自転車発電所に挑戦! その3(電気回路完成)

工事中。ツマに見つからないうちに完成させねば・・・!

工事中。ツマに見つからないうちに完成させねば・・・!

SONY DSC-RX100m3 + CarlZeiss Sonnar T* FE 55mm F1.8 ZA

自転車発電所シリーズ第3回目は、電気回路の作成を終えて発電所完成までです。

電気回路の設計(と言うほどではないのですが)は前回までに終えていますので、後はちょいちょいっと回路を作ればいいのですが、意外と難敵が・・・



久しぶりに太物回路

最近のフォトポタ電子工作部では、名前の通り、電子回路の工作を中心にやっていました。

ICやマイコン、各種センサーなどのいわゆる「能動部品」を使って、だいぶ細かい工作になります。

一方、今回の発電所建設では、オルタネーターや蓄電池などを使った工作であり、そもそも、使用している電線の太さが数倍違います。

今回は全部AWG18相当の電線で作成。チト太すぎたか・・・?

今回は全部AWG18相当の電線で作成。チト太すぎたか・・・?

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電子工作の時はAWG28(φ0.32mm)かAWG30(φ0.25mm)の細い線を使っていますが、今回は大電流を流す(本当か?)ためにAWG18(1.0mm)を使用していますので、普段より4倍も太い電線を使っています。

小さい工作は目にきついですが、大きい工作は圧着のための握力がきついなど、似ているようでだいぶ違う作業になります。

久しぶりに、こんなデッカイ圧着ペンチ使いました(^^)

久しぶりに、こんなデッカイ圧着ペンチ使いました(^^)

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電圧降下回路(ダイオード連結ですが・・・)

クルマではオルタネーターで発電した電気で鉛電池を充電するので、12Vより少し高めの電圧になるようです。

事前にネット情報調べてみると14V近いとなので、これを12Vインバータに合わせて2Vほど下げる必要があります。

直流の電圧を上げるのは面倒ですが、下げるだけならダイオードでできますので、バカでかいダイオード(1000V、10A)を購入(1個40円)

一般的には、PN半導体では0.7Vくらい下がると思っていたので、ダイオードを3個つなげば、14V-(0.7×3)=11.9でちょうどよさそうなので、そのような回路をラグ板で作ってみました。

バカデカいダイオード3個で、適正電圧を作ります。

バカデカいダイオード3個で、適正電圧を作ります。

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しかし、次回記事で紹介しますが、実際に発電してみると電圧が低すぎました。

購入したダイオードのデータシートを改めて確認すると、こいつのVF(順方向電圧低下)は0.7Vではなく1.1Vもあることが判明。

14V-(1.1×3)=10.7Vですから、12Vインバータへの入力としては電圧が低すぎますね。

もちろん、電圧降下分はダイオード内で熱として消費されるので、もったいことこの上なし。

うろ覚えではなく、ちゃんとデータシート(仕様)を確認しないといけないですね(^^;

そのほかの回路

そのほかに「回路」というほど難しいところはないのですが、せっかくなので(?)いつものように、3Dプリンタで小物を作ってみました。

【その1】スイッチケース

今回の発電所には、鉛電池の接続と、オルタネーターの励磁端子の2か所にスイッチを付けています。

普通のシーソー型スイッチなのですが、繋いだだけで転がしておくのも味気ないところ。

そこで、ジャストサイズなスイッチケースを作ってみました。

スイッチ取付用ボックス設計中。

スイッチ取付用ボックス設計中。

おぉ、うまい具合に作れました(^^)

おぉ、うまい具合に作れました(^^)

SONY DSC-RX100m3 + CarlZeiss Sonnar T* FE 55mm F1.8 ZA

ちょうど、手元に木目調プラスチック材料が余っていたので、いかにも木工で作ったような感じで、ちょっといい感じです(自画自賛)

【その2】発電モニター用マウント

現在の発電量をモニターできるよう、Amazonでアヤシゲな(?)電圧・電流・電力計を購入しました(1800円)。

これも繋いだだけで転がしておくと味気ないですし、ケーブルが外れたりして危ないので、ハンドルバーにマウントできる専用ケースを作ってみました。

メーター用マウント製造中。

メーター用マウント製造中。

とりあえず仮設置。ごちゃごちゃしてるので、改良の余地あり。

とりあえず仮設置。ごちゃごちゃしてるので、改良の余地あり。

SONY DSC-RX100m3 + CarlZeiss Sonnar T* FE 55mm F1.8 ZA

割と大きな物品なので、軽量化のため肉抜き加工もしてみました(ローラー台なのに、笑)

機は熟した!

オルタネーター・ダイオード・スイッチ・鉛電池をつないで、リア周りは完成!

オルタネーター・ダイオード・スイッチ・鉛電池をつないで、リア周りは完成!

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さて、ここまでの不断の努力によって、自転車発電所が完成いたしました。

  1. オルタネーターをヤフオクでゲット
  2. あまりに汚いので分解清掃(これが一番大変だったカモ・・・)
  3. 電気回路設計
  4. オルタネーターをローラー台で駆動成功
  5. 電気回路工作

いよいよ、機は熟しました。

あとは、余りある脚力で発電するだけです。

リアから来た電力をモニターしつつ、インバータでAC化して、スマホを充電(の予定)

リアから来た電力をモニターしつつ、インバータでAC化して、スマホを充電(の予定)

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FTP180Wで何W発電できるのか。

注目の実走(でいいのか?)の様子は次回に!

発電できたのか? できなかったのか?

発電できたのか? できなかったのか?

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