ゆらゆらソーラーの回路が興味深い。
でもネットには詳しい情報はなさそうな感じ。
あれは他の工作に応用できるかも...なので
もうちょっと調べた。
まずは空芯コイルの電流測定
安定して動いてる時の動作パターンはだいたいこんな感じ
太陽電池：約0.9V ・・・ 蛍光灯
電流検出は10Ωシャント 0.1A＠1V ・・・ 0.5mA＠5mV［div］
なので、空新コイルに流れる電流は 約18mV・・・1.8mAのパルス
これが20ms周期、5Hz で駆動されてる。
思った以上にちゃんとしたスイッチング。
100キンだからといってTrがにぶくなるわけもなし。
フツーのインバータ、コンバータにはついてる転流ダイオードは
ないみたい。
へー マイクロパワーだとこれでいいのか...ってところ。
空芯コイルは 507Ω 23mH＠1kHz 寄生容量はわからない。。。
単純計算では0.9V/507Ω＝1.76mA Trドロップ分等々無視
ほぼ抵抗に流してる分で計算とピッタリ。
電流が通電の最中に増加してるのは
電磁誘導で接近した磁石がコイルに公差直前あたりは
電圧が増加中になるところであるため。
今度は縦軸型で1/100減速機構のお試し
こちらの方が水平軸型より低フリクションで作りやすいので
回転速度もいくぶん上げやすい。
こちらのは150rpmで回ってるので
1段で1/10・・・15rpm
2段で1/10・・・1.5rpm
秒針の1.5倍の速さ！！
こちらには回転テーブルをつけて人形を飾ってみた♪
超低電力ソーラーモータの動作解析 じゃなくて
ゆらゆらソーラーの回路調査 が正しい。
100キンのゆらゆらソーラー、たいていのは
裏のケース境目にドライバー差し込んだらパカパカって簡単に
太陽電池、電子回路部は外れます。
太陽電池は上蓋側と挟まってるだけで、下ケースには載ってるだけ
その下には回路が入ってる。
基板は1cm角程度。部品的には樹脂埋めされたASICと電解コンデンサ２つだけ。
電解コンデンサは220uF～470uFくらいが多い感じ。
空新コイルも直径、厚さはけっこういくつもある。
大抵のは220uF、コイルΦ13mmくらいだけど
クッキーモンスターシリーズは470uF、Φ15mmなのででちょっと高出力かも。
コイルは空芯でΦ0.05mmのエナメル線らしい。
髪の毛よりだいぶ細い感じ。巻き断面からざっと計算すると
8000～1万ターンくらいありそう。
手作業で工作で作るとしたら治具作らないと大変。。。
そんな細い線のまま扱ってるとすぐちぎってしまうので配線をフツーのリード線に繋ぎ変えた。
太陽電池の電圧、電流が測定できるように、シャント抵抗を組付け、
コンデンサはスイッチングの度にやたら変動するので940uF追加した。
下の写真は太陽電池に付けた100Ωのシャント抵抗で電流測定の様子。
150rpm程度で回っている時。無負荷。・・・ 負荷中もほとんど変わらないけど。
・電池の電圧は蛍光灯室内灯の下では約9v前後
・電流は0.12mA（0.012V/100Ωシャント）
・電圧はちょっと蛍光灯の加減で結構変わるけどこの時だいたい0.9V...
なので太陽電池出力は0.9Vｘ0.12mA＝0.108ｍW
1mWよりはるかに小さい。。。約100μＷ ・・・マイクロパワーモータ
太陽光の下だと1mA近く出力が以前取れた。
蛍光灯だとざっと1/10...
マイクロマシンじゃなくて手作業サイズでいじれるモータだと
過去最少の超低電力モータになるな。。。
ロータも磁極をいろいろ変えて12極まで変えられるようにしてある。
写真は上から1極、
下左から2極、3極、4極、6極
電流波形の測定もしていく。
仕事でリバースエンジニアリングやってる時みたいだ...
これだけやれば 時計の秒針並みの力が出せます。
これで元のモータが約100rpm
1段目の減速で10rpm
2段目約1rpm ・・・・ 秒針と同じくらいの速度で
動かすことができそうです。
縦軸、垂直軸型よりフリクションが増えやすいのでずっと難しいです。。。
ゆらゆらソーラー 改造モータいろいろ増えてきた。
ロータは同じものを使ってるけど磁石の数はいろいろ。
1個から12個仕様まで作れるロータにした。
Youtubeに上げると
回転してると違いがほとんどわからない。。。
ストロボ効果でロータの内側と外側が逆回転！？とか
内側は回ってるけど外周は止まってる！？？？とか。
生で見ると違いがわかるんだけど。
磁石3個版が一番回転速度が速い。
この室内蛍光灯の下で、200rpm以上で回る。無負荷だけど。
回転速度測定はM5stickくんに依頼しました。
ゆらゆらソーラー改造モータ、
このロータ条件で安定して回るのは磁石が2個～4個くらいが
元の太陽電池原資エネルギーをうまく発振回路で利用できる感じ。
それ以下でも以上でも回転が落ちて出力が取れなくなっていく。
磁石2個式で減速機と組み合わせてみた。
1/100に減速する機構との組み合わせ。
ギヤはモジュールは１。
ピニオンは8T、ドリブンは80T・・・1段で1/10減速。
2弾で1/100 ここまで減速すると
BB弾とかの錘は軽く動かせる感じ。
マーブルマシンの動力源にもできそう。
Youtubeにアップするとやっぱしコマが減るのか
ストロボ効果でおかしな回転状況に見える。
M5stickくん、ライントレース仕様に協力してもらって、
回転速度を計ってもらった。
距離を近づけると磁力が乱れるので離れて測ってるもんで
たまに飛びます。
だいたい150rpmくらいで回ってます。
