中華製電子負荷(60W)でエネループの放電テストを試す

 エネループの放電テストをしたいと思い

手元にある、中華製電子負荷器(60W)を使って試してみた

外観写真

電子負荷の仕様

　最大値

• 30V
• 9.99A
•  60W

     電圧X電流の積が60Wを超えないように

    使う必要がある

売られている物は、基板むき出しで使い勝手が悪いので

アルミ板を曲げたシャーシーに固定して端子も複数用意した。

電子負荷の電流値表示

この電子負荷のコメントを読むと電流値の表示誤差が大きいと

書かれているものが多かった。そこで、手持ちの電子負荷の電流値表示と

テスターの値を比較してみた。

放電テストで使う設定は、　500mA　なので

補正係数　k ＝　445 / 500  => 0.89

電子負荷のAh値に　この　k をかけた値が補正値となる

放電テストの模式図

テスト条件

• Function　　Fun2.  バッテリ容量テストモード
• 放電電流　０.５A　　実際の電流値はこれより少ない
• 終止電圧　１.０V　　これ以上低い電圧は、選べない
• 打切り時間　120分　　残量の目安を知りたけ

放電テスト

    スタートスイッチを押してテストを開始する

問題点１；　Err2, Err3の表示が出て終了する

    エラーの内容を調べてみると

    Err2：電池電圧が設定終了電圧を下回っているか、　

                電池に接続されていないか、電池が逆になっています

　

    Err3：ライン抵抗が大きすぎるか、

                またはバッテリーが設定放電電流に耐えられない。

    

    仮説：電池の電圧は、１.２V程度あるが電子負荷の電圧表示は、１V程度になる

                電子負荷の電圧測定がした回っっている

    対策１：電圧測定を４端子法に変える

                    この電子負荷には、電圧測定用の端子が別に用意されている

    結果：　バッテリーの放電テストが開始された

            電池により、個体差があるが、概ね2時間医女のテストができた。

問題点２：　Ah　の表示結果は、ばらつきが多い

                        Analog　Doscovery2のロガーで測った時間と違っていることが多い

    仮説：時間測定に専用のタイマーを使っていないかもしれない。

                電池の放電テストの時は, (V, Ah, Wh)　表示が交互に繰り返される。

                このため、ソフトウェアの時間測定に誤差が入るのではないか？

    対策：Analog Discovery2のロガー機能を併用して使うことにする

    効果：パソコンを立ち上げて使うので少し手間がかかるが

                放電時間のばらつきは無くなった。

まとめ

中華製電子負荷（６０W）でエネループの放電テストは、可能だった。

ただし、テストを始める前に、次の準備をしておく必要がある。

• 電池電圧測定は、四端子測定端子を利用する
• 終始電圧は、　１.０V
• 電流値表示の校正表を作り、測定結果を補正する

hp50gで自由落下の運動方程式を解いて組み込み用の計算式を作成

重力加速度gは、自由落下の運動方程式を解くことで求められる。

手で計算しても良いのですが、手元にhp50gがあるので

これを使って運動方程式を解いてみる。

求めた計算式は、重力加速度計の計算プログラムに

組み込む予定。

hp50gは、微分方程式を解くのに

DESOLVE 　＜＝　コマンド　

を使う。

重力加速度の計算式の求め方

計算式を組み込み用に書き直す

計算式を組み込むための注意点

PIC16F1705のメモリーサイズは、

    プログラムメモリー：　８kW

    データーメモリー    ：    1K byte

プログラムサイズが大きくならないように考慮する必要がある

考慮する点

• 落下時間の計算は、小数点付き行う (float)
• LCD表示は、整数表示とする (int)
• printf()関数は使わない

組み込み　計算式

    gravity = 2 * Length / fallTime / fallTime * 1E6  * 1E3

        重力加速度 g　の計算は、Length[m] , fallTime[sec]　でなされる。

        PICの時間測定値は、[msec] なので、１E6をかけている

        gravityの結果は、小数点付きなので　１E3（1000倍）している

まとめ

上の組み込み計算式を使うと、次のように表示される

                           　計算値    LCD表示

重力加速度　g    9.800        9800

上記で考慮した重力加速の計算式を

プログラムに組み込む。

PICのような小メモリのマイコンを使う上での泣きどころが

がこの辺の制約です。

STM32シリーズのようにメモリーが多いチップならば

この問題はないが、使える機能は少ないため

外部のセンサーなどを接続するには向かない。

重力加速度計用の自由落下装置を製作

手持ちのダンボールで自由落下装置を製作する

実験は、机の上で行う予定なので高さは低めにする

目標

高さ：　約40cm

センサー取り付け：　２箇所

        上：　S1 　開始

        下：　S2　終了

安定性：　自立すること

材　料

1. ダンボール　40cm X 31cm
2. センサー　S1, S2 ；以前に作ったもの

自由落下装置の寸法図

回路図と組み立て図

テストの様子

鉄球を落としてセンサーの出力をチェックしたところ

次の問題が発生した。

問題１　落下テストを続けているとセンサの反応が弱く（小さく）なった

    仮説１　LEDの光軸がずれたのではないか？

        対策１：発光部のLEDを手で押さえて反応を’みる

            効果：ダンボールにLEDをしっかり当てると、センサーの反応が改善した

                        LEDが向きが変わったようだ

        対策２：自由落下装置の内側にLEDを支えるダンボールガイドを貼り付けた

                        発光部、受光部両方とも

                        （上の写真に発光部S2の補強ダンボールが写っている）

            効果    長くテストしてもセンサーの反応は安定している

まとめ

    鉄球を落とすとセンサーから落下検出の信号を

    確認できた。　これでよしとする。

    最終の仕様

        落下装置の高さ：　約　４０cm

        センサー出力：　

               S1 　落下検出　OK

               S2 　落下検出　OK