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セリアのＵＳＢチャージャーの殻（シガーソケット）を使ってバッテリー電圧測定器を作製する

中身は数年前にこばさんのUSB充電器で可変電源の製作そのままに可変電源を作製

余りの殻が片付けしていたら出てきたって訳だ（捨てないで置いてあった）

この殻に小型電圧計を仕込んでシガーソケットでのバッテリー電圧測定器にしてやろうって目論見

作製手順

（１）ＵＳＢ出力コネクタ部分を広げて小型電圧計が入るようにする

（２）小型電圧計をホットボンドで固定して＋－端子とケーブルで繋ぎ半田付け

（３）ー端子はハメ込みで，＋端子はバネが必要なので良い具合の位置にホットボンドで固定した

（４）組み立てて完了

端子側のリングによる固定と中央部のはめ込みで上下は止まっているが，ＵＳＢ出力コネクタ側の左右に止めカギがあったのを削り取ったため強化としてＬＥＤがあった部分の穴をネジ止めしてみた

使用状態

こんな感じで使う

前回の低価格で入手可能な５Ｖ昇圧ＤＣＤＣの続きでオシロスコープで観た結果を追加

環境

入力３．６Ｖで５Ｖの昇圧出力，負荷はセメント抵抗で１００Ω（５０ｍＡ）と５０Ω（１００ｍＡ）の出力波形を観察した

出力波形

オシロスコープの表示は縦目盛りを０．５Ｖにして５Ｖが中央になるように（０Ｖは画面下方外）スクロールしている

尚，左が１００Ω（５０ｍＡ），右が５０Ω（１００ｍＡ）の結果

（１）セリア ＵＳＢ ｃｈａｒｇｅｒ

（２）ダイソー モバイルバッテリー

（３）中華 ＤＣＤＣボード

結果

セリアのリップルは問題になる程ではないが１００ｍＡになると大きくなっているのが判る

ダイソーはリップルが多く（０．３０Ｖ位だけど）出力５００ｍＡまで使えるのは良いが使うのにためらいを感じる

ダイソーのボードを観るとコイルが基板から浮いているので影響しているのかもしれない

中華はオシロスコープのノイズのみで実質リップルは観られない（５０ｍＡ→１００ｍＡで電圧降下もない）

 

拙者はＡＶＲを３．３Ｖで使用すること多いが稀に５Ｖで使うことがある

単純に５Ｖを用意すれば良い訳だが運用でなるべく以下のバッテリ（２種）を組み込んで利用したい

（１）秋月のＮｉＭＨバッテリ３．６Ｖ（使用電圧範囲３～３．８Ｖ位）

• コンパクトながら８３０ｍＡｈと容量があるので長く使用できる

（２）100均ライターから取り出したリポ（使用電圧範囲３～４．２Ｖ位）

• 基板ごと取り出してヒーター部を外す
• タクトスイッチは付け替え電源スイッチとする
• このままＵＳＢ充電できるので便利
• 容量は少ないので低消費電力運用時利用となる

そこでポータブル用途として使うのを前提に扱い易い５Ｖ昇圧ＤＣＤＣを検討してみた

昇圧回路の自作

最初に思いつくのは基板上に昇圧回路を組み込んでしまうことだ

そのためのパーツとしてＨＴ７７５０Ａを購入してあるのだがデータシートのように性能がでないようである

気の迷いさん，電気の迷宮さんを参考にさせてもらっても面倒そうに思える

なので今回は（ＨＴ７７５０Ａ版を含めて評価してみようと思ったが止め）１００均の昇圧商品や既に購入してある中華のＤＣＤＣボードなど出来合いの物だけで評価する

チョイスした昇圧ボード

評価してみる昇圧ボードは以下の３つ

（１）ＵＳＢ ｃｈａｒｇｅｒ

• セリアの商品
• 単３アルカリ乾電池または充電池×２個使用
• ＤＣ５．０／最大出力不明（おそらく１００～２００ｍＡ位）

（２）モバイルバッテリー

• ダイソーの商品
• 単３アルカリ乾電池×２個使用
• ＤＣ５．０／５００ｍＡｈ（最大出力）

（３）中華のＤＣＤＣボード（Rasbee DC-DC 2A Boost ステップアップ 転換モジュール）

• 中華製品
• １個（税込み）１００円（以下）
• 最大出力電流：２Ａ
• 入力電圧：２V～２４V，最大出力電圧：>２８Ｖ

出力５Ｖ５０ｍＡ固定で入力電圧を変動させ効率の測定

• ＡＶＲで使用される電力での効率測定
• 中華は２Ｖから動作仕様
• 使用するバッテリの電圧範囲である３～４Ｖ間で中華は９０％近く優秀だがダイソーは７５％で電圧が高い程よろしくない

入力電圧３．０Ｖ，３．６Ｖ，４．２Ｖでの負荷変動による出力電圧と効率の測定

（１）セリア ＵＳＢ ｃｈａｒｇｅｒ

• ３．６Ｖと４．２Ｖは値が同じ
• １４０ｍＡを超えると電圧が保てないので止め

• １４０ｍＡを超えると電圧が保てないので止め

（２）ダイソー モバイルバッテリー

（３）中華 ＤＣＤＣボード

• 出力電圧は無負荷で５．０３Ｖにしてある
• 安定した出力電流が得られていた

評価結果

ダイソーのモバイルバッテリーは５００ｍＡまで出力できるのだが効率が悪いので入力に余裕が必要

５０ｍＡ位の出力ならどれを選択しても出力電圧は問題はないだろう

出力電圧を調整でき安定した電流を流せる中華のＤＣＤＣボードがコストパフォーマンスも高く抜けている

その他

オシロによる波形測定を忘れていたので後で追加する

良く利用しているＩ２Ｃ接続ＬＣＤのAQM1602XA-RN-GBWは１６×２表示でコストパフォーマンスに優れてるが基板の中央等に載せるとその大きさで他のボタンなどと干渉し配置を悩まされることがある

そこで８×２表示のAQM0802A-FLW-GBW（バックライト付き）をAQM0802A-RN-GBWにバックライトが付いただけだと思って購入

資料を比べても異なるのはバックライトのみだったので同じように使えるはず

またAQM1602XA-RN-GBWと表示文字数は異なるが表示用ＤＤＲＡＭは内部で同じなのでライブラリ等の修正は必要ない

しかしピンのピッチはAQM0802A-RN-GBWと同じ１．５だがバックライト用のピンがあるので同じ変換基板は利用できないしAQM1602XA-RN-GBW用はピッチが１．２７でピン配置も異なり不可

つまり取付用の変換基板は作製しなければならない

２．５４や２．０の基板では厳しいので６４×６４の１．２７ピッチ基板を試すと挿せるがパーツを載せるのが表面実装品でないと大変そうだ

そこで１．２７から２．５４の変換基板を利用する

１０ピン変換なので１ピン余るため中央を外し５，４ピンに分けた

そして出力ピンをAQM1602XA-RN-GBWと同じにしてパーツを載せる（少しは配置を考えたつもりだが汚い）

早速テストしてみると

載せる方向が思っていたのと上下逆だった（逆にすれば使えるので問題はない）

次に深刻な問題として１行目は表示されるが２行目が表示されていない

そして１行目が表示されていたためソフトの問題だと思い込んでしまって一週間も嵌ることになる・・・

• コントラストを何度も調整したり
• 仕様書を眺めまわしソフト的な制御を変更したり
• Ｉ２Ｃアドレスを確認したり
• ３．３Ｖでないとダメなのかと試してみたり
• ネットで同様の問題はないか検索したり

色々と考え試したが解決しない

で，ようやく休日を迎えたので別のAQM0802A-FLW-GBWをブレッドボード上で試してみると２行目が表示されてしまった

つ・ま・り・・・ハードの問題だったのだ（元々不良だったのか基板に載せる際に壊したのかは不明）

今度はＬＣＤの方向とパーツの配置を考えて作り直し（またも美しくないが）正常動作を確認

（備考）

• ＬＣＤのピン付近は熱に弱いので注意（半田付けで熱を逃さないと簡単に溶ける）
• バックライトは５Ｖでの動作も考え５１Ωを入れた
• １ピンは使用しないので変換基板に８ピンを上手く割り振れば他のパーツの配置が良くなるかもしれない
• 仕様では３．３Ｖ用となっているが（コントラスト設定時の）昇圧指定を無くせば５Ｖでも使える

（参考）１６×２での表示