今回はちょっとした工作。
ドンキでソーラーパネルが１枚５００円で売られていたので、これを使ってバッテリの過放電防止装置を安価に自作してみます。
毎度毎度車につないでジャンプスタートするのがさすがに面倒すぎるので、そもそも放電しないようにします。
使用頻度の少ない建機のバッテリが高確率でダウンしてしまう件について
車のバッテリであれば、日常的に使用するので適度なスパンで充電されますが、農機具となるとなかなかそうもいきません。
加えて寒冷地ではもともと電圧降下が大きい低温状態での使用を強制させられるため、
容量がある程度残っていないと、低温時の起動電圧ドロップによって始動できません。
（実際には充電された状態でも、低温だと電圧降下が激しいので始動しずらい。）
対策として、定期的にエンジンを回して充電することも考えられますが、なかなか手間です。
毎度使うたびにジャンプスタートを行っていましたが、さすがに面倒すぎるので、放置状態でも少しずつ充電できる装置を作ります。
部品選び
バッテリチャージャーですが、ソーラータイプのものも意外に出回っています。
価格も４０００円～１００００円程度と、手が届かない値段ではありません。
ただ今回は中華のモジュールがどの程度使えるかもかねて、ありあわせのものを組み合わせて作ってみたいと思います。
使用するのは下記の部品。
ソーラーパネル
まずはソーラーパネル。今回たまたまスマホ充電用のものがドン・キホーテで安価に販売されているのを見つけました。
価格は8Wで1000円程度。かなり安価です。
今回は高速充電をしたいわけではないので出力は小さくてOKです。
Amazonでも6Wなら1500円程度で購入できるものがあるっぽい。
昇圧回路
バッテリの定格電圧は12Vのため、ソーラーパネルからバッテリへ電流を流して充電するにはこれ以上の電圧が必要になります。
ソーラーパネル単体ではこの電圧は出ないため、昇圧回路を使用して高圧化し、充電をさせます。
この手の昇圧モジュールは大量に種類がありますが、１０W未満のパネルを使用するなら数Aあれば十分です。
防水プラケース
今回はユンボに対して充電器を取り付けますが、作業機械なので基本的に屋外に放置。
一応プラケースで防塵・防水をしておきます。
電圧表示回路
お次は電圧表示回路。
バッテリ電圧を簡単にチェックできるように、７セグメントLED表示器を取り付けておきます。
この表示機、価格は300円程度ですが、安い割にそこそこ精度がある表示をしてくれるので結構良いです。
ほぼ同じ形状の製品で、共立電子から１７００円程度で販売されていますが、個人的にこちらで十分・・・
合計の部品代は１５００円程度といったところです。
回路接続
今回はモジュールをそのまま使用するため、特に回路作成はありません。
各モジュールの電源ラインをつなぎ合わせるのみ。
早速やっていきます。
まずはソーラーパネルのチェックとUSB電源5Vへの変換装置を取り外しを行っていきます。
500円で販売されていたのであまり期待してなかったですが、表面の傷防止プラスチック、枠等、意外にしっかりした作りでした。
バッテリの充電電圧は１２V以上でないといけないので、今回は不要です。
パネル背面には出力の仕様について記載がりました。
最大電流値が1.43Aとあるので、意外にパワーはありそうです。
5Vまで降圧したら実用域で2A充電ぐらいはできるのかもしれません。
ただし車用バッテリの充電には足りないので、もう少し昇圧します。
今回はAmazonで購入したDCDCコンバータを使います。
使う部品は非常にシンプル。
手短に組み立てます。
今回はタカチのプラケースを使用しました。
穴あけやカットは超音波カッターで行います。
７セグメントもまぁまぁ消費電流があるので、今回は押しボタンで押したときだけつくようにしました。
最後に逆流防止のダイオードを追加します。
もともとDCDCコンバータの中にもありますが、ちょっと強化。
最後に配線を適当にまとめて組み込めば作業完了です。
最後に狙いの充電電圧を設定します。
今回の可変抵抗には多回転タイプの可変抵抗がついているため、出力電圧を選べます。
今回は電源装置ではなく、取り出せる電流が限られたソーラーパネルから充電になります。
バッテリの電圧との差を大きくすればするほど負荷が上がる＆電流値足りなくて充電ができなくなるだけなので、ある程度高くせってしても過充電になるリスクは抑えられそうです。
エンジンを変えている間の充電電圧が15V強だったため、この辺を狙位置に設定。
最後にユンボに取り付けます。
充電電流はごくわずか、最大でも700mA程度しか流せないため、細めの配線を使用します。
バッテリターミナルにねじ止めしていきます。
プラケースは台座部分が取り外せるため、薄いほうをねじ止め。
一応取り外しはできそう。
取ってつけた感がすごい・・・
が、動けばOK。
最後にソーラーパネルを接続して完了です。
果たして効果は出るのか出ないのか・・・
効果確認
結論から言うと、確かに効果はありました。
氷点下の気温が続いた後であっても、問題なく始動が可能です。
検証に使ったのは40B19Rです。
さすがに冬は日照時間が短いですし、曇りや雨の日が連続すれば完璧な充電はできませんが、9割ぐらいなら容量維持しておけそうです。
ただソーラパネルを雨ざらしになるところに置いておかないといけないので、ちょっと置き場所は考え物。
根本的に解決するならもっと強いバッテリをつけるしかないですね。
まとめ
今回はバッテリの過放電防止装置を作りました。
結論、
「材料費１５００円程度、寄せ集めの部品で適当に作っても効果アリ」
毎度ブースターケーブルを使ってジャンプスタートする手間から解放されたので、ひとまずOKです。
結構簡単に作れるので、農機持っている人はやってみるのもいいかも。