スーパーキャパシタ使用コンデンサチューン&ジャンプスターターを試す | 世の中の全てが自分で出来ないわけがない

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さて、新潟は既に雪の季節になり、バイクに乗るには休眠期であるガーン

先日、アマゾンブラックフライデーにて下記の商品を購入したガーン

https://www.amazon.co.jp/gp/product/B082K8B6LV/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o00_s00?ie=UTF8&psc=1

 

バッテリー上がりになった時に使うジャンプスターターであるガーン

今まで自動車の方にリチウムイオンバッテリー式のジャンプスターターを5年前くらいに買って車載していたガーン

先日、久々に引っ張り出して放電されてないか確認したら残量のメーターは満タンだったが、5400mAhのモバイルバッテリーを空にして充電してみたら一回でほぼ無くなったガーンジャンプスターターを満充電し、端子部の電圧を測ると12.4V程度ガーン

「これはすでに弱っているのでは?」と感じたので、もしもの時のためのジャンプスターターを買い換えないと、と考えていたガーン

そして色々調べていたら↑のURLの商品を知ったガーン

従来のリチウムイオンバッテリーを搭載したジャンプスターターは、あらかじめ充電が必要でリチウムバッテリーを搭載しているため、夏場の暑さ、冬場の寒さに弱いガーン経年でリチウムイオンバッテリーが劣化し、膨張するということもあるガーン

↑のURLのジャンプスターターは中華製ではあるものの、従来のコンデンサより容量が相当多いスーパーキャパシタ(コンデンサ)を搭載しているガーン

原理は弱ったバッテリーから電気を吸い上げ、昇圧してエンジンをかけるというものだガーン

詳しいことはわからんが、リチウムイオンバッテリーと違って寿命が長いらしいガーン充放電もすぐに出来るとのことガーン

You Tubeでもレビュー動画はいっぱい上がっているので参考にガーン

https://www.youtube.com/results?search_query=SUPER+CAP2

 

前置きが長くなったが、本題は

・バイクに車載するジャンプスターター(バッテリー上がりの緊急時)

・ジャンプスターターとして使ってない時はコンデンサチューンで使う

であるガーン

↑のURLの商品を買ったは良いが、バイクのシート下に入らないことが判明したガーン

いや、買う前から寸法見てたからわかってたんだけどもガーン

キャンプやロングツーリング時にこのジャンプスターターを持っていけば良いと漠然と思っていたが、実物が届いてみたらいかんせんサイズがデカすぎるのだガーン

そして私は悟ったガーン

「同じようなやつをシート下に入るサイズで作ればいいのでは?」とガーン

とゆーことでバイク用にコンデンサチューン&ジャンプスターターを自作するべく、色々と調べたガーン

自作していた車屋と思しきページがあったので以下に記載ガーン(ワイのPCからだとアンチウイルスソフトが働いて見えない)

 

 
このページを見ると保護ボードが付いているスーパーキャパシタ昇圧コンバーター電圧/電流計だけのようだガーン
なんせ電子工作の知識が乏しいのでYahoo知恵袋で質問したりもしたが、明確な回答は得られずチーン
ただ、自作のヒントは↑の車屋のブログと知恵袋で得たので、一応回路設計が出来るCADをインストールし、回路図を書いてみたガーン
使ったCADは無料で使えるKiCadガーン回路設計に特化してるCADぽいグラサン
素人が書いたやつなので安易に真似して作らないことを推奨するガーン(需要ないと思うが)
また、リレーの接点が間違っている等あると思うが、当方は素人なので生温かい目で見てくれガーン
回路図としては、
バッテリー大電流が流せる5極リレー(100A)を2個使い→ハンドルに設置したスイッチでリレー【1.充電】【14.放電】を切り替えるガーン
電源オフ時にはバッテリーからは遮断され、USB充電が出来る仕様ガーン
知識が無さすぎて、どう作ったら良いのか悩んだガーン
知恵袋で「セル回すときに大電流が流れるとスイッチが溶解するから大容量のMOSFETが必要になる」という回答もあったので、スイッチにMOSFETを使おうと考えたが回路が複雑になるガーンなので大電流が流せるリレーにしたガーン物理スイッチだから使っているうちにスイッチ部が溶着するかもしれないチーンその時はMOSFETを考えようチーン何事もチャレンジあるのみガーン
そもそも650ccのバイクのセルを回すときに何Aの電流が流れるのか不明だから適当に100Aのリレーをチョイスガーン
クランプメーターを買って電流を測れば良いのだろうが、セルが回るのは数秒程度だから大丈夫だろうという考えガーン
【要求仕様】

・エンジン停止時はバッテリーとは遮断すること(乗らない期間のバッテリー上がり防止)

・エンジン始動時に充電。充電電流を2A程度に抑えながら一定の電圧になったら充電停止→放電に切り替え。キャパシタに電荷が溜まってない状態でバッテリーと接続すると大電流が流れるので定電流で充電→キャパシタの充電が完了次第、放電モードに切り替え(充電完了は電圧が上がらなくなったら充電完了らしいが、ワイのVスト650のアイドリング時の電圧はフォグランプ消灯時で14.3Vくらいなのでそのくらいを目安にする)

・取り外して持ち運べ、USB充電も出来るようにする(もしもの時のためのジャンプスターターとして)

・シート下に入るサイズに収める(概ね180mm✕170mm✕70mmくらいに抑えて、感電しないように適当な箱に収める)

・各モード中が一目でわかるようにLEDランプを付ける。

└・電源オフ(LEDランプ消灯)

├・充電モード

├・放電モード

├・USB充電モード

・電圧計を付け、キャパシタの電圧をモニターする。

 

こうすれば運転中はバッテリーの補助として使え、非常時はジャンプスターターとしても使えるという一石二鳥の代物になるのだガーン

 

とゆーわけで以下は買った部品ガーン

スーパーキャパシタ 保護ボード付き 割引されて送料込4300円(ペイパル支払いで400円クーポン使って実質3900円)

容量は2.7V✕500F(直列に接続すると電圧は2.7V×6=16.2V、容量は1/6になるので500/6=83F)

 
抵抗 10Ω 25W 送料込300円
電流制限用に購入したが、スーパーキャパシタでは必要無さそうな感じ

 

昇圧コンバーター(最大出力電流6A)440円

 
Micro USB基盤 274円

 

5極リレー 12V 100A (予備として2個買った)434円

 

 

とりあえず知識が乏しいので、実験を兼ねて↓の容量が少なめのスーパーキャパシタを買って実験していたのだが、

ググった知識で「抵抗を入れないと無限に電流が流れて壊れる」という情報を元に色々調べ、まずはブレッドボードにLEDを点灯させるいわゆる「Lピカ」をやってみてからキャパシタの充電に望んでみたガーン

そしてキャパシタの充電電流を計算し、手持ちのバッテリー充電器で充電してみたのだが10Ωの抵抗をつなげて充電していたら煙が出て抵抗が焼けてしまった滝汗なぜなのかと思い、色々ググっていると抵抗に「ワット数」があることを知った滝汗

キャパシタの充電には、

・バッテリー充電器の電圧13V

・抵抗10Ω

以上から消費電力は

消費電力(W)=電圧V×電流Iなのでまずは電流I=電圧13V×抵抗10Ω=1.3A←私の使ってるオプティメートは最大でも0.8Aで充電なので

消費電力(W)=電圧13V×電流0.8A=10.4Wとなるはず滝汗

焦げた抵抗は一般的な電子工作に使われる炭素皮膜抵抗というもので、最大電力は1/4W(0.25W)・1/2W(0.5W)がほとんどのようだ滝汗

そりゃあ焦げるわなポーン

ということで25Wまで耐えられる↑のリンクの金属の抵抗を買ったというわけであるガーン

でもスーパーキャパシタは電流を制限する必要は無いとセイコーのページで見つけたチーン

でも一応、安全のために回路に抵抗を追加しようガーンそれか定電流モジュールを使うかガーン

色々と手探りでやってるから失敗もあるわなガーン

とりあえず慎重に勧めていくガーン

 

物が届いたら再度実験であるガーン

 

以上であるガーン