小学生むけ科学展でソーラー展示を 2nd Season (前編)

 軽い気持ちで引き受けつつ、途中で紆余曲折ありながらも最後は大成功に終わった昨年の科学展。

2015/06/18 小学生むけ科学展でソーラー展示を頼まれてしまった (前編)
2015/08/01 小学生むけ科学展でソーラー展示を頼まれてしまった (準備・前編)
2015/08/02 小学生むけ科学展でソーラー展示を頼まれてしまった (準備・後編)
2015/08/07 小学生むけ科学展でソーラー展示を頼まれてしまった (準備・追加)
2015/08/08 小学生むけ科学展でソーラー展示を頼まれてしまった (予行演習)
2015/08/09 小学生むけ科学展でソーラー展示を頼まれてしまった (本番)

 予想はしてましたが、やっぱり今年も依頼が舞い込んできましたよ。


 去年は、ラジカセ(FMラジオ)+ ラジエターファン扇風機 + Nゲージ の3つを展示しました。
 全くもって不評だったラジエターファン扇風機は今年は止めにして、好評だったラジカセとNゲージは継続にしようと思いますが、この2点だけでは寂しいのでラジエターファン扇風機の代わりに何か投入したいと思います。


 ずばり 軽トラに取り付けたエアコン(誰も冷房とは要ってない)!!


http://dl.ftrans.etr.jp/?ca292e9160884d4eb76217a07228199277f62f39.jpg


 いやぁ、同じ扇風機でも巨大なラジエターファンよりも強風を感じるんですよ、不思議なことに。
 たぶん羽根の形状(向きや角度)に違いがあるんでしょうな。
 電源もラジエターファンと同じく 12V 程度なのでバッチリです。


 この扇風機の公称値は 12V1.5A となっているので、12時の消費電力は 18W となりますが、12V÷1.5A=8Ω 相当のモーターが付いていると仮定すると、14V時には 14V÷8Ω=1.75A、14V×1.75A=24.5W になりそうです。(12V時と比べて風力も増す)
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 秋月30Wパネル の出番ですな。

最大出力電力(Pmax) 30W
開放電圧(Voc) 21.6V
短絡電流(Isc) 1.93A
最大出力時電圧(Vmp) 17.2V
最大負荷時電流(Imp) 1.74A



 この表は「負荷がゼロだと最大で 21.6V、1.93A の消費で電圧ゼロ、1.74A の消費時に 17.2V でこの時が最大電力 30W ですよ」という風に読みます。
 1.74A の消費で最大出力だけど、1.93A で電圧ゼロ(電力ゼロ)になるという、ものすごい使いづらい電力源が太陽光パネルなのです。
(特定の日照条件下での測定値であって、実際の日照条件で細かい値は変わりますので、目安として読むべきもの)


 扇風機と直結させると、モーターという負荷があるため最大の 21.6V がかかることはないですが、15V は余裕で超えそうです。


 保護も兼ねて DCDC することにします。


http://dl.ftrans.etr.jp/?4f937bd686ad417f98e5e75f807ae0c43f05ecc4.jpg


 以前に検証記事を書いた ダイソー300円USB充電器(2.1A)を投入してみることにしましょうか。
 同期整流式である点に加えて、最大デューティ比が 100% になってくれる素晴らしい DCDCチップ で、もうすっかりこいつの虜ですよ。


http://dl.ftrans.etr.jp/?581f93cfd62141df98c57524d15b434459ccdb93.jpg


 R4・12D(130kΩ)なチップ抵抗を撤去したうえで 39kΩ に換装することで、概ね 13.6V くらいの出力になりましたが・・・


 扇風機を接続しても動かないぜっ!


 DCDC チップに内蔵された電流リミッターが発動してしまってるようです。
 試しに恐る恐るパネル直結も試みてみましたが、それでも動かず。


 もしや壊してしまった?って車につなげるとうまく動くので、扇風機のモーター起動時にほぼ短絡に近い状態になって 1.93A(短絡電流) 引いてしまって電圧ゼロ、つまり電力もゼロ になってしまって回転し始めないぽい。


 ソフトスタートの仕組みを取り込まないとモーター類はダメぽいですね。
 ちょっと間に合わないので、去年のラジエターファン扇風機で使った自作の変態 DCDC を投入するしかないですな。


(追記)2016/07/31
 後編を書きました。