本日は千葉・栃木県民の日ということもあって、こどもの小学校がお休みのため、週末より空いていることを期待し、上野動物園へパンダを見にいきました。 そう甘くはないようで、平日に他県民が押し寄せていることもあり、そこそこ混んでいました。 週末だともっと混んでいるのでしょうね。
入園してから、すぐにパンダ行列があったのですが、入園するまで疲れてしまったので、アイスを食べながら一休みしてから、行列に並び１時間くらいかかりました。 シンシン（メス）は寝ていました。。。
リーリー（オス）はウロウロしていました。 近くにいく３０分前までに少し見えていたときは笹をたべていたようです。
本当にパンダしか見ていない状態で帰宅・・・。
災害発生時、ワンセグが見れたり、ＬＥＤ照明がついている携帯電話は、電話がネット利用制限で通じなくなったとしても、かなり重宝することは間違いありません。 停電したときにバッテリー切れが発生したら、最近本番運用に入った商用電源バックアップシステムが動作しているうちは、よいですが、これが万一バッテリー切れや故障となったときに重要な情報入手手段が断たれることになります。
これに備えるには、日中は小電力ソーラーシステムを利用するのが有効と考えます。夜でも日中、携帯電話用予備バッテリーに同時に充電したものを使用するといった運用が考えられます。 日中太陽エネルギーを活用できるように、５／１５に秋葉原に見つけた１２Ｖ出力ソーラパネルを使用することを前提に、高効率変換のＤＣ－ＤＣコンバータを製作して携帯電話へ充電するシステムを構築することにしました。
ドコモのオプションで販売しているソーラパネルで事足りるように思われるかもしれませんが、これとは違った利用上柔軟性の高いシステムを組みたいと思っています。
１．製品選定
ソーラーパネル（１２Ｖ、０．２Ａ、２．４Ｗ）からの電力を通常の降圧型レギュレータにより携帯電話（ＦＯＭＡ）の電圧５．４Ｖまで下げることが考えられますが、基本的に降圧型レギュレータは電位差を熱として放出することで、降圧させる仕組みなので、変換効率が悪いことからエネルギー変換効率が良いＤＣ－ＤＣコンバータを利用したいと考えました。
作るのが面倒なので、できるだけ完成品を探していたのですが、
（１）秋月電子通商 ： ４～２５Ｖ（最大５Ａ）可変スイッチング定電圧電源キット
→基板がでかすぎる（２）千石電子通商 ： 完成品のＳＭＴモジュール化されたＤＣ－ＤＣコンバータ
→ほしい入出力のものが品切れということで、秋月電子通商でもっと（１）より小出力のもの（５Ｗ程度で十分）でいいので小型のはないか聞いたところ、
（３）秋月電子通商 ： ５ＡＤＣ－ＤＣコンバーター制御ＩＣセット
→ＤＣ／ＤＣコンバータ制御ＩＣ のＮＪＭ２３６７、トロイダルコイル、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の３点をセット
→よって、その他の部品は自分で調達しパターンの配線も自分でやることになるを推奨されました。 結局のところ追加部品点数が少ないもののある程度作りこみが必要になり一番面倒くさいのですが、仕様の適合レベルとしては（２）に次いで第２位で、すぐに製作に着手できるため（３）を選定しました。
出典：秋月電子通商さま通販ホームページ（http://akizukidenshi.com/）より
２．購入部品と費用
￥４５０ ： ５ＡＤＣ－ＤＣコンバーター制御ＩＣセット
￥０２０ ： ３３０μＦ２５Ｖ電解コンデンサー
￥０１０ ： ０．１μＦ５０Ｖ積層セラミックコンデンサー
￥１５０ ： ４７００μＦ１０Ｖ電解コンデンサー
￥１００ ： ＤＣアダプタ用プラグ・メス×２
￥０１０ ： １／２Ｗ ６８ｋΩ、６．８ｋΩ 各×１
￥１６０ ： ＴＡＫＡＣＨＩプラケース
￥０００ ： もとから持っていたＲ１（８２ｋΩ）、ＵＳＢコネクタ、放熱器（たぶんそれほど発熱しない）
計￥９００Ｒ１は１２ＶＤＣアダプタで入力しながら、１００ｋΩ可変抵抗でだいたい５．４Ｖになるように調整して手持ちの８２ｋΩにしました。 秋月店員に１ｋΩ可変抵抗での調整を推奨されましたが、それではぜんぜんダメ（出力電圧が高くなる一方）で、Ｒ１を大きくするほど電圧が下がることがわかりました。 まあゆっくり冷静に回路を眺めればわかったことかもしれませんが。
３．製作→完成
ＤＣアダプタ入力（ソーラーパネル入力）が２つありますが、これはソーラーパネルを２枚並列に接続できるようにするためです。 １枚で充電は可能であるが、たとえば、ワンセグを見るには電力不足になるのではないかという予測をしています。 ミニジャック端子は、たぶん使用しないかもしれませんが、ミニジャック型のＦＯＭＡ接続コードを使用できるようにあらかじめ取り付けています。 あとで必要になったとき加工するのが面倒でしょ。
ケースを前後ひっくり返すと、ＵＳＢコネクタがあります。 よくあるＵＳＢ→ＦＯＭＡの通信／充電ケーブルを使えるようにしています。 その接続先はＦＯＭＡ（私が現在所有するF-06B）の充電用クレードルになっています。
４．動作確認
動作確認するころは、太陽は沈んでいました。 蛍光灯でも当然のことながらソーラーパネルはほとんど発電しません。 よって白熱電球で照らすことにしました。 ソーラーパネルの出力電圧を測定していますが、室内の明るさで１．２２Ｖです。
白熱電球をつけたら、一瞬１１Ｖまで電圧が上がりましたが、５．８６Ｖまでさがりました。 かなり低いですが、予想通り電流が不足気味のようです。 一応充電は正常にできているようですが、もう一度、太陽の下でテストしてみて、それでも電圧が低いようであれば、もう一枚ソーラーパネルを購入したいと思います。
このＤＣ－ＤＣコンバータですが、１２Ｖのソーラパネルを選んだ理由にもなっていますが、自動車車内のシガレットプラグ→ＤＣアダプタプラグケーブルを使用すれば、同様に携帯電話の充電ができます。
いよいよ、冷蔵庫につなげて本番運用を開始します。 冷蔵庫をつなげて手動でバッテリー運用に切替えます。
テストで使用した扇風機よりは、出力が大きいのでCR-6のOUTPUT(%) の表示が見られます。 いったん手動で切戻してから、ワットチェッカーを間にかませてバッテリー運用させてみました。
１３５WでCR-6表示が３０％となっています。 ７００Wの１４０W（２０％）～２１０W（３０％）だとしたら、だいたいあっている感じです。
バッテリー運用で２時間まで使用してみました。 まだまだもちそうな感じです。
動作中に気が付いたのですが、冷蔵庫庫内が冷え切ったときにコンプレッサーが停止するのか、もっと消費電力が下がるようです。 そうなると、実際のバッテリー運用時間はいまの予測よりもっと長くなりそうです。
ＡＣ自動切替器の部品は先日買ってきたものの、なかなか作る時間がとれなかったのですが、やっと製作して独立型交流電源システムを商用電源バックアップシステムに組み上げることができました。
１．ＡＣ自動切替器の製作
（１）ケースの製作
最初から、ＡＣ自動切替器、正弦波インバータ、充電器を一体化するアイデアがありました。お互いの配線を引っ張りまわすのは、見た目が美しくなく、今後システムの場所を移動するときに配線と外したり接続したりする中でのショート事故が発生する恐れがあるためです。
ただし、作るのが面倒くさいので、なるべく加工が簡単になるようにアルミパネルと木材を組合わせて作ることにしました。 ただ、それでもCR-6や、ACコネクタをはめ込むためのアルミ板の加工はかなり面倒くさかったです。
（２）配線
前前回に設計した回路図に従って配線しました。 すこし、線材が無駄に太かったようで、リレー端子にかっちりとビスで留めづらかったです。その他は半田付けで配線しました。
（３）組み込み
リレーとＡＣコネクタの乗ったアルミ板を木のケースに取り付けて完成です。
後ろから見たかんじ。
前から見たかんじ。
２．商用電源バックアップシステムの動作テスト
（１）商用電源運用
ＡＣがそのまま出力されています。出力には扇風機をつなげています。
（２）手動バッテリー運用への切替
CR-6のボタンを押して、手動でバッテリー運用に切替てみます。 扇風機は瞬断のせいか止まりました。扇風機の電源を入れると問題なく動作します。 CR-6とインバータのインジケータが点灯し、バッテリー運用であることがわかります。 充電器は設計通り電源オフになっています。
（３）商用電源運用への切戻し
もう一度CR-6のボタンを押して、商用電源運用（バッテリー運用オフ）へ切替えます。 CR-6、インバータのインジケータが消灯し、充電器の電源がオンになりました。 このときは、扇風機は止まらず動き続けました。 インバータの電源投入時は出力タイムラグがあるため、バッテリー運用への切替の時に扇風機が停止し、切戻しのときは停止しないのでしょう。 冷蔵庫の場合は問題ないとは思います。
（４）自動でのバッテリー運用への切替
停電を想定し、ＡＣ自動切替器に入力されている商用電源コンセントを抜きます。 CR-6、インバータのインジケータが点灯し、充電器がオフになり、バッテリー運用が開始されました。 手動切替のときと同様、瞬断のため扇風機が停止しましたが、扇風機の電源を入れて問題なく動作しました。
（５）自動での商用電源運用への切戻し
コンセントを接続すると、商用電源に切り戻りました。 その他、挙動は手動のときと同様です。
当初テストＮＧでしたが、CR-6のジャンパピン開放（イグニッションロックアウト：出荷時設定）から短絡（リターンオーバライド）に変更するのを忘れていました。。。
イグニッションロックアウト機能 ： CR-6のAUX端子＝１２Ｖ→インバータ常時オフ
リターンオーバライド機能 ： CR-6のAUX端子＝＋１２Ｖ→インバータ常時オン
３．商用電源バックアップシステムの運用開始
ラックに据え付けてひとまず無負荷の運用テストを開始しました。 「計画停電いつでもいらっしゃい」ということで。
