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スーパーキャパシタ搭載に向けた試み

2012-02-04 | 電子工作

昨日からSL内房100周年記念号の試運転が始まりました。

私の家から見ることはできませんが、汽笛の音は聞こえてきました。

 

さて本題

スーパーキャパシタ(電気二重層コンデンサ)を搭載することで、無通電時でもLEDを点灯させたい!という話です。すでに多くの方が試しているので二番煎じです。

テスト回路 (室内灯を想定)

3端子レギュレーターで6Vの定電圧回路を構成し、スーパーキャパシタは直列に接続することで耐圧を稼いでいます(ダイオードで電圧降下するのでスーパーキャパシタに掛かる電圧は5.4Vくらい)。はじめは部品点数削減のために定電流回路を試みましたが、LEDに流せる電流値(10~20mA)では充電に時間がかかってしまうため定電圧回路に変更しました。

余談ですがスーパーキャパシタという名称はNECの商標名なんですね。

パナソニックの製品はゴールドキャパシタと呼ぶそうですがあまり馴染みがありません。

今回試してみるのは秋月電子で購入した以下の2種類です。

左はボタン電池形で0.22F/3.3V。

右はラジアルリード形で3F/3V。昨年の12月に発売されたばかりの製品です。

どちらも耐圧を稼ぐため直列に接続しますので、容量は半分の0.11Fと1.5Fとなります。

 

まずはボタン電池形から

電源接続時

放電直後

放電3分後

放電5分後

放電10分後

放電15分後

放電直後から一段暗くなっていますが、これはスーパーキャパシタの内部抵抗が大きいためです。非常灯を再現するのであればかえって好都合といった感じでしょうか

 

つづいてラジアルリード形

電源接続時

放電直後

放電3分後

放電5分後

放電10分後

放電15分後

こちらのスーパーキャパシタの内部抵抗は1Ω以下と大変低いため、放電直後でも明るさを維持しています。容量は先の10倍以上あるため持続時間も長く、15分後でもボタン電池形の放電直後より明るいです。きっちり測っていませんが3,40分は光っていたと思います。わずか1分程度の充電でこれだけ持つのは驚きです。

しかし、体積が大きいため内装の美観を損なわずに組み込める車両は限らます。

コストもそれなりにかかるので編成モノよりも事業用車両などの単行モノに使用した方が無難かと思いますね。ボタン電池形はスペースの制約が少ないので気軽に搭載出来そうです。少し試してみたい車両があるのですがそれはまた別の機会に

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