ソーラーパネルとENELOOPのハイブリッド電源
回路図
実際に回路を組んで実際に電圧と電流を測定した結果を記入しています。
Output側にはArduinoの5V-16MHz版を接続してLチカを動作させています。
参考
https://blogs.yahoo.co.jp/jf1vrr_station/21398456.html
■ソーラーパネル側からの供給
直射日光の下ではソーラーパネルからは6.8V、63mAが供給されている模様。
それを秋月の5V昇圧型DCDCコンバーター5V版(M-03451)に入れると6.4Vが取り出せます。
秋月のページによると入力電圧範囲が0.7～5.0Vとなっているので定格オーバーですが、
ここは頑張ってもらうこととします。
それを1N4007で0.7V降下した5.7Vを3端子レギュレーターに入れて3.3Vを取り出しています。
■Eneloop側からの供給
Eneloop4本直列で4.8Vから19mA取り出しています。
それを1N4007で0.7V降下した4.2Vを3端子レギュレーターに入れて3.3Vを取り出しています。
■Eneloopへの充電
キーワードはトリクル充電。
充電するときは電池に対して1.14倍の電圧をかける。
充電するときは電池の容量の10%の電流で充電する。
記事がありましたのでそれを参考にしまして、
ソーラーパネルから取り出した6.4Vを1N4007で降圧して5.7Vにして（もう一個ダイオード入れたほうが安全だろうか？）
さらに抵抗で30Ωを入れて（実際には10Ω-1Wを3個直列）電流を200mA以上流れないように調整しています。
電池の容量は2100mAhなので210mAまでならOKなはず。
Eneloopと言っているが実際に使っているのは秋月で入手したGoldenPowerの単3電池です。
実際の測定では18mAぐらいで充電されている模様ですが、これはEneloop側が既に満杯になっている可能性もあります。
本来であればEneloop側の電圧を測定しながら充電および放電を制御するのが正しいやり方なんですが、
電池の寿命を気にしない人は自己責任でこんな回路でもarduinoぐらいなら動かせると思います。
トリクル充電なんで普通にバッテリー寿命は延びると思うんだけどねー。
■評価
ソーラーパネルからの電力供給で
どのぐらいの電力が取り出せるのか実験です。
実験の仕方としては負荷として10Ω、1Wの抵抗を直列または並列で接続して
Arduinoが動かなくなるギリギリの電流を探していきます。
というわけで、Arduinoはそのまま接続して追加の負荷として抵抗を接続していきます。
ちなみに、ここではソーラーパネルのみでの運用としてEneloopを外して実験します。
10Ωをひとつだけ接続 → arduinoが動かない。
10Ωをふたつ接続 → arduinoが動かない。
10Ωをみっつ接続 → 動いた。30Ωって事は100mAだね。
実際の測定結果
Output側
3.26V、99.8mA
＝ 0.3W
ソーラーパネルからの供給
5.9V、103.4mA
＝ 0.6W
効率が非常に悪いですね。