気温の低下でバッテリーは弱る上に真冬はほとんどバイクに乗らなくなるので、今からバッテリーの健康維持のためにトリクル充電器を作ってみます。
電力はほとんど必要ないのでAC100Vではなくソーラー式にしたいと思います。
てことで、amazonで安価なソーラーパネル買いました。
5V 60mA 75mm x 36mm 5個入りで1179円でした。1枚236円ですね。
アップコンバーターで昇圧する方法も考えましたが、日照条件の良くない場所でもなるべく電力が確保できるように4枚直列で20Vのソーラーパネルにします。
いつものノリならCRD（定電流ダイオード）を一本かませて完成なのですが、
今回はもう少しマシなものを作ってみようと思います。＾＾
がしかし、
アナログ回路は中学生？レベルから進歩していないのでＡＩに相談してみました。(´▽｀)
相談の結果、ソーラーなので屋外設置ですが、通年（夏～冬）使うということであれば、
ＣＲＤによる定電流化は周辺温度による特性変化が大きすぎておススメできないという事なので、
LM317で定電流化し、TL431で定電圧化するという回路構成で作ることになりました。
年間を通しての外気温による特性変化や、夏場の過充電などの警戒して、
13.5V、20mAがバランスのよい最適値らしい。
本当か？と思うが否定できるだけの知識もないので信用してこれで設計します。
とりあえずＡＩに回路図書いてもらいました。(#^.^#)
一応自分でもチェックはしましたが、分圧の抵抗値などいい感じに計算してくれるので楽ですね。
LM317L、TL431C
持ってなかったので日本橋に買いに行ってきましたが、100円程度の買い物に電車に乗って出かけたので秋月で送料払った方が圧倒的に安かったです。(´Д｀)
ブレッドボードでテスト回路組んでみました。
ダイオードとコンデンサーはジャンクから適当に拾ったものです。
発振防止のコンデンサーは、容量を軽視して適当にすると逆に発振しやすくなるらしい。
TL431の基本仕様では、発振しない限り特に必要ではないらしいので適当につけたものは外しました。＾＾；
シンプルな回路なので、アニメ見ながらハンダ付けしていたらやらかしてしまい、ジャンパー走らせてしまいました。
こんなスカスカな回路にジャンパーって恥ずかしい限りです。(´Д｀)
３Ｄプリンタでケースっぽいものを作って放り込みました。
ここでもやらかしてTL431が倒れてます。(´Д｀)
蓋もあるのですがケースの高さを間違えてぶつかっちゃったんだよねぇ。
蓋っぽいもの閉めました。
失敗箇所だらけですが一応回路は完成したので、
安定化電源をソーラーパネルに見立ててテストします。
13.1V
ちょっと低いが誤差の範囲
真夏と真冬の実測値次第では再調整するかも…
29.4ｍA
こちらはちょっと多いですが、13.1Vに近づけば電圧差が無くなり自動的に減少するので問題なし。
あと安定化電源をバッテリーに見立てて、出力側に繋ぎダイオードで逆流が防げているか確認してひとまず回路は完成です。＾＾
さてソーラーパネル側の細工します。
５V直列で20Vのパネルにしました。
パネル用のお皿も３Ｄプリンタで印刷
ここに並べてエポキシで固定＆防水します。
と思ったら、ちょっと高価なウレタンシールを発見。
放置して期限切れになると使わないままでも固まってしまうのでもったいない。
てことで急遽これでシールすることにします。
ううぇぇん(´Д｀) はみ出したところ触ったらどんどん酷くなってしまった。
諦めて固まってから処置します。こんなことならマスキングしておくべきだったな。
固まってから1000番で削り取りました。
パネルが傷だらけで曇ってしまったので磨かないといけませんね。
ガラスポリッシュで磨いた後に、ダンジー（樹脂研磨剤）でバフ掛け
なんとかそこそこ光が戻りました。
しかしコーキング汚いなぁ。
こういう充填系はレジンかエポキシがいいよね。
完成したので取り付けたいと思います。
何もしてこなかった状態でのバッテリー電圧は11.６Vでした。
日中の外気温は18℃、まだ本格的な寒さは来ていませんがすでに12Vを下回っていました。
やはり対策は必要だったようです。
充電用のコネクタはシート下のここに付けました。
こうやって駐車中は充電器を接続しておくことにします。
脱着にはシートを開ける必要がありますが、
ヘルメットを収納しているので必ず開けるから特に手間はありません。
最後に仕様をＡＩに整理してもらいました。
＜バッテリー特性＞
冬(0〜5℃): 理想は14.0V前後（13.1Vでは充電不足気味）
夏(35℃): 理想は13.3V前後 （13.1Vなら過充電の心配なし）
※過充電はバッテリーの寿命を縮めるので夏に合わせて13.1Vとする
＜充電器＞
ソーラーパネル：20V-17V （パネル温度が55-65℃まで上昇すると10-15％電圧降下）
充電電圧：13.1V±0.05V （TL431のおかげで通年安定します）
充電電流：0mA～29.4mA （トリクル充電します）
※13.1Vの電圧を得るためには16.6～17V以上必要だが、
真夏はパネルの電圧降下で29.4ｍA以下になる可能性あり、
但し当初の設計では20ｍAなので若干の余裕あり
※小さなソーラーパネルの発電量なのでバッテリーに対して電流量の制限は必要ないが、LM317の電流制限をしなかった場合、満充電時に余分な電力がTL431で熱に変換されるため放熱対策が必要になる。
てことで、冬の日照不足と夏の電圧降下には注意が必要そうなので1年かけてチェックします。
パネルを５枚全部使って25Ｖ仕様にしておけば電圧降下の件は安心だったかもしれませんね。
でもまぁ夏に過放電の心配もないでしょうから大丈夫でしょう。
さてこれからどんどん寒くなりますが電圧はキープできますかね。
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