電磁波から電子機器を守る方法

電磁パルス（EMP）は、ほとんどの商用電子機器の回路を焼き切ることができるエネルギーの波ですが、ファラデーケージとして知られるシンプルな導電性シールドで機器を保護することができます。この記事では、EMPの流れを変え、電子機器を保護するために、一般的な家庭用品でファラデーケージを作る方法をご紹介します。

知っておくべきこと

• 靴箱とアルミホイル、金属バケツとアルミテープなど、一般的なものを使って家庭用ファラデー・ケージを作りましょう。
• ファラデーケージの素材が何であれ、隙間をふさぐためにアルミテープを使っていることを確認してください。
• ファラデーケージに電波が入らないことを確認するため、携帯電話でDIYプロジェクトをテストする。

方法1

アルミホイルを使って靴箱を改造する

1. 蓋つきの靴箱を選びます。頑丈で乾燥した靴箱を探してください。アルミ箔を貼り付ける構造として、段ボールが無傷である必要があります。他の種類の箱を使うこともできますが、蓋があることが重要なので、靴箱が最善の選択肢であることが多いです。

   • 普通の箱を使う場合は、EMPが作動するまで密閉しておく必要がある。
   • 靴箱の蓋を外せば、中に収納した電子機器に素早くアクセスできる。
2. 箱の寸法を測る。可能な限り、箱の大部分を遮るもののないホイルで覆う必要がある。前もって箱の寸法を測っておくと、これが簡単になります。まず箱の長さを測り、次に高さを測る。高さに2を掛け、それを長さに加える。そして、1インチ（2.5cm）を足して、最初のレイヤーに敷くホイルの長さを決めます。

   • 箱の大きさは、インチでもセンチでもかまいません。
   • 例として、長さ10インチ（25cm）、高さ4インチ（10cm）の箱は次のようになります：4インチ（10cm）×2＝8インチ（20cm）。8インチ（20cm）＋10インチ（25cm）＝18インチ（46cm）。さらに1インチ（2.5cm）足すと、合計19インチ（48cm）となる。
   • 余分な1インチ（2.5cm）のホイルは、箱の上端に折り返すことができます。
3. 寸法をもとにアルミホイルを3枚切る。ホイルをロールから伸ばし、前のステップで決めた長さにします。それから、かみそりの刃かアルミホイルの箱の歯を使って、そこで切り落とします。この作業をあと2回繰り返し、同じ長さのアルミホイルが3枚揃います。

   • 先ほどの例で言うと、それぞれ19インチ（48cm）のホイルを3枚切る必要がある。
4. 靴箱を1枚目のアルミホイルの中央に置きます。テーブルの上のアルミホイルは、長方形のような形をしており、2つの長い辺と2つの短い辺があります。箱の形がホイルの形と同じになるように、箱の長い辺がホイルの長い辺と平行になるように、箱の向きを揃える。

   • 箱の配置は正確である必要はない。
   • 靴箱の蓋はまだしないでください。
5. ホイルを箱に巻きつけ、テープで固定する。ホイルは箱の上部から左右に1.3cmほどはみ出るようにする。その余分なホイルを箱の中に折り込み、スコッチテープで固定する。

   • 余分なホイルを靴箱の外側に折り返す。
   • 箱の一部がまだ見えているが、少なくとも底と2つの短い側面はアルミホイルで完全に覆われているはずである。
6. 残りの2枚のホイルを、箱の左右を囲むように折る。片側のホイルを箱の内側に約0.5インチ（1.3cm）折り込み、箱の短辺と底の最初のホイルシートと重なるように、箱の同じ側をホイルシートで包む。その後、ホイルをテープで固定する。この作業を、最後に残ったホイル・シートで反対側にも繰り返す。

   • これで、箱自体がアルミホイルで完全に覆われました。
   • 長いテープを使い、3枚のホイルが常に直接接触するようにする。ホイルに隙間があってはならない。
7. 靴箱のふたを使って、もう1枚のホイルを測ります。箱の蓋を1枚のアルミホイルで包むことができます。ホイルをテーブルの上に広げ、その上に箱のふたを置く。箱のふたがすっぽり隠れるくらいホイルを伸ばした状態で、カミソリの刃か箱の歯を使ってホイルを切り落とす。

   • 箱の他の部分のようにホイルが重ならないように、ホイルが破れないように注意する。
8. ホイルをテープで蓋に固定する。ホイルを蓋の形に合わせて折り、上部と側面を完全に覆い、スコッチテープで固定する。

   • ホイルをフタの下に折り込み、フタの側壁の内側もホイルで覆う。
   • ホイルが破れたり、箱のフタが大きすぎて1枚では覆いきれない場合は、さらにホイルを重ねることができる。
9. 電子機器を箱の中に入れ、ふたを閉める。蓋のホイルと箱のホイルが直接接触することで、EMPによって放出されるエネルギーを箱の中に収納されている電子機器の周囲に向かわせるバリアができます。

   • 蓋の内側の側壁のホイルが、箱の外壁に接触していることを確認してください。
   • 箱をアルミテープで密閉すると、さらに保護が高まります。
   • 箱を密閉すると、密閉を解除するときにホイルが破れてしまうことをお忘れなく。

方法2

バケツを使う

1. 亜鉛メッキの金属バケツを購入する。このバケツがファラデーケージの本体となります。バケツのラベルを見て、亜鉛メッキ金属製であることを確認する。バケツの大きさは、ファラデーケージ内で保護するものに合わせて決めましょう。このプロジェクトでは、一般的に6米ガロン（23L）のバケツを使います。

   • ファラデーケージが機能するためには、バケツは亜鉛メッキ金属製でなければなりません。プラスチック製のバケツでは、EMPの流れを変えることはできません。
   • 蓋が金属製のバケツを選びましょう。
   • 近所の金物店で亜鉛メッキの金属バケツを購入できる。
2. バケツの継ぎ目にはアルミテープを貼っておく。亜鉛メッキの金属バケツは防水性が高いが、EMPが発生した場合、バケツの継ぎ目に隙間ができ、エネルギーが流れ込む可能性がある。金属が接合されている継ぎ目に沿ってアルミテープをバケツの内側に貼ることで、これを軽減することができる。

   • 継ぎ目にアルミテープを貼らなくても、ファラデーケージは機能するかもしれません。アルミテープを貼ることは、バケツによる保護に隙間ができないようにするための予防策です。
   • アルミテープはお近くのホームセンターで手に入ります。
3. アルミテープは、取っ手がバケツや蓋に付いている部分に貼ってください。バケツや蓋の金属にわずかな隙間があるだけでも、EMPがファラデーケージ内の電子機器にダメージを与える可能性があります。バケツの内側で取っ手が通っている部分と、蓋の裏側で取っ手が付いている部分にアルミテープを貼って、それを軽減しましょう。

   • 取っ手がバケツの中を通る穴は、ファラデーケージを危険にさらす可能性のある隙間ができやすい場所です。
   • これらの穴は、バケツの継ぎ目に使ったアルミテープですでに覆われているかもしれない。
4. バケツの内側に厚紙を敷きます。電子機器は、絶縁層によって外側の金属から分離する必要があります。小さめのゴム製またはプラスチック製のバケツを購入し、それを亜鉛メッキ金属バケツの中に入れるか、バケツの内側に段ボールを敷いてもよい。段ボールを固定するには、アルミテープではなくマスキングテープを使う。

   • 段ボールを丸く切り抜き、バケツの底に敷く。
   • 段ボールをバケツの中にスライドさせ、バケツが垂直になるようにし、内側に巻きつける。
   • バケツの内壁と床が段ボールで覆われる。
5. 電子機器を入れる。ファラデーケージの内側に敷いた段ボールやバケツの中に電子機器を入れます。次に、バケツの上に蓋をかぶせます。蓋とバケツが直接金属と金属を接触させるだけでケージは十分機能するはずですが、さらに保護するためにアルミテープでバケツを密閉することもできます。

   • ラジオや携帯電話を使ってファラデーケージが機能するかテストする。

方法3

携帯電話でファラデーケージをテストする

1. 携帯電話を1台と、携帯電話と通話するためのもう1台を用意します。この実験を行うには2台の電話が必要です。家の電話があれば、一人でできます。そうでない場合は、携帯電話を持っている友人にテストを手伝ってもらう必要があります。

   • ファラデーケージの中に携帯電話を入れたら、携帯電話に電話をかける方法が必要です。
2. どちらの携帯電話も電波が通じることを確認してください。ファラデー・ケージが携帯電話の受信を妨げているのではなく、他の環境要因によるものであることを確信できるよう、両方の携帯電話が強い携帯電話信号を受信している場所を探してテストを行ってください。

   • この実験は、あなたの携帯電話が受信できる可能な限り最高のサービスを受けられる場所で行うのがベストです。
3. コントロールとして、友人に電話をかけてもらう。電話の着信音を最も大きく設定し、鳴り始めるのを待ちます。少し遅れるかもしれませんが、お友達が電話をかけてからすぐに鳴り始めるはずです。

   • 電話が着信しない場合は、その電話に問題があり、ファラデーケージのテストには使えません。
   • 電話が鳴ったら、電話を切る。
4. 電話をファラデーケージの中に入れる。作ったファラデーケージの蓋を開け、中に電話を置きます。蓋を元に戻し、箱やバケツに直接接触していることを確認する。

   • 電話がファラデーケージ内の金属や箔に接触してはいけません。
5. 友人にもう一度あなたの番号をダイヤルしてもらいます。今度は、ファラデーケージの中から電話が鳴る音は聞こえないはずです。電話が鳴らない場合、ファラデーケージはその外側で信号をリダイレクトし、あなたの電話に信号が届かないようにすることに成功しています。

   • 電話が鳴る場合は、ファラデーケージのどこかに隙間があり、信号を通過させていることを意味します。
   • ファラデーケージが機能するかどうか、複数回テストしてください。
6. 電話が通じた場合は、ファラデーケージに隙間がないか探してください。ファラデーケージの外側の金属に隙間があれば、電子パルスが通過する可能性があります。ファラデーケージを見渡して、見つけた隙間をアルミホイルやテープで覆ってください。その後、再度ファラデーケージをテストしてください。

   • このテストはファラデーケージが機能することを保証するものではありませんが、潜在的な信号漏れを評価する最も簡単な方法です。
   • このテストを繰り返し、信号がファラデーケージを通過しなくなるまで隙間をふさぎ続ける。

この記事は、CC BY-NC-SAの下で公開された「 How to Protect Electronics from an Electromagnetic Pulse 」を改変して作成しました。特に断りのない限り、CC BY-NC-SAの下で利用可能です。