、2-3 単位しか持たない。(正確なところはわからないが、感覚的には新品カートリッジ 1個分ぐらいか)
ついでに書いておくと、カートリッジは 別売りのほう(なかのタンクが大きめ)に、不織布 (レーヨン+ポリエステル)を詰めている。 リキッドを保持するというより漏れ防止のつもり。
本体については、バッテリーが劣化するのを待って改造するとして、まずは充電器。
充電用IC は購入済みだから 口金さえなんとかすれば、作ることは出来そう。問題は充電電流をいくつにするか。劣化するのを厭わなければ どれぐらいまで流せるのだろう？
- まず 電熱線に流す電流は 1A - 2A が普通らしい。で、RN4081 より細身だから 150mAH だとすると 10C ぐらいは流していそうだ。そういう大電流用のリチウム電池は充電も 急速充電が出来そうなイメージだが実際はどうなのだろう？
- ラジコン関係のサイトを見ていると 20C 放電可能な電池でも 1C 充電が基本らしい。2C 充電が可能なリチウム電池もあったが、専用の充電器以外では 2C 充電をしないように という断り書きがあった。
- というわけで、100mA 〜 150mA ぐらいに押さえておくのが無難そうという結論にした。
次に本体。バッテリー劣化したら工作開始の予定だが 2通り検討中。
(1) バッテリーをケーブルでつなぐ別体型タイプ
中身を取り出し バッテリーを抜いて代わりにコンデンサつないで バッテリーの線を出す。
バッテリーをバラすのは
- まず先の 灰色のキャップを外す。
- 口金が取れるなら、口金方向に LEDが付いている基板を押して抜く。
- 取れないのが普通で、パイプカッター(ダイソー 420円)を使って切ってしまうのが一般的。
という感じだから、短くなったのを作ることになりそう。ケーブルはしなやかでないと嫌だから、イヤホンケーブル(２本線タイプを +/- で使う)か。
それを 保護回路付きの TrustFire Protected 10440 600mAh 3.7V (2-Pack) $5.08 とか TrustFire Protected 14500 3.7V 900mAh (2-Pack) $5.40 とかにつなぐ。保護回路付きにするのはショートしたときの対策 -- やっぱりショートは怖い。（当然ながら、Short circuit 保護 が明記されているのが前提）。あと、3.6V のやつはパス。入手した充電IC が3.7V 用なのもあるが、構造が古くて問題が多いイメージがあって嫌(根拠はない)。
ケースはプラ製のスイッチ付き電池ケース(2 本用)。1 本だけ入れて空いているほうに 充電回路を仕込む。
充電電流は 1/2 C にしておく。充電しながら放電も可能で、たぶんパススルーのような使い方もできるはず。供給電流を制限するので、500mA とかの USB AC アダプタも使用可能なのがパススルーと違うところ。
保護回路を当てにできるのなら、抵抗だけでも充電回路になりそう。4.2V 以上電圧がかからないし、抵抗で電流も制限できるわけだ。ただし、Short circuit 保護, over-charge 保護 が明記されていないと怖くて当てにできない。
10440 のほうは細かいスペックが記載されているから当てにできるかも知れない。 2.0V 差(bat 3.0V) のとき 450mA 流すとすれば 1/2 W 10Ω x2(並列) 使えば良いのか。-- でも完了間際は電流減少するし、充電IC 使ったほうが充電が早そう。専用IC は 3.0V 以下の弱った電池でも問題なく充電できるのが利点でもある。
注意: 抵抗だけの充電器だと (保護回路があっても)過放電してしまった電池を充電するのは危険。例えば 3.0V からの充電(電圧差 2V) を標準として 抵抗値を決めると 0V になってしまったら 2.5 倍もの電流が流れる。ちなみに 専用IC は、電池が弱っているとある電圧になるまで 電流を 1/10 にしたりする(予備充電)。
(2) 一体型タイプ
一体型にするなら、回路的には単純にバッテリーだけ置き換えるのが良さそう。標準のチャージャーなら 容量に比例して充電時間が長くなるはず（4倍なら 8時間！）だから、改造したチャージャーを使ったほうが良いかも知れない。
一体型にする場合のケースはどうしよう。放熱性のよいアルミ製にしたいし、10440 使いたいし。
14500 なら選択枝は多い。Aluminum Emergency USB Charger $3.99 なんてものや 沢山の種類があるフラッシュライトをベースにできる。
だが、断固拒否である。10440 にはスペックが書いてあって(自分には)安心できるし、なにより軽い。いまのところ一日に 4 回ぐらいまでしか充電していないし 4倍の容量で十分なはず。
ケースの選定
2-in-1 LED + Pointer Flashlight $1.55 -- これか？
分解写真みるとよさげな気がする。ちなみに 5.6 cm x φ1.0 cm のように書いてあるが、LR44(φ11.6mm) より 10440(φ10.0mm) のほうが細いから違うはず。... と思ったら AG3(LR41:φ7.9mm) だそうだ。じゃぁダメだ。
これには、電池や基板を固定するスペーサが付いている。この分の厚みがあるから 実際はもう少し太いかも知れない。
3-in-1 Red Laser + White Light + UV Light LED Flashlight Keychain $2.57 -- これならどうだろう？ ちゃんと LR44 だ。
(2-in-1 で $2.20 の 赤・青もあった。ケースしか使わないからこれで十分。)
-- 実をいうと現物は持っている。分かっていることを書くと
- 上記の10440 は入る。長さ的には銀色のキャップから 2-3 mm ぐらいのところに正極の端が来る。
- 筒は金属製。銀色のキャップはメッキした樹脂。底のねじもメッキした樹脂。
- 10440の 負極は平坦ではない。フィルムの分奥まっている。
一方底のネジは中央が空洞なので、バネが必要。-- 電池ボックスとかのバネ付き電極を空洞につっこむだけで良さそう。 - 正極はあまり飛び出ていないが面積はある。負極は露出していないから 電極をどうするかについての自由度は高い。
- スペース的に全部のパーツは入らない。もとのバッテリーの筒を(短くして)挿し込むような形で固定する必要がある。幸いキャップは樹脂なので加工は楽そう。
- 最大の問題は、中のパーツをどうやって抜くかということ。
最初の LR41 のやつの分解写真では、キャップを外すことなく、パーツを抜いていたから、同じようなこれも 底のほうへ押し出すのだと思う。だが、うまくいっていない。
-- 破壊覚悟でラジペンで挟んで引っ張るのだろうか？
-- 普通のラジペンは入らないことが分かった。一体どうすれば良い？
-- ラジペンでキャップを挟んでグリグリしたところ、キャップは抜けた(当然傷だらけ)。LED やレーザーモジュールがキャップに接着されていて(キャップの)再利用は難しい感じ。
他の選択枝としては、Mini LED Flashlight Keychain 紫・黒 $1.92 も良さそう。
-- 逆にしてスイッチ部分に口金を付ける。うまくすれば電池の交換も楽そうだ。ただ長さが足りなさそうでなにか工夫が必要そうだ。ちなみに太さは、φ1.4 cm 。電池は AG13 と書いてあるが AG13 = LR44。
写真を見ると 3ピースに見える。だが実際どうなのかは分からない。もし 3ピース でTOPが外れるなら、TOPを加工したりできるかも知れない。
どれもこれも課題が多い。-- すなおに Flashlight with Carabiner Clip (1*AAA) $4.15 つかったほうが良さそうに思えてきた。
TOP と BOTTOM はこんな感じ。太さは φ15mm で随分太い。電池を固定するための ゴムの筒が付属している。こうなると電池の熱を伝えられない。うーん。
もう少し探してみよう。
Red Laser Pointer Pen (2*AAA) $1.81 なんてものが見つかった。
単四 2 直列だ。多分筒は金属だからパイプカッターで 好きな長さに切れる。キャップはネジ式。ネジの口金が外せればキャップも使えるかも知れない。だが、使えなくとも問題はない。
もとのバッテリーの筒が φ8 mm ちょっとでバッテリーケースが 10mm ちょっとだから、1mm 厚のアルミ板とかで巻けば入る(はず)。入ったら瞬間接着剤を流しこめば良い(はず)。長さが自由になるから接着面積も稼げて、しっかり固定できる(はず)。
ちなみに 銀・青もある。なぜかちょっと高い $2.62。 太さの表記が一致しないが、10440 は 普通の単四アルカリと同じ太さだったから問題ないだろう。
ところで大事な要素を忘れていた。
LED の基板をどこに配置してどう配線するか。
LED の情報は重要だ。見えないようにするわけにはいかない。だからどこかに付けたいわけだがスペースがない。また AAA の装置を流用すると 内部は AAA ぴったりだから 配線の余地がない。
さらに 底はネジになっているから 底に付けるとしても 直接配線するわけに行かない。頭が痛い問題になりそうだ。
LR44 系を改造するなら配線するスペースぐらいは出来る。少なくとも 1.6mm の隙間はできる。-- 1mm ぐらいの基板なら 筒に配置することも可能かも知れない。
秋月の ＳＭＤプロトタイピングガラスユニバーサル基板（０．３ｍｍ厚）Ｃタイプ に LED を付けて 基板を筒の外に貼りつけて 配線するのかな？ 筒に穴あけて線を引き込めれば少しはマシに見えるかも知れない。
充電用IC について
充電回路は、LTC4054-4.2 互換の MCP73831T-2ACI (日本語データーシート) で作るつもり。
LTC4054-4.2 互換 の 専用IC は、弱った電池を使うときの 予備充電とか トリクル充電→充電停止の機能があるから 安心して使えるのだが、デジキーとかでしか売ってなくて人には勧めづらい所がある。
- ここで LTC4054 売っている。400 円と高いがまぁやむを得ないか。
- ここで MCP73831 が 150 円。安くて良いが在庫が少ない。
「充電電流を設定できるキット」 とか 「Arduino Duemilanoveもどき基板のみ」なんて商品がある。なんか面白そうなショップだ。
おまけ:
1) アトマイザーにはリキがこびりついてくるわけだから定期的な洗浄が必要らしい。HEC2 は交換用アトマイザー もなさそうだから 長く使うには洗浄方法をマスターしなければならない。
-- というわけで 超音波清浄器も 入手してみた。まだ未使用。
ものは、「アイテック ソニックウエーブ MA-213」 あまり良いものではないかも知れないが、とりあえず洗浄したいのはアトマイザー とメガネ ぐらいなので価格と洗浄槽の大きさを優先。 ちなみに買ったのはここ。
2) メンソール風味を楽しみたいなら ハッカ結晶をリキッドに入れると良いらしい。
というわけで メントールクリスタル 20g 240円というのを買ってみた。
だが 分量がさっぱりわからない。「10ml に 大きめのカケラ 3 つ」とかの説明は見たのだが、最大のカケラは 4cm ぐらいある。小さいのはどこまでも細い。耳かき 3 杯 分とかの表現ならまだ見当は付くのだが..
とりあえず 1cm ぐらいで細いやつを選んで 3 つばかり入れてみた。溶けにくいものらしいが、わりとすぐ見えなくなった。
それは良いのだが、ほとんどメンソールの風味がしない。少なすぎるのか？、実は溶けていないのか？ あるいは混ざっていないのか？
入れすぎると元にもどせないので、気長にやっていこう。
メントールクリスタルは同じ分量の無水エタノールに溶けるそうだ。メントール 1:エタノール 2 で濃い溶液を作っておけば、ハッカ油のように使えそうだ。
-- お風呂に数滴いれたり、ハッカおしぼりとかハッカスプレーを作ったり 夏は電子タバコ以外に役に立ちそう。
... こんな感じで散財しつつ楽しくやっている。が、この手の話題はこれ以上しない予定。電子タバコ自体についても 上記で書いた内容の経過報告ぐらいにするつもりなのであしからず。
追記： MOD 第一号機を作成。
なんだかんだ能書きばかり書いてきたのだが、ついに作成した。
単四x2電池ボックスを使うのが安易で良さそうとは思っていたのだが、充電回路周りが綺麗に入れられるかどうか自信がなく躊躇していた。
はさみで切れる 0.3mm 厚のSMDプロトタイピング基板に USB mini-Bコネクタ を載せたものが、電池ボックスのスイッチの穴に うまく収まることが判ったので、ヤル気が出てきた。
充電回路は、このようにした。MCP73831T-2ACI を使う。充電電流は、300mA 。充電中は 赤の LED が点灯し、完了すると 黄色の LED が点灯するようにした。
この回路を、空きスペースの 1/2 ほどを使って組む。基板は上記の SMDプロトタイピング基板。
残り 1/2 は、HEC2 をダイソーのパイプカッターで切って バッテリーを抜いたもの。
HEC2 の中身はこんな風になっている。短い黒い線はすぐ外れてしまうが、バッテリーの + に接続されている。
長い黒い線は、バッテリーの - と パイブ (GND)。赤い線は パイプの先の電極。
コントローラは、これだけ。下に マイクと マイクのカバーが付いている。線が付いているところが、黒い長い線でGND 。その上に 2 つ電極があるが、上から 赤い線(アトマイザー)、黒い短い線(バッテリー) の順。
- 赤い線(アトマイザー)の先の電極は、シリコンゴムを介してはまっているだけなので外れる。空気の穴を塞がないようにハンダ付けするわけだが、太い線だとうまく行かないかも。そこで、元の単線を少し残して輪っかを作り、そこにより線をハンダづけしている。
- 黒い長い線を元のところにハンダづけするのは、とても難しい。かといって、パイプは鉄で 直接ハンダづけするのも難しい。
そこで、ラジペンで 根っこの部分を 毟って(?)折り曲げ、そこにより線を巻きつけてハンダ付けして電極を作り、その上に より線を接続した。
元のケーブルは、細い単線なのだが、作っている間に 1本づつ切れていった。結局 より線で全部を入れ替えるはめになった。だから分解の際に切れても気にする必要はない。
入れ替える際の注意を 2 つ。
これは、バッテリーだけを入れ替える形で一旦配線したところ。充電に長い時間がかかるが、この状態でも使える。
この状態にした後、電池に充電回路と USB mini-B コネクタを付けるわけだ。
フタを閉めるとLEDが見えないわけだが、3mmφの穴を後であけている。
- ちょっと TIPS
- コントローラを パイプのおしりにはめこむわけだが、はめこみかたで、吸い込みが重くなったり軽くなったりする。要調整なので、組む際に注意。
- パイプを挿し込む穴は、例によってハンダごてを使った。穴を空けてから カッターナイフで削ったりしたが、最後に綺麗にするために 切ったパイプの片割れを使った。ハンダごてで温めつつ スムーズに入るようにするわけだ。
ちなみに、最後は瞬間接着剤で 固定した。このやりかただと、接触面積が増えるので都合が良かった。 - USBのところの基板は実をいうと薄すぎる。厚みとしては普通の基板のほうが良いのだ。結局、紙を隙間に入れて 調整している。
- 使うパイプは長いほうが良い。短くしてしまったが、連続で吸うと パイプが熱くなりすぎる。真ん中で切るのが良いような気がする。
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