ときどきリアルタイムな発電状況(気まぐれです。)

2011年11月06日

パワー mosfet リレーの制作

オムロンのリレーで、照明のスイッチを制作したが、電源投入時の突入電流を抑制するために、
1オームの抵抗を挿入していた。この抵抗を挿入しないと、リレーの接点が溶接してしまうからだ。

さらに、1オームの抵抗は、2W程度の電力を消費し、電圧も1.4V以上降下してしまう。

そこで、パワーmosfetでリレーを制作してみた。
回路図は、次の通り。

2011-11-06 20.47.22.jpg

Vin は、Sunsaver MPPT チャージコントローラの Load 端子につなぐ。
Vout は、DC/DC コンバータにつなぐ。
24Vシステムなので、12Vに降圧する必要があるからである。
以前の記事にも書いたが、このDC/DCコンバータは、コンデンサが入っているので、
電源投入時に突入電流が流れる。ただし、2次側に負荷を繋いでいれば、そんなに大きい突入電流は
流れないがそれでもオムロンのリレーの接点を溶接するぐらいの力はもっているのだ。

上の抵抗は、分圧の抵抗で、ゲート-ソース間に10V程度の電位差が生じるようにした。
ボリュームは、ゲートにかける電圧の微調整用だ。だいたい、4Kオームぐらいがベストなようである。
mosfetがオンになったら、ゲートにはほとんど電流が流れない。
このとき、抵抗には、24/36k = 0.6mA ほど流れる。もう一桁大きい抵抗でもよかったかもしれない。
以前に作成したリレーには、8.6mAほど流れるからこれもずいぶん節約になる。

PチャネルMOSの2SJ334は、マルツパーツ仙台店で購入。規格は、60V、30A程度である。パルスであれば、120Aぐらいまで大丈夫と書いてある。

これなら、抵抗による電流制限を行わなくても大丈夫そうである。

リレーをこのパワーmosfetリレーに置き換えたことで、効率がよくなり、150mAほど節約になった。
バッテリーによる駆動なので、150mAでも8時間LED照明をつければ、1.2Ahの節約である。
これは、大きい。

ただ、電源投入時の突入電流にどのぐらい耐えられるかは、未知数だ。
しばらく、このリレーを使用したスイッチでどのくらいもつかみていくつもりである。
posted by ymurai at 21:00| Comment(0) | 自作物

2011年09月19日

リビングのLED照明の写真

リビングに設置したLED照明が点灯している様子。

線がむき出しなので本当はモールなどですっきりと配線すべきだ。

中央に見えているのは、30Wの円形蛍光灯が4つ入った照明で、
現在はほとんどつけていない。

奥の方にはエアコンが見える。エアコンの脇から出ている黒い線は、
太陽光パネルからの電線。

LEDユニットが10個と、市販されているLED電球を1個取り付けている。

2011-09-19 21.22.07.jpg

家族で大半の時間はこのリビングで過ごす。
食事をしたり、勉強したり、パソコンをしたりしている。

単純計算で、100Vの照明は120Wだから、毎日8時間つけるとして、
1年で120×8×365=約350kwh の節約になる。

電力使用量は1か月で300kwhを超えるので、この照明の電気料金を1kwhあたり、24円で
計算して、1年で、約8400円の節約ということになる。

驚くほどの節電効果はないが、塵も積もれば山となるのだ。







posted by ymurai at 21:31| Comment(0) | 自作物

スイッチングDC/DCコンバータの制作

ユタカ電機で、
DC/DCコンバータ YDS-512の中古品を購入した。
http://www.yutakashop.jp/shopdetail/003000000010/order/

これは、秋月電子のスイッチングDC/DCコンバータに
載っているKIC-125と仕様が似ているもので、
12Vで5A取り出せる。

YDS-512のアプリケーションノートを見ながら、
ユニバーサル基板上に作成した。

2011-09-19 18.31.28.jpg

電源をバッテリーから取る場合は、入力側のコンデンサは必要ないと書いてあったが、
心配なので、標準の回路図で作成した。

裏面は、こんな感じ

2011-09-19 18.33.06.jpg

なるべくコンデンサをICの近くに取り付けるようにあったので、近くに取り付けた。

半固定抵抗で電圧を可変できるので、まったく秋月電子の電源キットと同じである。

部品もよく似ているので実際は同じものなのだろうか?



posted by ymurai at 18:49| Comment(0) | 自作物

2011年08月14日

リモートスイッチの制作

現在、リビングに置いているチャージコントローラは、テレビの台の下にあり、
スイッチがとても押しにくいところにある。
できれば、100Vのリビング照明のスイッチと同じところに、自作LED照明のスイッチを
作りたいので、リモートスイッチを作成することにした。

材料は、オムロンのDC24V定格のリレーとその他だ。
このオムロンのリレーは、G6B-1114P-US 。コイルは、DC24V駆動で、接点には、直流30Vで5A流せるというもの。
接点には、秋月電子のDC/DCスイッチングコンバーターをつなぐため、リレー側からは、
このDC/DCは、容量負荷に見える。したがって、リレーの接点がつながったときに、もし、
突入電流の対策をしていなければ、突入電流のせいで接点が溶接して、コイル側をOFFにしても
通電しっぱなしになってしまう。(実際やってしまった・・・)

そこで、1Ωのセメント抵抗10WをDC/DCの入力側に直列につなげることにした。
これで、最初の通電時に、リレー側から見た抵抗の最小値は 1Ωだから、流れる電流は、(瞬間だが)最大24/1=24A程度となる。(これでも十分大きいが、リレーの接点は溶接しなくなった。)

また、リレーのコイル側に流れる電流は、コイルの抵抗は、2880Ωだから、24V定格で8.3mAと
消費電力はとても小さい。ただ、バッテリーから電源をとるので、電圧は、最大で30V程度なる。
そこで、1KΩの抵抗を直列に接続し、降圧した。これで、たとえ、電圧が30Vになったとしても、
30/(2.88k+1k)=7.7mA 程度流れて、リレーのコイル駆動の電圧は、22V 程度だから、
データシートによれば、24Vの70%を超えれば大丈夫なので、OKである。
また、バッテリーの電圧が、23V(バッテリー1個の電圧が11.5V)ぐらい低くなったとしても、23/(2.88k+1k)=5.9mA 流れ、リレーのコイル駆動の電圧は、17Vでこれも24Vの70%を超えている。

したがって、こうしておけばコイルにも負担がかからない。

照明をつけっぱなしにしている間も、リモートスイッチ側の電流は8mA 程度だから驚くほど消費電力は
小さい。したがって、リモートスイッチの線は細いもので十分だ。


というわけで、回路図は、次の通り。

回路図手書き.jpg



posted by ymurai at 15:40| Comment(0) | 自作物

2011年08月06日

自作LED照明

秋月電子商から購入した、白色パワーLEDユニットと、
野菜ジュースの四角いペットボトルを利用した、LED照明を作成。

用意するもの
1.E26ソケット
2.野菜ジュースの四角いペットボトル
3.LEDユニット数個
4.線材少々

1.ペットボトルの加工

 まず、注ぎ口は、ネジの波があるので、それをカッターやニッパやヤスリを使ってそぎ落とす。
また、ノコギリで、注ぎ口を半分切って、そこにE26口金を押しこむ。
 ペットボトルの上面と底面を切り落とし、ちょうと上面と底面がない
直方体のようになるように切り落とす。
 これで、上面と底面が開放された部分(A)と、注ぎ口のついた部分(B)に分かれる。
 (A)の一つの面に、4つの切り目を入れる。また、(B)の部分の各辺には凸部をつくり、
 (A)の一つの面に4つの切り目を入れた部分に差し込めるように加工する。
また、(A)の切り目を入れた面と同じ面にコードが中に入るように1cm四方くらいの穴を空けておく。

 下の写真は、ちょうど差し込んだところ。これが照明のケースとなる。

 2011-08-06 20.31.18.jpg

  

2.あとは、ユニットを並列接続する。図は、4つくっつけた例。これで、800ルーメンで640mA

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3.ユニットに固まるシリコンを塗って、銅板をくっつける。ヒートシンクの代わり。本当はもっと本格的なヒートシンクがよいと思われる。


4.出来上がり。点灯したものを写したもの。手前は、800ルーメンで、奥の照明は600ルーメン。
この2つの照明で、1120mA 流れる。計13.34w。

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posted by ymurai at 20:52| Comment(0) | 自作物