▼バッテリーチューン その1

▼(((( ;゚Д゚)))ガクガクブルブル



▲正式名称:リチウムイオンポリマー二次電池 通称:Li-Po リポ

電解質にポリマー樹脂を使用したリチウムイオン電池のことで、ラジコンとかやってる人とかは『リポ』と呼んでます
・・・しかし、こんな恐ろしい電池を使うヤツの気が知れない・・・


、、、と思っていたのですが、
知れば知るほどリポの魅力にハマります




20120616リポ_01
▲これは、以前オークションで落札したJO-ZEROジャンクにオマケとして付いてきた“汎用リポ”
 (充電器が無いので、今現在はお飾りにしかなりません)

この汎用リポ、、850mAhです
サイズはロボゼロ純正リポに比べて、かなり“横長”になってますが・・・な、なんとロボゼロはこのリポが納まる設計になってます!
(現時点で“週刊ロボゼロ69号”はリリースされているので)既にお気づきのひともいるとは思いますが、胸の“切り欠き”がイマイチ純正電池にフィットしていないのは、汎用リポを取り付けられるようにしてあるからなんです

ロボゼロ(いやJO-ZERO)の開発者は、汎用リポでの稼動を想定しているものと思われます!


ならば汎用リポを使わない手はありません
というか躊躇(ちゅうちょ)している場合ではありません
なぜなら、サーボノイドあいたんの“補器”の動力に(まぁいろいろと)汎用リポが使えるからです

補器・・・、例えば『レーザーガン』とか『コイルガン』とか『電動ガン』とか『スタンガン』とか『チェーンソー』とか『乗り物』とか・・・


▼それにロボゼロ純正リポにちょっとした疑念がある・・・

リポについていろいろ情報収集していく中で、素人なりに分ったことも多少あって、ロボゼロ純正リポに対してちょっとした“不安”が生じています

実は、汎用リポには、“安全回路”的なものは組込まれていません
ですが、汎用リポの扱いに関しては熟成された“扱い方”が確立されていて、“バランス充電”や“カットオフ基板”や“チェッカー”などが充実しているんです(また汎用リポもそれらを有効利用する前提で作られている)
つまりそういった周辺機器を使うことで、リポの安全性が担保されているんですよね

同様に、ロボゼロ純正リポにも(多分)“安全回路”的なものは組込まれていません
ですが、デアゴがサポートしているのはACアダプタのような充電器だけ
リポには“バランスコネクタ”がついていないので、“バランス充電”や“チェッカー”は使えないんですよね
素人考えですが、安全性の担保がとれていないような気がします
(何を言っているか解らないと思いますが、また追って説明します)

私の考えでは、ロボゼロ純正リポは、(汎用リポより)上の動画のようなことになりやすいのではと思っています
その根拠はバランスコネクタがついていないから(←すいません、素人の推測です)


▼サーボノイドあいたんは汎用リポでいく←決定

週刊ロボゼロ69号は、もう手元に届いていて、
純正バッテリーは確認しているのですが、ちょっとあまりにも気がかりなので先にバッテリーに関してUPしました

▼バッテリーチューン その2

▼リポを燃やす実験




▼燃やす実験その2




▲イメージトレーニングを積んでます

脳は『実際に起こったこと』と『想像の中で起こったこと』を区別できないため、両者とも“経験”として記憶に残ります
イメージだけで経験値が上がるんです

例えば、この動画を何回も見て自身が実験をやっているイメージを思い浮かべます
・・・すると、アクシデントが起きても落ち着い対処できるようになるってスンポーです
近くに延焼するものがなければ“燃焼”は速やかに収まるという“経験”もいきてくるワケです

またリポは、“こういったことをすれば爆発させられる”という経験則から『危険』と『安全』の境界線が明確になり、安心してリポを扱うことができます


▼リポのお約束

・過放電は、電極が溶解し電池がダメになる→充電できなくなる
・過充電は、電解質が電気分解を起こし、セルが膨張破裂→発火して炎を上げる
・各セルの電圧はモニターを怠らずバランスよく充電せよ
・充電できなくなったら寿命
・フル充電=過充電と心得よ


▼本題、、、ロボゼロのバッテリーは“2セル型”

バッテリーは、リチウムイオン電解質を吸収体(ポリマー)に含ませたものをラミネートしたパック構造になっています
このリポのパックを“セル”といい、セルひとつの起電力は3.7Vになります
ロボゼロのバッテリーは、このセルを2つ直列につないでいるのでトータル7.4Vが出せます
つまり、バッテリーパックの中には、2つの充電池が入ってるってことになります

さて、ここがリポの扱いを理解する“考え方のキモ”なのですが、、
個々の“セル”はひとが作った工業製品であり、セルの完成品には“個体誤差”があるってことを理解しなくちゃなりません
具体的に、電圧・電気容量・充電の傾向・放電の傾向・重さ・強度・寿命などなど、“100%同じもの”はこの世に2つと存在しないということです

例えばバッテリーを使い終えたとき、(上の理由から)1セルと2セルの残量は同じにはなりません
これを同じだけ充電した場合、1セルと2セルの“差”は同じままですが、再度放電をすると残量の差は更に大きくなります
これを繰り返していくと、
少し充電しただけで一方のセルは過充電になり、少し放電しただけで一方のセルは過放電に陥(おちい)るようになります

・・・お分かりいただけるでしょうか?すごいヤバい状態になるんです
そうならないようにするには、リポバッテリーは“個々のセルの管理”が重要なんです

しかしロボゼロのバッテリーは、個々のセルの管理ができません!!


20120617ROBOXERO_69.jpg
▲バランスコネクタ

汎用リポ(写真下)は、ケーブルが2束出ています
一方はDCケーブル、、ロボットに電気を供給するためのケーブルです
もう一方は“バランスコネクタ”と呼ばれるモニター兼充電用のケーブルになります

このバランスコネクタは、個々のセルに直結していて、個々のセルの充電バランスを保つために利用します
セルの個体誤差に合わせ、バランスよく充電し、3.7Vに調整するってワケです

『ロボゼロのバッテリーは、個々のセルの管理ができない』と書きましたが、
その理由は、ロボゼロのバッテリーには“バランスコネクタ”が無いからなんですね

昨日のブログで『ロボゼロ純正リポにちょっとした疑念がある・・・』としたのはこのことです



▼ロボゼロ純正リポにこだわる理由がない・・・

ロボゼロ純正リポは、コストパフォーマンス的には悪くアリマセン
というか送料を考えるとむしろイイぐらいです

ですが、リポをロボゼロ稼動以外で使うことを考えた時とか、
他のロボットに乗り換えた時とか、
ロボゼロ純正リポが売り切れやメーカー欠品した時とか、
JO-ZERO用リポ7140円 を買う事態に陥った時とかを考えると、汎用リポにしておいた方がいいと思えるんですよね


以降、サーボノイドあいたんは、汎用リポで動かすことを前提に魔改造を進めていきます
ご了承ください



▼補足
このレポートはWeb上の情報や個人的な推測から成っています
ことによったら、ロボゼロ純正リポには安全回路が組み込まれている可能性もあります
時期がきましたら、リポを分解して、安全回路の有無を確認したいと思います

▼バッテリーチューン その3

▼リポチェッカー



他にもバッテリーチェッカーとかバランスチェッカーとか呼び名はいろいろありますが、機能は同じです



▼そもそも、なんでセル毎の電圧をモニターする必要があるのか?

A.大惨事を防ぐ為



▼リポのセルの電圧マネージメント

例えば極端な話、リポの電圧が3.5Vまで低下して充電が必要になったとき、
その内訳が、1セル=0.3V 2セル=3.2V であったら、1セルはもう既に死んでおられます
(セルがお亡くなりになられたら、バッテリーはもう廃棄するしかありません)

これを知らずにフル充電するとリポの電圧は7.4Vになりますが、
その内訳は、1セル=0.3V 2セル=7.1Vとなり、2セルは過充電となります
まぁ実際には、2セルが7.1Vに到達する前に爆発炎上してリポ自体が炭になってしまうので7.4Vに戻ることはないわけですが・・・

そうならないようにするためにリポチェッカーが必要になります


20120617リポチェッカー_01
▲購入しますた EOS Pack Sentry(HYPERION)

選び方が判らないので商品レビューを見て購入


20120617リポチェッカー_02
▲開けてみた

なんかカコイイ・・・
水戸黄門の印籠のような感じです、、できるオトコ的な雰囲気が漂います
マニュアルは英語で読めませんが、操作は直感的で困ることはありません
これをもっているだけで、ロボットのプロみたいです

電池はないみたいです・・・
リポの電気を利用して動作させているようです


20120617リポチェッカー_03
▲早速、リポの電圧を計ってみた

公称7.4Vなのに7.65Vあるってどういうこと?
しかも電池残量は半分以下の43%・・・


サーボノイドあいたんのスイッチング回路を作る時に、オームの法則を復習して、あと電気回路の入門書を買って勉強したのですが、
実際に回路をつくっているとヘンなことに気づきます
例えば、7.5VのACアダプタから7.7V出ていたり、使っていないマンガン電池が1.4Vだったり、3.3以外の電圧をかけても赤色LEDが壊れなかったり、全く同じトランジスタなのに増幅率の個体差がひどすぎたり・・・

公称のデータを参考に回路を作っても、もとの数値が違っていればいくらオームの法則で回路を作り上げても台無しです、、、これじゃマトモに動かないって・・・

・・・が、ちゃんと動いたりするんですねこれが

そもそも、私が測定に使ったテスターが誤差ゼロの精度であるハズがありません
つまり、小さな数字の違いは、こだわる必要がないんですね
例えば、ACアダプタやマンガン電池やトランジスタを作っている中国の工場のテスターがまともっていう保証なんてないんですよね・・・
そう考えれば、細かい数字合わせに意味はないってことは判るのですが、自分は頭がカタイので納得いくまで随分時間がかかりました
“電気”はけっこういい加減なヤツで、すこしの誤差であれば回路はちゃんと動くようになっているんですね

なので、購入したリポチェッカーが怪しい数値を出していますが気にしてはダメなんです
バランスと傾向が把握できればいいんですね



20120617リポチェッカー_04
▲1セルの電圧


20120617リポチェッカー_05
▲2セルの電圧

写真で判るように、セル毎の電圧は同じではありません

汎用リポはセル毎の電圧がしっかりモニターできるのでマネージメントもできますが、
ロボゼロ純正リポには、バランスコネクタがないのでセル毎のマネージメントができません




▲購入したリポチェッカーの動画がありました

▼エヴァシステム その1 (LiPoバッテリ充電基板)

▼頼んでおいた充電基板 AGB-LIPOCHGが届きました

これをバックパックに搭載したいのですが、意外に大きいです・・・
外部に露出させる方向でいきます


20120722エヴァシステム_01
▲届きました!LiPoバッテリ充電基板 AGB-LIPOCHG 【浅草ギ研】



LiPoバッテリ充電ボード AGB-LIPOCHG

これをロボットに搭載すると、

【外部電源モード】→ACアダプタにより稼動

【バックアップ電源モード】→リポバッテリーによる稼動

・・・と言う感じになります

具体的には、
①バッテリーコネクタを外すことなく充電可能
②ロボットを稼動しながら充電可能
③バッテリー残量がなくなってもACアダプタの供給により連続稼動が可能
④【外部電源】が絶たれても自動的に【内部電源】に切り替え
⑤バッテリーが尽きる前にプラグを挿すことで再び【外部電源】に切り替わり充電が再開されます

ロボゼロオーナーが買いに走ると即刻メーカー欠品なんて十分に考えられます
ストックしておいてもいいかも・・・

【ヴィストン】にはまだ在庫あるようです



20120722エヴァシステム_03
▲バックパックのデザイン変更

コンバットさんの『寸止めクン』のようなデザインにしたかったのですがムリでした

▼エヴァシステム その4 (9VACアダプタ)

▼9VのACアダプタ入手

LiPoバッテリ充電基板 AGB-LIPOCHG 【浅草ギ研】 には、9.0VのACアダプタが必要になります

ロボットに直接7.4Vの電流を供給する他、7.4Vのバッテリーを充電する機能ももっているので、
ACアダプタは7.4V以上のものでないとダメなわけです



20120723エヴァシステム_02
▲リサイクルショップ5軒目で発見

ハードオフで見つけてきました
OUTPUT 9V-1.2A、と電流が少なめですが、電池併用なのでなんとかなるでしょう

あ~つかれた、、
今日はもうねますzzzz

▼エヴァシステム その2 (試運転)

▼バックパックのデザインがきまりました

LiPoバッテリ充電基板は、バックパックにネジ止めします
デザインはま~こんなもンでしょ?


20120724エヴァシステム_04
▲ACアダプタのプラグφはピッタリでした

・・・では充電開始します!


20120724エヴァシステム_05
▲あわわわわ~~~~~



のんきにシャッターを切ってたら、もくもく・・・ひゃ~~~~



ゲホっゲホっ 死ぬー(家の中で魚を焼いているような状態に・・・)


ACアダプタを抜いたら煙は止まりました・・・
基板の裏をみたら、長方形のパーツが焼けてました・・・パーツにプリントしてある文字が飛んでます

し、、私は生きてますが、LiPoバッテリ充電基板が死んだかもw




20120724エヴァシステム_06
▲なんという初歩的なミスを####

外側がマイナスという先入観・・・確認を怠りました##
くそ~~~~~


▼9.0VのACアダプタを秋月電子で注文しました

ACアダプタのプラスマイナスを入れ替えれば済むのですが、注文しました

▼エヴァシステム その3 (新・9V-ACアダプタ)

▼秋月電子で購入

秋葉原を往復すると交通費だけでもけっこういくので、
“現物あわせ”の必要のないものは通販で買ってしまいます

20120728エヴァシステム_07
▲24W級スイッチングACアダプタ

[9V2.5A][内径2.1mm]NT24-1S0925  価格:¥1,000

実は40Wくらいのものが欲しかったのですがありませんでした
「フルパワー時は、電池からの供給で問題ないだろう・・・」という希望的観測から買ってしまいました



20120728エヴァシステム_11
▲エヴァシステムのシステム概要

浅草ギ研の【LiPoバッテリ充電基板】をそのまま使っているので、
説明もくそもありませんが、プラスマイナスを逆につなぐとけむりを吹くので注意が必要です
バランスコネクターで、2セルのバランス充電が可能

ただ、そのままでは汎用リポバッテリーは接続できません・・・
T字型のコネクタを調達して、汎用リポが接続できるようなケーブルを自作する必要があります
バランスコネクタの延長ケーブルは自作可能でしたが、ラジコン屋に既製品があったので買ってしまいました

ロボゼロ純正バッテリーは“接続可能”ではありますが、“対応しているかは不明”
もし対応していれば絶対オススメのパーツですねこれは


20120728エヴァシステム_12
▲ハンガーフレーム

フレームとカバーはそこそこ軽量化ができています



20120728エヴァシステム_14
▲装着→バッテリーを充電してみた


20分程度充電したらアラーム(謎)がなりました
しかし充電具合をバッテリーチェッカーで確認したところ充電できていません!?
謎が深まります



20120728エヴァシステム_13
▲外して、再び充電するも途中でこわくなって中断←微妙にチキン

そもそも、JO-ZEROジャンクを落札した時、オマケでついてきたエポバッテリーなので寿命が来ているという可能性もありますが、ラジコンの経験とかもないのでもう何がなんだかさっぱりです

というか、これでLi-Po充電基盤を壊した可能性もあります


▼まずはバッテリーが本当に使えるのか確認する必要がありそうです・・・

充電ボードだけで済ませるのはムシが良すぎ???
ちゃんとしたリポチャージャー買います

▼リポバッテリー充電器

▼Li-Poチャージャー

リポは、1セルで3.7V(←公称値)の電圧
ですが、2セルなら7.4V、3セルなら11.1V
4セルなら14.8Vになります
(セル数によって電圧が異なるのは、中でセルが直列につながっているから)


▼リポの充電には“特殊”な充電器が必要

7.4V以上のリポは複数セルで構成されているので、
各セルを監視する機能を持った充電器が必要になります
(エネループなどは、1セルなので充電器のメカニズムはシンプル)

それがいわゆる“リポチャージャー”と呼ばれる、ロボットのバッテリーの充電器です



20120803チャージャー_01
▲【 EOS0606i AC/DC 】というリポチャージャーを買いました

ハイペリオンというメーカーで、レビューの評価が良かったので買いました
AC/DCという表記は、家庭用コンセントでもカーバッテリーからでもリポの充電ができると言う意味です
1~6セルまで充電対応してます

ラジコンは、種類や用途によってセル数が違うので、
ラジコンをやっている人は(ふつうは)リポチャージャーとよばれる万能型の充電器をもっています


▼リポチャージャーの特徴

2セル以上の(汎用)リポバッテリーには、2種類のコネクタが付いています
一方は電源を供給するコネクタ
もう一方は、バランスコネクタと呼ばれるもので、各セルの“残量”や“充電状況”をモニターするのに使います

リポチャージャーには、このバランスコネクタを接続する端子が付いていて、これによって各セルにバランスの良い充電が行われるというわけです(ロボゼロ専用リポには、このバランスコネクタがない)


20120803チャージャー_02
▲左側が家庭用コンセント(あるいはカーバッテリー)に接続する側、右はバランスコネクタを接続する側

説明書が英語で読めないので、とりあえず家庭用コンセントに接続してみます



20120803チャージャー_03
▲??よくわからないのですが、リポバッテリーを接続してみました

特に変化はありません・・・


20120803チャージャー_04
▲4つのスイッチを適当に押してみる

スイッチは4つしかないので、とにかく適当なスイッチを押し捲ります・・・
するとパネルの文字が変化・・・いろいろな組み合わせをするうちに、だんだん分ってきます

①てきとうに押して、電池の種類を設定する←Li-Po
②てきとうに押して、セル数を設定する←2セル
③てきとうに押して、充電モードを設定する←よくわからない


20120803チャージャー_05
▲どういうこと??意味がわかりません・・・

ノーバッテリーの表示が出て、充電がはじまりません・・・
バランスコネクタを接続して、1セルと2セルの残量表示はできるのです
なのに『ノーバッテリー』←バッテリーが認識できていないってのは一体なんなのでしょう??
バッテリーが寿命ということか??(←実はヤフオクでオマケでついてきた中古バッテリー)

ちょっとネットで調べて見ます

▼ロボゼロ純正バッテリーを分解してみた

▼依然として充電できません・・・

(汎用リポですが、)バッテリーチャージャーで充電できません
でちょっと真偽が危うくなってきたのが汎用リポに関する“私の過去の私見”・・・

私は“バランスコネクタから各セルごとに充電している”という認識をしましたが、
そもそもそれが間違っているかも知れません・・・


20120804純正バッテリー_02
▲ロボゼロ純正リポは供給ケーブルから充電→じゃあ汎用リポは??

今後、ロボゼロ純正リポは使う用途がないので(3.7V用としてなら使えそうだし)ちょっと分解してみます


20120804純正バッテリー_01
▲ロボゼロ純正バッテリーの中身→ホントに2セル入ってた(当たり前だ!)

リチウムイオンポリマーは、
アルミラミネートに封入されていて、その閉じ口からは2つの電極が出ています(万力でつぶしたら、この閉じ口から“中身”が出てきそうです)
・・・これだけ脆弱な容器だと“爆発”の要素はないですね、、、火を吹くだけだと思われます


20120804純正バッテリー_02
▲2つのセルについている“基板”は同じもの・・・

2次電池は、高電荷がかかれば充電し、電荷が低ければ放電する・・・のに、
わざわざセルに基板をつける理由はなんでしょう・・・というか、この基板の正体はなんでしょうか??
考えられるものとしては、、
①過充電をさけるもの?
②過放電をさけるもの??
・・だとすると、ロボゼロにカットオフ基板がない理由にも合点がいきます
(↑ロボゼロ純正バッテリーは、バッテリー内にカットオフ基板を内蔵している??)
定格以下の電圧になったら、バッテリーが勝手にカットオフしれくれるってわけです

・・・すると2つのセルをつなぐ大きな基板は充電を割り振る“バランサー”と考えるのが妥当でしょうか??
・・・だとすると、ロボゼロ純正バッテリーには“バランスコネクタ”は無いけど、代替回路をもっている“初心者に優しい高性能リポ”ってこと??

【判定】特別な事情が無い限り1990円で調達できる純正リポを使う方がコストパフォーマンスがいい


▼実はバッテリーチャージャー(EOS0606i AC/DC)には、用途不明のケーブルが入っている←これがカギか!?

このケーブルを使えってこと??
とも考えられなくもありませんが、一方がぶつ切りになっているためデフォルトの状態では用を成さないケーブルです←使えないから使わなかった

このケーブルを使うとなると、汎用リポ用の“T字型のコネクタ”が別に必要になります・・・


▼リポバッテリー充電器 その2

▼リポ用の充電ケーブルは、付属のケーブルに追加パーツをハンダ付けして自作するのが正解

このバッテリーチャージャーの取説を探していたところ、同じシリーズの日本語取説PDFファイルがネット上にありました(←しかし問題あり)
しかし、読み込み中にブラウザがフリーズ・・・応答しなくなります(←検索サイトのキャッシュから読み込むとフリーズしません)

ただこのマニュアル、、『日本語版』というわけではなさそうで誰かが機械翻訳したもののようです
文法が激しく、表については、単語ごとに数値毎に改行されているので、もう何が何やら・・・

ただ、辛うじてわかるものもあります・・・・


①リポは、電源供給ケーブルから充電される
②充電用のケーブルは、ユーザーが別に用意したパーツと付属ケーブルから自作する




▼近所の模型屋でリポ用T字型コネクタを買ってきた

こんなパーツ、品揃えのいい店でないと置いてません
自分の場合、バーツの名称が分らないので現物合わせで“合うもの”を買うだけなのですが、
近くに店がない初心者はどうしようもありませんね

ロボットとか、ラジコンとかの業界、
こういったところがもっと初心者に優しくなれるといいんですけど、、、



20120805チャージャー_06
▲ハンダ付け

こういうところがもう初心者にはどうにもならないところです・・・
(まぁこの程度は、ちょっと練習すればどうにかなりますが)


20120805チャージャー_07
▲写真下の部分だけ自作する必要あり

まぁハンダでつけるだけですが
T字型のコネクタは、名前が分らないので悪しからず


20120805チャージャー_08
▲接続完了→充電開始

取り説によると、これでOKらしいです
これより充電してみます


20120805チャージャー_09
▲充電を始めた模様

『ノーバッテリー』の表示は出ません
充電が開始されたみたいです
“0:42”の表示は、充電を開始して42秒経過したの意味で、刻々と動いています


20120805チャージャー_10
▲おおよそ30分・・・充電できました(8.37V-98%)

できましたが、、なぜLi-Po充電ボードでは充電できなかったのか疑問が残ります・・・

しかも充電し終えたリポの最終電圧は、8.37Vです・・・公称7.4Vより、0.97V(約1V)も高い電圧です
9VのACアダプタでないと充電できない道理が分りました

▼エヴァシステムできますた

▼バックパック完成しました→装着完了

これでロボゼロ同様、ケーブルから開放された動きができるようになりました

バックパックは、『Lo-Poバッテリー』『ハンガーフレーム』『リポ充電ボード』『バックパックカバー』からなるユニットで、
サーボノイドあいたんのエネルギーマネージメントの要(かなめ)です
バッテリー残量が少なくなった時、ACアダプタのプラグをただ挿すだけでバックアップが得られると同時にバッテリーへの充電が始まります

バッテリーケーブルを外す必要がないので、コントロールボードをダウンさせることなくバッテリー/ACアダプタを切り替えられます


20120808エヴァシステム_72
▲本体にはネジ2本で固定

バックパック右側を蝶番でつなげて開く構造にします
通常開くことはありませんが、イベント参加(←そんな予定もありませんが)の時の、
バッテリー交換の利便性を考え簡単に開ける構造にしました


20120808エヴァシステム_73
▲ハンガーフレームとカバーは、“片出し”と“両出し”のリポに対応

リポには、電源ケーブルとバランスケーブルが“1箇所”から出るタイプと“2箇所”から出るタイプがあるようなので、どちらでも対応できるように“二つ出し”にしてあります


20120808エヴァシステム_74
▲スパルタンな感じに・・・

コンバットさんの“寸止めクン”を目指したのですが、出来上がったものは別物でしたw
でもまぁまぁ?かな??
一体感とういうか統一感はそこそこ保てました


20120808エヴァシステム_75
▲これでお散歩できるね

▼純正バッテリー 汎用バッテリー 比較

▼汎用リポがお亡くなりになりました

『充電ボード:浅草ギ研製』は、バランス充電機能→○  カットオフ機能→×  ということが判明しました

バランスコネクタを差し込んだままにしておくとバッテリーが徐々に消耗し、数日後には“お亡くなり”になります・・・ロボゼロに“充電ボード”を搭載している人は気をつけましょう


20130303リポ死亡_01
▲『汎用リポ』=『電圧が一定以下に下がる』=『廃棄処分』

写真では3.8Vを表示していますが、1セルあたり1.4Vまで消耗していて、この段階でリポバッテリーは既にお亡くなりになってます(→廃棄するしかないの意)

リポバッテリーは、セル内で化学変化が進むことで電気をおこしています
充電は、この化学変化を元に戻す為のイベントになるのですが、リポの電圧が一定以下に下がると“元に戻らない物質”に変化してしまい・・・つまり“リポバッテリー”でなくなってしまうわけです
具体的には、充電すると炎上する危険物になってしまうわけです(←ガクガクブルブル)

※ちなみにロボゼロ純正バッテリーは、お亡くなりになられると自動的に充電できないようになる安全回路が入っています


20130303リポ死亡_05
▲捨てるだけではもったいので分解してみた

制御系の基板はありません・・・2つのセルがシンプルにハンダ付けされているだけです
3.7Vのセルと3.7Vのセルが直列でつながっていて、バランスコネクタは各セルに並列でつながっています

つまり、バランスコネクタの“赤”“黒”の電位差は7.4Vであり、メインコネクタの“赤”“黒”と基本的に“同じ”ことになります・・・
大電流を必要としない場合は、バランスコネクタの“赤”“黒”から7.4Vの電流が得られることがわかりました(←ケーブルが細いので大電流は無理)
・・・またバランスコネクタの“白”を使うと3.7Vの電圧がとれることも判りました

ちなみに、、
“赤”⇔“白”で利用すると、(+)赤⇔(-)白 間で3.7V、
“白”⇔“黒”で利用すると、(+)白⇔(-)黒 間で3.7V、、となります

まぁこの使い方は、平凡というか割と普通でありまして、
仮に、個々の系統に電圧計をつければ、そのまんまセルのモニターになるというわけです

今後、消費電力の小さな電飾などはこの方法でいけるかもしれません(←使い方としては間違っているので推奨はできませんが)


20130303リポ死亡_03
▲ふと疑問が・・・リチウムイオンバッテリーの中身は一体

ヤマダ電機に行く度に「あっ忘れた」と思いながらもう何年も家にある大量の二次電池・・・ですが、今回役に立ちましたw


20130303リポ死亡_04
▲3.7Vリチウムイオン電池(1セル)分解してみた

電解液が液体なので・・・いわゆる“缶”電池です
XXXサイクルで使用不可とか、
過充電防止とか、
過放電で自動カットオフとか、
自然放電で電圧が一定以下になったらもう充電キャンセルとか、
複数セルのの場合、1セルでも“転極”したら使用不可とか、、、
“缶”なので爆発する可能性があり、電圧のマネージメントはリポより厳格です


20130303リポ死亡_02
▲これは以前分解したロボゼロ純正リポバッテリー

ロボゼロ純正バッテリーには、セル毎についている“小さな基板”2つのセルを統合する“大きな基板”がついています
これを汎用リポと比較し、推測すると

①純正充電器には、バランス充電の機能は無い(←バランス充電の機能はバッテリー側にあると推察)
②大きな基板には2つのセルの電圧を監視する機能がある(←2つのセルに対して並列回路が組まれているから)
③大きな基板に過充電防止の回路が組まれているかは不明
④大きな基板にカットオフの回路が組まれているかは不明
⑤小さな基板には、“過充電防止の回路”か“カットオフの回路”のどちらか、または両方が組まれている

・・・いずれにしても、この“セル+小さな基板”はイイかも・・・
もしこの小さな基板が“カットオフ”の機能をもっていたら、サーボノイドあいたんの“オプション”が小型化、さらに稼働時間の延長が図れます!

▼汎用バッテリー

▼ロボゼロ純正バッテリー

ロボゼロのバッテリーは、
“リチウムイオンポリマーバッテリー(リポ)”という二次電池(充電池)です
携帯やゲーム機などと同じタイプのバッテリーで、リポマネージメント機能をもつ回路をバッテリーケース内に内蔵してます

【ロボゼロ純正バッテリーの特別な機能】

①バランス充電機能
 内蔵さえている2つのセルに、バランスよく充電するもので、バッテリーパック内に同梱されている
②オートカット機能
 バッテリーが消耗して一定の電圧以下になったら自動的に出力を停止するもので、バッテリーパック内に同梱されている

ロボゼロ対応の“ロボット用バッテリー”が高価なのは、こういったことが作用しています


▼汎用リポ

電極と電解質をラミネートしただけのリチウムイオンポリマーバッテリーで、(ロボゼロ専用バッテリーにみられるような)機能は一切ありません
構造が単純であるうえに、原価が安く、しかも高度な技術を必要としないために安価です
世界中のラジコンマニアが顧客なので、マーケットとしては巨大で、これがまた安価に拍車をかけます
ただ、リスクマネージメントはユーザーにゆだねられているので、ユーザーには相応の知識が必要です
とは言っても実際に小学生がやっているレベルものなので、そんなに高度なものではありません

汎用リポを使う際の“必須マネージメント”は、①バランス充電、②オートカット、この2つ
つまり別途、『バランス充電器』と『オートカット基盤』が必要になります


▼コストパフォーマンス

『ロボゼロ専用バッテリー』と『汎用リポ』のどちらを選ぶかは、その人の“ホビーライフ”の違いで優位がきまります

「改造してあそぶ」「末永く付き合う」「電動の武器を装備したい」「大容量バッテリーにしたい」「既にバランス充電器とオートカット基盤がある」という人は、『汎用リポ』に変えた方がいいです
何より“汎用”なので、ロボゼロ以外への転用の幅がハンパなく広がります

「ロボゼロだけであそぶ」のであれば、文句ナシに『ロボゼロ専用バッテリー』が安上がりです



20130612汎用リポ_01
▲砲塔のサーボを探していたら、ロボゼロパーツが出てきたのでちょっとネタを・・・

おそらく、開発段階からの“なごり”です
バッテリーを固定する“ツメ”に注目してください


20130612汎用リポ_02
▲ケーブルの取り回しもこの通り・・・こういう事なんですね、、

汎用リポが搭載可能なのに、なぜわざわざ高価な専用バッテリーを採用したのか!?
これについては、もうお分かりですね?
汎用リポにはいろいろなリスクがあるんですね

さて実際にこれで動かすとなると、“カットオフ基盤”が必要になりますが1円玉2個分くらいの大きさなので、バックパック内に搭載可能です


20130612汎用リポ_03
▲こうなるともう偶然じゃないでしょ?

ケーブルが2本出てますが、
赤いコネクタが“通常使用”です(7.4V)
白いコネクタは、“バランスコネクタ”で、バランス充電を行う時に、充電器に差し込むコネクタです
ちなみに白いコネクタでも大電流を流さなければ“通常使用”可能です
この場合、、、
“赤”⇔“白”で利用すると、(+)赤⇔(-)白 間で3.7V、
“白”⇔“黒”で利用すると、(+)白⇔(-)黒 間で3.7V、
“赤”⇔“黒”で利用すると、(+)赤⇔(-)黒 間で7.4V、、となります


20130612汎用リポ_04
▲ロボゼロで“汎用リポ”を使う場合の“必須アイテム”

上がバランスチャージャー
写真のものは“カーバッテリー対応”で、100V電源がとれないところでも“クルマ”があればリポの充電が可能です

下はカットオフ基盤
リポを“使いきり”のバッテリーにしたいための基盤です
リポは一定以下の電圧になると、化学変化が進み中身が“リポ”ではなくなっちゃいます
“リポでない危険物”に充電することは本当に危険な行為で、そういう意味で“リポ”を“リポ”として繰り返し安全に使うために、このカットオフ基盤は必要です
ロボゼロは7.4Vなので、カットオフ基盤は2セル用(3.7V × 2セル)でないと意味がありません
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