スマホ用のソーラーチャージャー2020年09月25日 18:45

防災グッズとして太陽電池のついたモバイルバッテリーを持っていますが、コンパクトな製品なので
晴天で40時間充電すると1700mAh
という性能です。
大雑把な目安として、5日ぐらい晴れた日が続くとスマホを半分充電できるぐらいです。
なので、気休めぐらいにしかなりません。

大型の太陽電池が載ったものも売られていますが、趣味も兼ねて自分で作ることにしました。



Googleとかで検索すると、大きめの太陽電池に「DCDCコンバーター(電圧を5ボルトに変換するもの)」をつなげばできそうです。
太陽電池の容量がそのまま給電できる電力になるので、少なくとも5ワット(5ボルトで1アンペア)はほしいところです。

いつもの「秋月電子」で材料は調達することにして、仕様を決めました。
・急速充電できるよう、出力電流は2アンペア(電力でいうと10ワット)
・入出力の電圧をモニターしたい
・USBの給電出力は2個

ということで用意したのは・・・
12ワットの太陽電池、DCDCコンバーターの組み立てキット、電圧計2個、USBコネクター2個、その他細かいものです。
太陽電池はコネクターでつなぐことにして、あとでいろんな種類を試せるようにします。



DCDCコンバーターの組み立てキットは部品点数も少なく、サイズも大きいので簡単です。
説明書の通りにはんだ付けしていけば完成します。
完成したら乾電池で9ボルトを入れて、5ボルトが出ていることを確認します。
全部の配線が済んだ後で「動かない」と悲惨ですから。




今回のように「組み立てキット+別の回路」で作るときは、追加する部分を別の基板に作って2枚の基板を線でつなぐのが一般的と思うんですが、それだと取り回しが不便です。
そこで、一回り大きい基板を用意して、そこに組み立てキットの基板を載せてしまうことにしました。

できあがりはこちら。
1枚の基板に作ったので、取り扱いやすい・・・と思います。


9ボルトの電池をつないで動作確認です。
5ボルトが出ていました。



実際に日光の当たるところでちょこっと試運転してみたところ、ちゃんと電圧計に数字が出てきました。
負荷をつながない状態で、入力は21Vぐらい、出力は5Vです。


充電はできるんですが、ちょっと日が陰って出力が落ちると充電が止まってしまい、出力が戻っても再開しません。
スマホ側の仕様でそうなっているんでしょう。
USBをいったん抜いてさし直すと充電再開しますが、それだと不便(というかめんどくさい)なので、スイッチを追加しました。
スイッチがオンなのかオフなのかわかったほうがいいということで、LEDを1個追加しました。

適当なケースに収めて完成・・・ですが手元にないので、とりあえずは「豆腐の空き容器」を使います。




この「豆腐容器」のまま、晴れた日に試運転してみました。
たまたまスマホの残量が8%だったので、フルになるまで充電してみました。



太陽電池パネルの日陰に置いていたんですが、それでも温度が上がってしまって途中でペースが落ちたので、スマホ本体を日陰に移動して継続・・・2時間半ぐらいでほぼ満充電になりました。



最終的には、100円ショップでみつけた箱に収納しました。
基板を固定する丸い穴、USBと放熱板を出す四角い穴、太陽電池パネルとつなぐスリットをあけて、ケースに収めて・・・やっと完成になりました。





当然ですが夜間は使えないので、充電用のモバイルバッテリーを買っておきました。
15000mAhなので計算通りなら6時間ぐらいで充電できるはずです。



これがあれば電源がないところに行ってもスマホの充電の心配がなくなります。
でも「電源がないところ」って、あんまりないですよね。
車で行ける所なら車から電源を取ればいいですし・・・

ついでに工作の小ネタを紹介。
100円ショップにあった、ドアを開けると点灯するセンサーライト(リードスイッチで磁石が離れるとLEDが点灯)を改造しました。
ボタン電池3個で明るくないので、明るいLEDライトをつなぐことにしました。

元のセンサーライトの基板にLEDライトはつながらないのでドライバー(といっても単純なトランジスタの2段増幅)を自作して組み込みました。
LEDライトは450mA流れるので、2SC1815と2SC2120を使います。

100円ショップには工作の材料がいっぱいあります。
時間がなかなか取れませんが。