みなさんこんにちは。昨日の活動報告は理解できましたでしょうか?回路図の不備、申し訳ありませんでした。今日は、5つのモードについて紹介します。1.太陽電池からの入力電圧が14.5V未満 のときは、モバイルバッテリーから最終充電対象装置の系統をオンし、太陽電池から最終充電対象装置の系統をオフし、太陽電池からモバイルバッテリーの系統をオフします。2.太陽電池からの入力電圧が14.5V~16.5V のときは、モバイルバッテリーから最終充電対象装置の系統をオフし、太陽電池から最終充電対象装置の系統をオンし、太陽電池からモバイルバッテリーの系統をオフします。3.太陽電池からの入力電圧が16.5V以上 のときは、モバイルバッテリーから最終充電対象装置の系統をオフし、太陽電池から最終充電対象装置の系統をオンし、太陽電池からモバイルバッテリーの系統をオンします。①太陽電池が全く発電していない、1の段階またはそれ以前の状態を、夜間モードと呼びます。 夜間は、入力電圧が0Vになります。 夕方のまだ薄明るいとき、夜明け時の薄明るいとき、入力電圧が0V~14.5Vのときも夜間モードに含みます。 基本的に入力電圧が14.5V近くあっても、夜間モードの時は、太陽電池は最終充電対象装置の充電に貢献しません。 モバイルバッテリーから最終充電対象装置の系統をオンし、太陽電池から最終充電対象装置の系統をオフし、太陽電池からモバイルバッテリーの系統をオフした状態が継続します。②1と2のフィードバックで太陽電池からの入力電圧が14.5V付近のときは、協調充電モードと呼びます。 協調充電モードのときは、モバイルバッテリーと太陽電池で協調して最終充電対象装置を充電します。 ここで、太陽電池で発電した電力はすべて最終充電対象装置の充電に使われ、それでも足りない分のみモバイルバッテリーから最終充電装置に充電されます。 曇りや雨の日、朝夕の時間帯などにこのモードになることが多いです。③2の状態が安定する場合を、晴天モードと呼びます。 太陽電池からの入力電圧が14.5V~16.5Vとなります。 モバイルバッテリーから最終充電対象装置の系統をオフし、太陽電池から最終充電対象装置の系統をオンし、太陽電池からモバイルバッテリーの系統をオフした状態が継続します。 晴天モードでは、太陽電池で発電した電力=最終充電対象装置に充電する電力となります。 晴天モードでは、モバイルバッテリーは放電も充電もしないです。④2と3のフィードバックで太陽電池からの入力電圧が16.5V付近のときは、晴天余剰第1モードと呼びます。 晴天余剰第1モードのときは、最終充電対象装置に充電して余った電力を太陽電池からモバイルバッテリーに充電します。 ここで重要なのは、最終充電装置が5V充電で必要とする電力は、すべて太陽電池から供給され、太陽電池から発電した電力が余った部分のみモバイルバッテリーに充電されます。 晴天の昼間にこのモードになることが多いです。⑤3の状態が安定する場合を、晴天余剰第2モードと呼びます。 太陽電池からの入力電圧は、解放電圧に近い20V程度となります。 モバイルバッテリーから最終充電対象装置の系統をオフし、太陽電池から最終充電対象装置の系統をオンし、太陽電池からモバイルバッテリーの系統をオンする状態が継続します。 最終充電装置が5V充電で必要とする電力は、すべて太陽電池から供給され、太陽電池から発電される電力がモバイルバッテリーに充電し、それでも電力が余るモードです。 大きな太陽電池を接続した場合、晴天の昼間にこのモードになることがあります。いかがでしたか?12Vバッテリーレス充電システムの用語集もございますので、今後必要になったときのご参照ください。https://www.chariot-lab.com/12V_batteryless_charging_system/12V_batteryless_charging_system_glossary.htmlそれではまた次回お会いしましょう。
<訂正版> 大変申し訳ありません。 本日昼に投稿した活動報告で、回路図に誤りがありましたので訂正いたします。 電子メールで活動報告を受け取られた方は、昼の分を削除いただけますでしょうか。 みなさんこんにちは。今週中に支援が入らなかった場合、しばらく活動報告を書くのを中止します。逆に今週中に重要な活動報告はすべて出ますので、見逃さないでください。特に、今回の活動報告は、おそらくすべての活動報告の中で最も重要になります。今回は、Chariot SAMBAにおける協調充電について書きます。プロジェクトページにも技術的説明として協調充電について書きましたが、Chariot SAMBAにおける3段階判定については触れていませんでした。プロジェクトページでは、いきなりChariot SAMBAにおける3段階判定について書くと難しいかと思ったのであえて一般的な協調充電についてのみ書きました。この活動報告では、Chariot SAMBAにおける3段階判定について書きます。 Chariot SAMBAでは、抵抗分割により太陽電池からの入力電圧を3段階に判定します。1.14.5V未満2.14.5V~16.5V3.16.5V以上1.太陽電池からの入力電圧が14.5V未満 のときは、モバイルバッテリーから最終充電対象装置の系統をオンし、太陽電池から最終充電対象装置の系統をオフし、太陽電池からモバイルバッテリーの系統をオフします。2.太陽電池からの入力電圧が14.5V~16.5V のときは、モバイルバッテリーから最終充電対象装置の系統をオフし、太陽電池から最終充電対象装置の系統をオンし、太陽電池からモバイルバッテリーの系統をオフします。3.太陽電池からの入力電圧が16.5V以上 のときは、モバイルバッテリーから最終充電対象装置の系統をオフし、太陽電池から最終充電対象装置の系統をオンし、太陽電池からモバイルバッテリーの系統をオンします。 太陽電池からの電力がある強さの時には、1の状態になったら電力が余り、その結果2の状態になり、2の状態になったら電力が足りなくなり、その結果1の状態になります。 このフィードバックにより、太陽電池からの入力電圧が14.5V付近になり、太陽電池から最終充電対象装置の系統を流れる電流が第1のある値で釣り合います。 第1のある値は、太陽電池の発電量によって変わってきます。 太陽電池からの電力がより強いある強さの時には、2の状態になったら電力が余り、その結果3の状態になり、3の状態になったら電力が足りなくなり、その結果2の状態になります。 このフィードバックにより、太陽電池からの入力電圧が16.5V付近になり、太陽電池からモバイルバッテリーの系統を流れる電流が第2のある値で釣りあります。 第2のある値は、太陽電池の発電量によって変わってきます。 この3段階の判定により、このような電力のやり取りとなり、太陽電池からの発電電力が弱い場合、太陽電池とモバイルバッテリーが協調して最終充電対象装置に充電する協調充電となり、太陽電池からの発電電力が強い場合、最終充電対象装置をフルパワーで充電し、さらに余った電力をモバイルバッテリーに充電します。 いかがでしたか?この活動報告が、Chariot SAMBAのコアとなる技術になります。次の活動報告では、これらの3段階の判定ごとのモードについて説明します。また明日お会いしましょう。
みなさんこんにちは。今回は、各バージョン間の違いについて書きます。いろいろな経緯があって誕生したChariot SAMBAですが、2年前のCAMPFIREのバージョンを「12Vバッテリーレス充電システムCAMPFIRE版」と呼ぶことにします。その1年後にKickstarterに出したバージョンを「12Vバッテリーレス充電システムKickstarter版」と呼ぶことにします。今回のメインリターンの品を「Chariot SAMBA」と呼び、低価格版を「12Vバッテリーレス充電システム定格版」と呼ぶことにします。まず、「12Vバッテリーレス充電システムCAMPFIRE版」と「12Vバッテリーレス充電システムKickstarter版」の違いですが、2020年CAMPFIRE版との違い1.素子の最適化によりバッテリーたたき起こし待ち受け時間が伸びました。(12Vバッテリーレス充電システムCAMPFIRE版:6時間→12Vバッテリーレス充電システムKickstarter版:48時間) これには、3つの素子変更があります。 ・電気二重層キャパシタの低リーク化 ・MOSFETの低オフリーク化 ・ダイオードの逆電流リーク化2.Digi-keyから部品調達をし、中国の工場に生産を依頼するようにし、実装済み基板の提供をするようになりました。現在でも未実装基板を販売しております。3.出力キャパシタの容量を減らし、バッテリーたたき起こしの応答が速くなりました。(12Vバッテリーレス充電システムCAMPFIRE版:470uF→Chariot SAMBA:47uF)※本文ではCAMPFIRE版100uFとなっていたようです。 訂正します、すみませんでいた。次に、「12Vバッテリーレス充電システムKickstarter版」と「12Vバッテリーレス充電システム定格版」の違いこの2つは、同じプリント基板CBLC-06-06を使用しております。違いは、キャパシタ類だけです。1.電気二重層キャパシタの低価格化バッテリーたたき起こし待ち受け時間が減るという影響があります。(12Vバッテリーレス充電システムKickstarter版:48時間→12Vバッテリーレス充電システム低価格版:24時間)2.電解コンデンサを5個→3個に減らすプリント基板2枚で独立電源システムを構築するのには向かなくなりましたが、1枚で使う分には大きな影響ありません。3.セラミックコンデンサをなくすなくしてもノイズへの影響はありませんでした。これらの部品の定格化により、定価18,000円を実現しました。さらにたまたまあった基板工場のキャンペーンを利用し、クラウドファンディングではさらに低価格で提供します。最後に、「12Vバッテリーレス充電システムKickstarter版」と「Chariot SAMBA」の違いです。12Vバッテリーレス充電システムKickstarter版までは、プリント基板が2枚無いとモバイルバッテリーを用いた独立電源システムは実現できませんでした。Chariot SAMBAでは、プリント基板1枚でモバイルバッテリーを用いた独立電源システムを実現できます。そのため、モバイルバッテリーを用いた独立電源システムを実現するには大幅に安くなりました。尚、1つので電気二重層キャパシタで多くの回路を動かす必要が生じるため、バッテリーたたき起こし待ち受け時間は減っています。(12Vバッテリーレス充電システムKickstarter版:48時間→12Vバッテリーレス充電システム低価格版:24時間)今週中に支援が入らなかった場合、しばらく活動報告は休止しようと思います。ご支援いただけるとうれしいです。
2日目になりました。今回は、Chariot Lab.の今までの歩みについて書きます。 2009年ごろ、自然エネルギー関連システムの研究を始めました。活動報告トップのような回路で過充電防止回路が超低消費電流で実現できると思い、プリント基板に起こしました。しかし、残念ながら製作品は、商品電流は120uA(マイクロアンペア)と大幅に減ったのですが、コストが非常に高くなってしまった。 クラウドファンディングを2回しましたが、1回目は66000円、2回目はAll or nothingで失敗に終わりました。消費電流が10分の1でも、コスト(システム購入費)が10倍なら誰も買わないのです。https://camp-fire.jp/projects/view/62728https://camp-fire.jp/projects/view/127975 このプロジェクトは開発中止となり、それまでに検討た技術は、1冊の電子書籍にまとめることにしました。 その後数年たち、独立電源システムから鉛蓄電池を取り去ってしまおうと思いました。これが12Vバッテリーレス充電システムの始まりです。このコア技術に協調充電があります。太陽電池から発電した電力は、すべて最終充電対象(スマホなど)に充電し、足りない電力だけACアダプタから充電します。 こうすることにより、鉛蓄電池がなくても、最終充電対象に高速で充電します。 このプロジェクトは2020年にCAMPFIREでクラウドファンディングをしました。https://camp-fire.jp/mypage/projects/352178 未実装プリント基板のみのリターンでしたが、結果は3万円弱の支援を集めました。 その後、digi-keyから部品を調達するようにし、中国の工場を使い、実装済みプリント基板をリターンとし、そしてバッテリー叩き起こし待ち受け時間を大幅に改良し、翌年にKickstarterでクラウドファンディングを実施しました。 自己ベストの約8万円を集めることができました。https://www.kickstarter.com/projects/chariot-lab/12v-batteryless-charging-system この過去2回のプロジェクトで、両方とも、プリント基板2回でモバイルバッテリーを用いた独立電源システムを実現しようとしていた方が多かったので、その後、プリント基板1枚でモバイルバッテリーを用いた独立電源システムを実現するようにしました。それが、今回のChariot SAMBAになります。 本プロジェクトは800円からご支援いただけます。 みなさまの支援は、当方のモチベーションにつながります。 逆に支援が全く集まらない場合、本プロジェクトは諦めて、活動報告を上げなくなるかもしれませんが、その時はご容赦ください。
プロジェクトオープンしました。是非、拡散してください。2年半ぶりにCAMPFIREに戻ってきました。お久しぶりの方もそうでない方も、これからよろしくお願いいたします。今回は、今後書こうとしている活動報告にどのようなものがあるかをお知らせします。諸事情により、ずべて公開できるとは限りませんので、あらかじめご承知おきください。また、これ以外の内容も活動報告に入れる可能性があります。活動報告予定一覧です。・Chariot Lab.の歩み・各バージョン間の違い・Chariot SAMBAの技術の説明-Chariot SAMBAにおける協調充電の技術・Chariot SAMBAの協調充電のモード・Chariot SAMBAの技術の説明-100%に近い時間協調充電システムに電源を供給する工夫・Chariot SAMBAの技術の説明-バッテリーたたき起こし・Chariot SAMBAの配線方法・12Vバッテリーレス充電システム 低価格版 にもあてはまるメリット・12Vバッテリーレス充電システムの配線方法・エンジェル投資のご案内是非お気に入り登録して、活動報告を受け取れるようしてください。