アイガモロボットの充電システムをつくる

現状案

ニッケル水素バッテリー 6セル7.2Vを2直列で14.4Vとし降圧して12Vで使う

バッテリーはニッケル水素 6セル 7.4V 2200mAhで1個2200円、2個で4400円。

充電器はTENERGYのニッケル水素/ニッカド用充電器

 

価格は2700円

https://www.robotshop.com/jp/ja/nimh-nicd-smart-charger-1025.html

 電圧は6-12V(5-10 セル)NiMH/NiCd 電池パックに対応

容量は1000mAh - 5000mAhに対応

 

課題は充電方法

2直列だと充電器1個で切り替える→夜に充電するので切り替えは面倒だ

充電時は2並列にして同時に充電する→バッテリーパックのアンバランスが不安

2個の充電器を使う→価格が高くなる

 

現状案の配線図(2個の充電器を使う案)

f:id:eunoi11:20180320001438j:image

 

あらためてバッテリーに求められることを考えてみよう。

 

容量がそこそこ大きいこと

モーターの定格240mAで10時間駆動させるとすると、12Vで2400mAh必要

これは使ってみないとわからない

 

サイズがケースより小さいこと

現状案は単三電池ケース(6本)を2セット使っている

スペース的には横幅90mm、奥行き50mm、高さ30mmぐらい。

もう少し大きいスペースもらえるかも。

 

定格電圧に近いこと

モーターの定格電圧12V以下であること

14.4Vでは降圧回路が必要になる

12V以下だと昇圧回路が必要になる

 

出力電流が大きいこと

モーターの定格電流0.12A x 2 の0.24A(240mA)を安定して流せること

6セル7.2Vの2200mAhバッテリーの場合、

標準放電電流が1Cつまり2200mAなので十分余裕がある

 

安全性が高いこと

リチウムイオンバッテリーは展示会場で持ち込み制限がある

ニッケル水素バッテリーはリチウムイオンに比べたら安全

 

安いこと 

ニッケル水素は12本で3000円ぐらいで買える

目標価格は1台あたり3000円ぐらい

 

変更案その1

10セル、12Vのニッケル水素電池パックを使う。

充電器もTENERGYで対応している。

容量は2200mAhで足りそう。

 

温度センサなしで3760円

温度センサ付きで4240円

充電器はTENGRYのもので2700円。

バッテリーと充電器の合計で 7000円ぐらい。

 

変更案その2 電動工具のバッテリー

ニッケル水素の10セル12V品は電動工具のバッテリーとしても使われる

近年はリチウムイオンバッテリーに押されているけど汎用品なので価格は安い。

互換品だが10セル12Vの3000mAhが2400円で買える。

 充電器は互換品で3900円ぐらい。 

ちょっと高い。

案2の課題

バッテリーと充電器の合計で7300円となり、案1よりも高くなってしまう。

バッテリー部分から首が長く伸びているので、ケースに収まりにくい。

そして充電器は地上に起きたいので、配線がやりにくい。

 

結論は案1で進める

現状のニッケル水素6本パックを2直列14.4Vで使う案に対して、10本パック12Vを1個使う案と、 電動工具用の12Vバッテリーを使う案を検討した。形状と価格と配線自由度から10本パックを使う案で進めることにした。

 

今後の予定

太陽呼応充電する場合は12V鉛バッテリーとAC100Vインバータで対応できる。

非接触充電方式のバッテリーシステムは別途検討する。

 

これまでの経緯メモ

モーターは7.2V品からより安い12V品に変更した

バッテリーはニッケル水素7.2Vの2並列を12Vに昇圧してモーターを駆動させた

しかし昇圧回路を通すと電圧が下がってしまってモーターが回らない

7.2Vを2直列にして14.4Vにしてから、降圧回路で12Vにしたらモーター動いた

 

使うモーター