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解決済みの質問

電子機器の改造についてアドバイスを願います!!

ある市販の006P(9V角型乾電池)仕様の機器を改造し、ACアダプター&充電池仕様にしたいと思っています。

ACアダプター仕様のみなら006Pの端子にプラグソケットを半田付けし、DC9V/200mAhのアダプターを接続すれば良いと思うのですが、これだけでは物足りないので充電池でも稼動できるようにしたいと思っています。
以下が詳細な条件になります。
 ・充電池は機器に内蔵し、交換が可能(電池の寿命時に)
 ・切替スイッチで、"ACアダプターで電力供給","内臓充電池で電力供給","内臓充電池をACアダプターにて充電"の3モードを切替可能
 ・内臓充電池の充電基盤に過充電防止機構がある

半素人で難しいことは分かりませんが、可能な限り理解するよう努力しますので、アドバイスや回路の御教授宜しくお願いします!!

投稿日時 - 2007-08-14 17:21:30

QNo.3254601

すぐに回答ほしいです

質問者が選んだベストアンサー

現在の一番簡単な充電方法は「ニッケル水素電池充電器の製作」サイトの図1の回路と同じものです。
充電池のマイナスと抵抗R0の左側が「2回路2接点(ON-ONタイプ)」スイッチのB側に接続されていて、AC/DCアダプタから16.8Vの電圧が掛かる仕組みです。
直列006P充電池2本の内部抵抗を測定した上で、回路全体に20mAの電流が流れるように抵抗R0の値は、決定されます。
(もちろん近似値で構いません。)
この方式は充電時間が掛かる代わりに、監視回路無しでも16時間で無条件に満充電に持って行けるところです。

ニッケル水素電池充電器の製作(図1参照)
http://www.boreas.dti.ne.jp/~hisao-y/workshop/charger/charger.html

充電自動停止回路は、充電池監視回路と同じものです。
充電停止回路の仕組みは、例えば、3分間充電し30秒間充電を停止した後、電池の電圧を測定し、設定電圧に未達の場合は、再度3分間充電し30秒間充電を停止した後、電池の電圧を測定の繰り返しを行なうわけです。
充電池の状態を監視して、設定した電圧まで昇圧した段階で充電回路をOFFするわけです。
006P充電池は監視のもと最大120mAまで充電できます。
充電停止回路を取り付ける場合は急速充電(2時間半)を行なうのが良いでしょう。
回路見本は(図2)と大体同様になります。(設定電圧、電流は異なります。)

今般は、基本充電回路で作成(かなりのノウハウを吸収できると思います。)
安定動作確認後に、次期改良点として、急速充電、自動停止を行なうのが良いと思います。

投稿日時 - 2007-08-18 05:57:38

ANo.7

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回答(7)

ANo.6

必要なものは、
・スイッチ1個
 2回路2接点(ON-ONタイプ)
・AC/DCアダプタ1個
 8.6V充電池2個直列の充電電圧16.8V300mA以上
 (10%誤差で15.12V~18.48Vに入るものならばOK)
・充電池へ流す電流を20mA以下へ制限するセメント抵抗器1個

トグルスイッチ2回路2接点(ON-ONタイプ)
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22P-00224%22&s=popularity&p=1&r=1&page=
2回路2接点スイッチは端子の数が6本あります。
センターの2本がコモンです。
右に倒せば右側2本とコモン2本がONになります。・・・A
左に倒せば左側2本とコモン2本がONになります。・・・B


(1)AC100V=>AC/DCアダプタ=>レギュレータDC9V=>トランスミッター
基本的な回路は(1)の状態です。
AC/DCアダプタの出力部分の+-をスイッチのコモンに接続しスイッチA側2本をレギュレータの+-へ接続します。

(2)AC100V=>AC/DCアダプタ(006P充電)=>レギュレータDC9V=>トランスミッター
バッテリーに充電しながらトランスミッターへ給電する状態が(2)です。
・AC/DCアダプタの出力部分の+-をスイッチのコモンに接続しスイッチB側2本をレギュレータの+-へ接続します。
同時に、充電池の+-ともトグルスイッチB側2本と接続します。
この際に、充電池の+とトグルスイッチB側の+との間に抵抗を挟み電流を制御します。

AC100Vが繋がっている状態では、いつも、9Vがトランスミッターに供給されています。
充電時間は20mA通電時に16時間です。
実際は16~24時間程度であれば問題ありません。
自動的に充電を停止する機能はありませんので、自分でスイッチを操作してください。

投稿日時 - 2007-08-17 16:28:40

お礼

お世話になります。

詳しい回路説明、ありがとうございました。
大体のことは想像できました。

>自動的に充電を停止する機能はありませんので、自分でスイッチを操作してください。
やはり自動停止する回路を作ることは不可能でしょうか…?

投稿日時 - 2007-08-18 00:21:29

ANo.5

少しお話を整理しましょう。

内臓の006P型電池(9V)を006P型充電池(8.4V)には、アナログなので出力が弱まり、置き換えが出来ないという事でした。
そこで、何らかの方法で9V200mAを供給する方法という事で、外部電源(バッテリーパック)の方向で考えたわけです。
・外部バッテリーパックに006P型充電池(8.4V)2本を搭載し、合計16.8Vからレギュレーターを使って9Vを作り出し、ワイヤレストランスミッターに電源を供給する。
・レギュレーターは使用せずに充電池エネループ単三(単四)1.2V電池を直列に8本繋いで9.6Vを入力電源として、トランスミッターを動作させる方法。

現在のお話はココまでのところと思います。

もう一度、確認なのですが、
・ご希望は、本体内蔵の006P型充電池(8.4V)でしょうか。
(出力面には心配は残るものの、多分、動くと思われます)
・外部バッテリーパックでしょうか。

外部バッテリーパックの場合、
・006P型充電池(8.4V)2本を搭載し、合計16.8Vからレギュレーターを使って9Vを作り出し、ワイヤレストランスミッターに電源を供給方法。
・レギュレーターは使用せずに充電池エネループ単三(単四)1.2V電池を直列に8本繋いで9.6Vを入力電源として、トランスミッターを動作させる方法。

現在、以上の選択肢があります。
どちらにされるのか、お知らせください。
そして、一緒に考えましょう。
よろしくお願いいたします。

投稿日時 - 2007-08-16 05:24:40

お礼

話がゴチャゴチャになってしまい、すみません…。

最終的には、x530様のおっしゃる「006P型充電池(8.4V)2本を搭載し、合計16.8Vからレギュレーターを使って9Vを作り出し、ワイヤレストランスミッターに電源を供給」の方になるかと思います。

しかしながら「外付けの」バッテリーパックにしてしまうと何かと不便ですので、市販のケースに工作を施し、
"トランスミッター回路","変圧レギュレータ回路","バッテリーパック充電回路","バッテリーパック"
の4点を同梱したいと思っています。

以上の設定で、更なるご教授、宜しくお願い致します。

投稿日時 - 2007-08-16 10:38:25

ANo.4

何度もスミマセン。
> 単純に200mAh仕様の機器に500mAhや1Ahの電流を入力しても機器の故障の原因になどはならないのでしょうか?やはり抵抗などで電流を抑える必要があるのでしょうか?
・大丈夫です、故障する心配はありません。

トランスミッターの必要とする電力が9V200mA(1.8W)ですので、供給側は9Vであり、且つ、供給電流はそれ以上あれば良いわけです。

電圧と電流の関係は水圧と水流に置き換えて考える事が出来ます。
9V200mAを高さ9m直径200mmのパイプを流れる水だと考えてください。
トランスミッターを動かすには、高さ9m直径200mmのパイプを流れる水量が必要と仮定します。
この必要な水量は、高さ9m直径500mmのパイプからも、高さ9m直径1000mmのパイプからでも取り出すことが出来ます。
噴水にした場合、パイプの太さが違うので水柱の太さは異なりますが、同じ9mなので、噴水の高さは皆同じです。

しかし、もし、高さ9m直径100mmのパイプの場合は水量不足になるということです。
これと同じ理由で、9V500mA(4.5W)や9V1A(9W)でも大丈夫なのです。
電圧が同じで、必要とする電流(200mA)よりも大きければ問題もありません。

スイッチングレギュレーターは入力電圧11.5V~25Vに変化しても、出力電圧が9V定圧になる便利なICなんです。
なので、電圧変化の大きいバッテリー使用時にピッタリなのです。
しかも、PDF仕様書4ページ下のように、他に必要な部品はコンデンサー2個だけで済むので、出来るならば、NJM7809が便利なのですが。。。。

それ以外では、充電池エネループ単三1.2V電池を直列に8本繋いで9.6Vを入力電源として、トランスミッターの抵抗値を実測の上、ほぼ9Vになるように抵抗を入れる方法でもいけると思います。
一応情報として、006P積層電池は新品の初期電圧は9.4V程度ありますので、エネループ8本直列そのままでも動作できる可能性は高いと思います。

投稿日時 - 2007-08-15 14:52:15

お礼

大変感謝しております。

レギュレータ回路の関係はお陰様で大体理解ができました。

次に、前述した
 ・切替スイッチで、"ACアダプターで電力供給","","内臓充電池をACアダプターにて充電"の3モードを切替可能
 ・内臓充電池の充電基盤に過充電防止機構がある
はどのように対処したらよろしいでしょうか?

ACDCアダプターを18V程度のものにし、"内臓充電池で電力供給"の回路に切替SWを付け、レギュレータに充電池と同じように入力すればいよいと思うのですが、これでは内臓充電池の充電ができず、外部充電しかできないと思います。

機器本体で内臓の006Pを充電するにはどのような回路を組めばよいのでしょうか?

投稿日時 - 2007-08-15 15:25:36

ANo.3

x530です。
外部電源ならば話は早いです。
006P2本の直列で一次電池ならば18V、二次電池ならば16.8Vの入力電圧をつくり、スイッチングレギュレータやシリーズレギュレータと数個のコンデンサーで9V電源とします。
必要電流は200mAとの事ですが、一応放熱板もあった方が良いと思います。
レギュレータへの入力電流が足りなければ、006P2本の直列を二組4本で対応可能だと思います。

このページの一番下に回路図があります。
http://www011.upp.so-net.ne.jp/astro/tech/ps/RegPS.htm

対応レギュレータ
・9V500mA
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?p=1&q=%22I-01534%22
・9V1A
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22I-00162%22&s=popularity&p=1&r=1&page=

レギュレータの仕様
MJN7809
http://akizukidenshi.com/pdf/jrc/njm78xx.pdf

レギュレータは500mAで充分対応できると思います、が、アナログ回路ならば、1Aの方がレギュレータ消費電力が多くデメリットもありますが、安定度は高いかもしれません。

投稿日時 - 2007-08-14 23:38:43

お礼

x530様
幾度のご回答大変感謝いたします。

前述したように半素人でレギュレータなどの回路はよく理解ができません。
単純に200mAh仕様の機器に500mAhや1Ahの電流を入力しても機器の故障の原因になどはならないのでしょうか?やはり抵抗などで電流を抑える必要があるのでしょうか?

ご回答の程、宜しくお願い致します。

投稿日時 - 2007-08-15 12:21:18

ANo.2

006P一次電池の出力電圧は9Vですが、006P二次電池の出力電圧は8.4Vです。
従いまして、次の2点を確認する必要があります。
1・充電池で動かしたい電子機器が8.4Vの電圧で安定動作するのか?
2・充分な時間、動作するのか?
以上の点がクリアできたら、製作です。

なお、オームの法則程度の基礎電気知識をお持ちである事を前提にお話します。

充電池に充電する際の基本ルール。
充電池の標準充電は出力定格に対し1/10C16Hです。

(例)NEXcell 9V角型ニッケル水素電池(200mAh)<=この電池、出力電圧は8.4Vです。
http://shop.yumetenpo.jp/goods/d/nexcell.co.jp/g/NR-006P-200/index.shtml
この電池を充電する場合、標準では「8.4V20mAを16時間」で満充電できます。
せいぜい頑張って「8.4V40mAで8時間」程度が単純充電で安全に充電を行なうギリギリです。
トリクル充電や急速充電は回路が複雑になるのでココでは省きます。
重要な事は、充電電圧と充電池の電圧を合わせる必要があります。
充電池は8.4Vです。=>【9VのACDCアダプタでは充電できません】
ACDCアダプタは8.4Vの物が必要です。

ACDCアダプタの容量
定格が9V200mAならば、8.4V215mA+充電時電流20mA以上の出力を持つACDCアダプタが必要です。
実際はチョット余裕を見て8.4V300mA程度のもので良いでしょう。
あとは、
充電モード時:充電池に8.4V20mA(16時間の場合)が流れるように回路を組むだけです。
充電完了モード時:充電池にACDCアダプタからの出力を切るだけです。
いずれのモード時も機器本体への通電はしたままでOK。

問題点
ニッケル水素電池は自己放電量の多い電池です。
満充電しても、数週間で実用に差し支えるほど自己放電してしまいます。
Timper1912様がどのような機器に使うか分かりませんが、場合によっては、自己放電量の少ない充電池を使った方が良いこともあります。

投稿日時 - 2007-08-14 19:36:59

お礼

詳しいご回答ありがとうございます。

詳しく内訳すると当方が使用している機器は、電波で音声を送信する いわゆるワイヤレストランスミッターです。
デジタル方式ではなくアナログ方式ですので8.4Vでは出力が弱くなり実用的ではなくなってしまいます。

ということで
>・充電池は機器に内蔵し、交換が可能(電池の寿命時に)
という点はナシにして、何らかの方法で9V/200mAhを供給することは不可能でしょうか?

宜しくお願い致します。

投稿日時 - 2007-08-14 21:41:12

ANo.1

注意点は
1、 DCのため、切り替えSWは電源OFFの方が有利かと思います。ACと異なり接点材料の部分で接触材料に転移が生ずる事があります。
2、 間に防止用のパーツ??を入れても可。
3、 後は極性を混同しない。
4、 容量も少ない様ですから電線の心配もなし。くらいでしょうか。

投稿日時 - 2007-08-14 18:04:05

お礼

ご回答ありがとうございます。
>DCのため、切り替えSWは電源OFFの方が有利かと思います。
とはどういうことでしょうか?

投稿日時 - 2007-08-14 21:36:05

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