バッテリーレスキット/AXIS90

　代休が溜まってまとまった休みが取れたので、懸案のバッテリーレスキットを作ることにしました。
春先より愛車「Ａｘｓｉｓ９０」をチョイ乗りしていますが、バッテリーが上がっているのでウィンカーが点滅しません。
整備不良で捕まる前に事故りそうです。自分で走っていて怖いので、前後の車両はもっと怖いでしょう…（笑）

　先ず構造解析、という程のことでもないのですが、ウィンカーが点滅する仕組みは…解らない。。。（笑）
昔どこかで読んだ記憶ではバイメタルで云々…と言うことだった気がするけど。
取敢えずこの辺は無視して、動作不良の原因としてはバッテリーという補助電力源がないため、ジェネレーターだけでは指示器への電力供給が足りないのが原因なのは明らかなので、これを補えば良いということだと思います。
で、バッテリーに代わる補助電力源として一番に考えられるのはコンデンサーです。
バッテリーと比べての利点はメンテナンスフリーを見込めることですが、欠点として大電力を長時間蓄積できないということになります。
近年「スーパーキャパシタ」なる、従来に比べて遥かに大容量かつ長時間蓄積できるコンデンサーが出現し、パソコンなどのバックアップ電源として活躍していますが、動力源としてバッテリーに代わるには至っていません。
但し、指示器を正常に動作させる為に消灯時間中に蓄積した電力を点灯時間に放出する程度には使えそうですし、巷のバッテリーレスキットなるものはこれを使っているのではないかと推測されます。

　我が愛車「Ａｘｓｉｓ９０」の場合、指示器の電球の定格は１２Ｖ１０Ｗで、これが前後同時に点滅します。
点滅時間は実測で１サイクル約１．５秒なので、一回の点灯時間は０．７５秒程度となります。

これに必要なエネルギー量は

　１０（Ｗ）＊２（個）＊０．７５（秒）＝１５（Ｊ）

となり、これを蓄積する為に必要なコンデンサーの容量は、

　１５（Ｊ）＝１２（Ｖ）＊Ｑ（Ｃ）
　　　　Ｑ＝１．２５（Ｃ）

　　　　Ｃ＝Ｑ（Ｃ）／Ｖ（Ｖ）
　　　　　＝１．２５（Ｃ）／１２（Ｖ）＝約０．１（Ｆ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝１００，０００（μＦ）

となりますが、今回は在り物のアルミ電解コンデンサーを使用するつもりなので容量が大きくとれず、
１．ジェネレーターがある程度は供給しているので、最低限どれだけアシストしてやれば良いのか。
２．都度都度１サイクル中に足りない電力を蓄積できるのか。
の２点が問題になります。
１．については、見た感じ結構頑張ってくれているようで、足りないのはあと少し、、、のような気がする。
２．については、実用上これが出来なければ結局バッテリーが必要という結論になるので、考えても仕方が無い。
（常時点灯のヘッドライトに食われる分は考慮していません）

　「スーパーキャパシタ」を使うとかなり余裕で作れそうなのですが、当地は田舎故、上手く動作するかも判らない物の為に都市部まで買出しに行くのも無駄だし、今回は在り物で作ることにしました。
取敢えずジャンク箱を漁ると、アルミ電解の３３０μ１６Ｖが６０個程度と、２２０μ１６Ｖが１００個程度あったので、これで試作することにしました。（本当は耐圧２５Ｖは欲しいところですが）
３３０μＦを６０個使用すると１９，８００μＦとなり、必要なエネルギー量の２０％程度をアシストできるのと、少なくとも平滑機能はあるので、幾分マシではあるだろうと思われます。

　完成したらバッテリーボックスに入れることを前提に基板をカットし、載せられるだけ載せて見ると２８個入りのものが２枚出来上がりました。（３３０μＦ＊２８個＊２枚＝１８，４８０μＦ）
表面（左側写真）と裏面（右側写真）の実装状態

　

　ついでに耐圧１６Ｖではやや心許無いので、気休めに裏側にパスコンを取り付けて完了。
実車に取り付けて試験してみると、そこそこ動作します。
不具合点は、アイドリング状態では動作しないことです。
オシロで見る限りに於いてはリップルは取り除けていますが、アイドリング時の電圧は８．５Ｖ、回転を上げた時の電圧は１４．５Ｖとなっています。
つまりアイドリング時はジェネレーターの出力自体が不足となり、コンデンサー蓄積方式ではこの問題はクリアできないので無視することにします。

　取敢えず走行中には上手く動作しそうなのと、これ以上容量を追加しても性能向上は期待できないので、この試作品をそのまま組み込むことにします。

バッテリーボックスは半分暴露状態にありますので、一応ナイロン袋に入れて防塵・防滴処理を施しました。
良く言われますが、我ながらＡ型とは思えない粗雑さです、ｈｉ。

実車への実装状態は上図のようになります。

　実走行試験に於いても問題なく動作しました。
停車時もアクセルを吹かし加減にすれば正常に点滅します。（交差点でも大丈夫！！）
ブレーキランプ点灯時はやや暗くなりますが、点滅動作には支障ありません。
取敢えず様子見の段階ですが、全く動作しなかったものが在庫のかき集めで正常動作するようになったのと、（耐圧不足で壊れなければ）メンテナンスフリーになりました。
　市販の「バッテリーレスキット」なるものの構造は調べずじまいでしたが、取敢えず自己流でまともに動作したので良しとします。　
　回路図は下図の通りです。
今回はあり合わせで作ったので、コンデンサーの耐圧が足りません。
また、耐圧２５Ｖ程度であればパスコンは入れるべきでしょう。
それと最適容量は調べていません。
市販のバッテリーレスキットでは車種を選ぶようなので、最適値が存在するのでしょうか？解りません。
「えいやーっっ」で作った割にはかなり満足に動作しています。

　実際に走ってみて、ひょっとするとウィンカーの動作不良はジェネレーターのパワー不足ではなく、波形が平滑化されていないことなのではないかと思うようになりました。
理由はバッテリーの未接続時に、高回転時の十分にパワーが供給されていると思われる状態でも、ウィンカーが正常に点滅しなかったこと。
何分にもウィンカーの動作について理解していないのでなんとも言えませんが、もしそうであればコンデンサーの容量は遥かに小さくできるハズ。（数千μＦもあれば十分）
尤もウィンカーだけでなく、クラクションも改善されていますし、脈流のままだと球切れも早い気がしますのでこのくらいで良いのかも知れません。
機会があればまた実験したいと思います。