2015/05/29

eneloop stick boosterを放電器にする

今回はひさしぶりに機材の話。


エネループのスティックブースター(単三2本型モバイルバッテリー)が
ネオチャンプの放電器にちょうどいいというのはだいぶ前の記事で書きましたが
今回はそれの続きの記事。

これを活かしたいよなぁとは常々思ってました。
で、ようやっとこれを活かして放電器を作ることができました!
それがコレ!


金属製の試験管立てがちょうどいい感じにマッチしました。
なんかサイバーだぜやったー!

というわけで今回はコレの作り方。
過程や理屈をつらつら書くので材料だけ知りたい場合はこちら
※機材の話はすべて自己責任でお願いします

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この機器の弱点はつまるところ充電器という機能そのもので
携帯電話などの充電する対象がいないと放電器として使えない
というのが最大の欠点でした。

この充電器としての機能をなんとか無駄遣いできればなぁ・・・
と思ってネットを徘徊していたところ、すごく良いものがありました。


USB放電器です。
愛知のshopUというお店の通販で約500円でした。安い。

この機器の主な用途はUSBの出力テストのためのもののようで
今の時代はスマートフォンやタブレットの充電器やモバイルバッテリーから
USBの口で1Aや2Aが出力されるのですが
その出力がちゃんと1Aないし2Aに達しているかをテストする機材な模様。

これでスティックブースターを無駄遣いさせれば完璧や!
という作戦なのですが、困ったことにスティックブースターは出力が500mA
この抵抗器では抵抗が小さすぎて要求する電流が大きすぎます。
実際に装着してみたのですが、動作しませんでした。

どうやらこの抵抗をもっと大きいものに交換して
流れる電流を小さくすれば解決しそうです。

で、買って来たのがコレ


5W18Ωと5W30Ωのセメント抵抗。
日本橋のデジットで1個40円。おやすい。
これをホーロー抵抗の代わりにつけかえてみます。
(二つの抵抗を違う抵抗値にしたのは理由があるので後述します)

というわけでまずははんだ吸い取り線ではんだを吸い取って


抵抗を外してから


つけました!


まずは従来2Aだった大電流のモード。
これは2つの抵抗に並列で電流が流れます。


こういう感じ。
この時の抵抗値と流れる電流値の計算なのですが、並列の合成抵抗は

1/R=1/18Ω+1/30Ω で R=11.25Ωになります。
(うう、高校の時にもっと勉強しておけばよかった・・・)

モバイルブースターの出力電圧は


約5Vになるので、USB機器として出力される電流は

I=5V/11.25Ω=0.44A
実際に計測してみましたが


計算はだいたいあってました。やったぜ!

次は従来は1Aだった小電流のモード


これは2つあるうちの片方の抵抗にしか電気が流れません。


この時に流れる電流は

I=5/30Ω=0.16A


こっちも計算通りです。やったぜ!

というわけでUSB機器としての動作は計算通りにいきました。
あとは中の電池からどのくらいの電流が流れているか、という話です。

で、ここからは推測なのですがカタログスペックによると

1900mAhのエネループを使用して500mAを出力すると、中の電池は90分で終了。
容量が半分(950mAh)のネオチャンプを使用した場合はおそらく約45分。
950mAhを45分とすると、流れてる電流は
950÷45×60(1時間)=1266mA です。

で、これは500mA出力時の仕様。
今回の改造例だと大電流で440mA、小電流で160mAの仕様なので
それぞれをざっくり計算してみると

大電流時は 1266÷500×440=1114mA
小電流時は 1266÷500×160=405mA
ということになりそうです。

この電流値で放電した場合の所要時間を計算すると

大電流時 950÷1114×60=51分
小電流時 950÷405×60=140分
ということで、大電流は51分、小電流時は140分で放電が終了すれば
計算通りの電流が流れてると言えそうです。

で、放電をしてタイマーで計測してみたところ
大電流モードのほうは45分で放電が停止しました。
で、小電流のほうはちゃんと140分で放電が停止しました。
計算は見当違いという感じはなさそうですね。


というわけでスティックブースターの放電器化は無事終了。
このサイズで放電電流2パターン切り替え!
しかも電源不要のオートカット式ってすごい優秀すぎる気がする!w

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まとめ

材料
・エネループスティックブースターorパナ製同等品
USB放電器 500円程度
・セメント抵抗 5W18Ωと5W30Ωを各1個
(ちなみに通販だと15Ω33Ωしか売ってないけど計算上はいけそう)

仕様
・大電流 約1100mA放電で満充電から約45分で放電終了
・小電流 約400mA放電で満充電から約140分で放電終了

こんな感じです。
ちなみにUSB放電器の回路はあくまでshopUで販売していた物の仕様です。
ググってみるとUSB放電器にも何種類かあるみたいですが
他の放電器はどういう仕様かわかりませんので悪しからず。

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