- ベストアンサー
太陽電池でモーターを動かすには・・・
初めて質問させていただきます。 現在、太陽電池を使ってモータを動かそうとしています。 太陽電池は1V750mAのものを直列に2枚接続したものを、2セット並列にしています。 モータは、タミヤのソーラーモーター02です。 太陽電池を直射日光にあてれば、勢いよく回るのですが、曇りの日や日陰では回ってくれません。 手で最初に少し回してやると、回り続けます。 いろいろ調べてみたのですが、太陽電池で発電される電流がモータの起動電流まで達していないようです。 コンデンサを電源と並列につなげるとよい、という方法をネットで見つけたのですが、モータが止まっている状態ではコンデンサに電気がたまっていないようです。 何か、良い対処法はありますでしょうか? よろしくお願い致します。
- Tataro-
- お礼率27% (3/11)
- 科学
- 回答数10
- ありがとう数6
- みんなの回答 (10)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
No.3 です。No.5 さんが心配されてますが、タミヤのソーラーモーター02は 100mA 程度で回る省電力タイプのモーターなのでこれで回るのではないでしょうか。 えっと、やりたいことを整理してみましょう。スーパーキャパシタが蓄電され、ある電圧になったらモータに電流を流したいんですよね?でこの時に時間遅れをいれる必要はないかと思います。そうなら C2 は不要ですよね?私の勘違いかな? だったら、普通のダイオードの障壁電圧を利用して、Vcc からダイオード(障壁電圧を調整する意味で、複数直列もあり。この障壁電圧の和でしきい値を設定)、抵抗を経由してトランジスタのベースに直結でいいような気もします。場合によってはベースから Gnd に別途抵抗が必要かもしれません。 このモータはブラシ式ですよね?モータの逆起電力を吸収するようにモータに並列かつ逆方向で大きめのダイオードを入れておいた方が安心だと思います。
その他の回答 (9)
- chirubou
- ベストアンサー率37% (189/502)
No.2 さんのおっしゃる通りですね。もうひとひねりしないと確かにこの回路ではダメでした。
お礼
ご回答ありがとうございます。 一度、chirubouさん、omi3_さんの案を調べてみようと思います。 それでも、わからない場合は、改めて質問させていただこうと思います。 本当にありがとうございました。
- chirubou
- ベストアンサー率37% (189/502)
私のアイデアとは D の位置が違います。R1 に直列に順方向に入れます。(ショットキーでない普通の)ダイオードには障壁電圧といってある電圧以上にならないと電流が流れません。この電圧はダイオードの種類によってちがいますが、だいたい 0.5V 前後です(シリコンかゲルマニウムかで大きく違う)。2つ直列にすれば1V前後になります。そうそうトランジスタのベースにも同じように障壁電圧がありますので、これも計算に入れてくださいね。これによりC1に障壁電圧(の和)以上の電荷が貯まると、トランジスタのベースに電流が流れ、モーターにも電流が流れる、という具合になります。 ダイオードやトランジスタの特性をしらべる元気がないので、具体的な数値に関してはおまかせします。R1 が 1K だと大き過ぎると思います。障壁電圧がありますから。トランジスタもできれば 1A 位流せる物の方が安心のように思います。いきなりモータを接続しないで、初めは10オーム程度の抵抗負荷で試験した方が安全だと思います。 モータをエミッタ側に持っていくとベース電流もモータに流れるのでより効率的ですが、ベース電圧のコントロールが少し難しくなってしまいます。まずこれで動いてから、改良するというのでいいのではないでしょうか。
- 久保 泰臣(@omi3_)
- ベストアンサー率24% (254/1031)
#2です >モータのスイッチを入れたまま、コンデンサを充電するには、 この質問は、 コンデンサに負荷をかけたままで充電するか? との主旨でしょうか? 初期の質問は、 モータの起動電流に達する方法ではなかったのですか? それに対する回答は、 大きなコンデンサにエネルギーを貯えておこう。 ということです。!!!!!! 貯えてからスイッチを入れるしかないないでしょうが。 もし、 そのスイッチを自動にしたいのなら、 別の質問にするべきです。 電圧が 1.2v に上昇したら、スイッチが入り、 電圧が 0.8v まで下がったら、スイッチが切れる。 ような制御回路を設計してください。 と質問しなおしてください。 この場合、スイッチはFET が唯一の選択肢です。 制御は、チャージポンプで3v以上を確保してからです。 こんな設計なら、工業製品として十分に役立ち、 考える元気が出ます。 下の不毛をみると悲しくなります。
お礼
ご回答ありがとうございます。 質問の内容が変わってきてしまっていたようで、申し訳ありませんでした。 一度、 > この場合、スイッチはFET が唯一の選択肢です。 > 制御は、チャージポンプで3v以上を確保してからです。 の方法を調べ、それでもわからない場合は、改めて質問させて頂きます。 ありがとうございました。
- silverbear
- ベストアンサー率25% (163/639)
No5です。 しゅみれーたーでちょっとやってみたんですが、直列でも並列でもR2無いほうが良いみたいでした。すいません。 時間の計算は0.7*C2*R1[秒]位になると思います。 で、シュミレーションしていて思ったことなんですが、ベースに流れる電流が少なすぎてモーターを動かすにはHfeが足りないような気がしてきました。 トランジスタはベースの電流をHfe倍するということは知っていますでしょうか? 2SC1061は見つけられませんでした。2sc1815でHfeは100ぐらいになります。(まぁこのトランジスタじゃ1Aも流せないのですが) ベースの電流は(2V-0.65)/(R1+R3)となるのですが、R1を1KΩにしても1.2mA100倍すると120mAです。 で、モーターの電流がどのぐらいか分からないのですが、1500mAのソーラーパネルを使うということは120mAじゃ全然足りないような気がします。 すると次に考えるのはダーリントン接続なんですが、VBEの電圧降下が2段になって1.3V。今度はR1の電圧が小さくなってしまいベース電流が小さくなりすぎてしまいます。 もしこれでごり押しするなら、モーターのところにリレーを入れて、リレーでモーターを動かせば良いかな?と。 ただ、今度は2Vで動くリレーをみつけられ無いんですよね。 うーん うーん と悩んだんですが、この回路はあきらめた方が良いかな?と思っております。 力に慣れなくて申し訳ないです。
補足
ご回答ありがとうございます。 この回答に対する補足は、No7の補足にまとめて書き込みさせて頂きました。 よろしくお願い致します。
- silverbear
- ベストアンサー率25% (163/639)
モーターがいったんOFFになったら数秒間充電する回路を作る事になると思います。 まず、モーターをスイッチングするためにトランジスタを接続します。 説明のためにコレクタをC ベースをB エミッタをEと表示します。 [2V]-[モーター]ー[CトランジスタE]ー[GND] って感じで接続して、それと並列に大容量のコンデンサを接続します。(No2さんのコンデンサがいいかも) この状態で [2V]ー[抵抗]ー[トランジスタのB] とつなげばモーターが回転し、2VをGNDにつなぐとモーターが止まり、コンデンサに充電します。 ここからは予想の話になります。 モーターが止まっているときはおそらく電圧がほぼ0Vになっていると思います。(モーターが止まっているときは、モーターの内部抵抗が0に近くなると思います) でも、実際には多少の電圧があると思います そこで、 http://www001.upp.so-net.ne.jp/FITDESIGN/manu5.htm 5-4 外部リセット回路2:RC&ダイオードによるリセット回路 のような回路を組みます。 PIC16F・・・の部分に先ほどの回路のトランジスタのBを接続します。 おそらくこのままだとうまく動かないと思いますので、10μFの部分に抵抗を入れてください。 まずは10KΩ、大きくしたり小さくしたりして調節すれば、夜はOFF,昼はON、曇ればONとOFFを繰り返すようになるんじゃないかと思います。 今付いている10μFを大きくすると充電時間が長くなるんじゃないかと思います。 完全に勘ですので、改良しないと駄目かもしれませんし、奇跡的に動くかもしれません。
補足
詳しいご回答ありがとうございます。 私なりに考えてみたのですが、以下のような感じでしょうか? __________________ | | | | | | _| | | | | | モ | | | | | | | ↑D R1 | | | | | C |+ +| |_|__R3__B○ 電 C1 | E |- -| | | | | R2 | | | | | | | +| | | | C2 | | | -| | |___|______|______| C1 : 1F C2 : 10μF (要調整) R1 : 10kΩ R2 : 10kΩ (要調整) R3 : 100Ω T : 2SC1061等? D : 31DQ03L等? C1を十分に充電させるにはC2とC1を同じぐらいまで大きくした方が良いのでしょうか? よろしくお願い致します。
- mii-japan
- ベストアンサー率30% (874/2820)
バッテリと組み合わせるのがよろしいでしょう 参考はホームセンタで数百円で販売されているソーラライトです
補足
ご回答ありがとうございます。 ソーラーライトですか・・・。 一度調べてみます。
- chirubou
- ベストアンサー率37% (189/502)
モーターが止まっていても(起動電流に達していなくても)、電気は流れますので、コンデンサを入れても放電してしまい、改善されないです。ただし瞬間的に日陰になったような場合には、コンデンサ(スーパーキャパシタを使う必要あり)があると短時間の間、回転を保つ効果は期待できるでしょう。 日陰でも回る方法を少し考えてみましたが、簡単な機構では難しいようです。ちょっとした回路を組む必要がありそうです。太陽電池をより多く接続する、という方法が最も単純です。 基本的にはモータの特性が問題です。モータを手で回してみると分かると思いますが、カクカクという感じ(コッキングという)で中の永久磁石に引っ張られて滑らかには動かないと思います。これが原因で少ない電流では動かないのです。コッキングなしでかつ省電力で動くモータが市販されているかどうかまでは知らないのですが、自分でコイルを巻いてモータを自作するという手もあります。 蛇足ですが、同様な問題は小型の風力発電機でも生じます。ある風力発電機では微風の時には定期的にモータに電流を流し、強制的に回転させるようにしています。
補足
ご丁寧なご回答ありがとうございます。 > 日陰でも回る方法を少し考えてみましたが、 > 簡単な機構では難しいようです。ちょっとした > 回路を組む必要がありそうです。太陽電池を > より多く接続する、という方法が最も単純です。 簡単な機構では難しいですか・・・。 ちょっとした回路を勉強してみようかと思いますが、 参考になる本やサイト・方法等ございましたら、教えて頂けますでしょうか? よろしくお願い致します。
- 久保 泰臣(@omi3_)
- ベストアンサー率24% (254/1031)
10000uF 位のコンデンサに、1.5v位 貯まっていれば、起動すると思います。 電気二重層コンデンサ(スーパーキャパシタ)は、 1000000uF (1F @200円) もあるので、十分でしょう。 曇りでも、このキャパシタに充電して、モータのスイッチを入れれば、 起動後回り続けるでしょうね。 ニッカド二次電池を使えば簡単なんでしょうけど、 それを使わないのが偉いですね。 電気二重層コンデンサで電力を蓄積しようとするなど、 これは、最新技術の部品なんですよ。
補足
早速のご回答ありがとうございます。 No1の回答に補足を書き込んでいる時にomi3さんの書き込みがあったみたいです。^^ 10000uFのコンデンサと、電気二重層コンデンサをを早速手に入れて、両方試してみようかと思います。 > 曇りでも、このキャパシタに充電して、モータのスイッチを入れれば、 > 起動後回り続けるでしょうね。 とありますが、モータのスイッチを入れたまま、コンデンサを充電するには、何か方法があるのでしょうか? よろしくお願い致します。
- kazeyomi
- ベストアンサー率53% (22/41)
とりあえず光量が少ない場合は十分な電流が得られないと思うので、太陽電池を二個以上並列に繋いでみることをお勧めします。 コンデンサを挟むと一時的に充電して電力を上げることはできますが、モーターのような消費電力が大きいものに対しては気休めにしかならないと思います。 昔のコンピュータなどは高容量のコンデンサを電池代わりにして、時計の電池代わりに使っていた事があります。まあその程度の要求電力にしか安定しては使えないんだと思います。
補足
早速のご回答ありがとうございます。 > コンデンサを挟むと一時的に充電して電力を > 上げることはできますが、 とありますが、 モータを回し始める時に一時的にコンデンサから電力を放電したい時は、どのようにすればよいのでしょうか? よろしくお願い致します。
関連するQ&A
- 電圧差のある太陽電池から充電する方法は?
■現状 東側と西側のベランダそれぞれに取り付けた太陽電池があります。 これら両者の太陽電池から発電された電力を1つのバッテリーに充電しています。 そして、朝。東側に直射日光が当たると、とても良く発電します。 ■問題 しかし、その時西側の太陽電池は、間接光とは言え多少は発電しているのですが、 東側の太陽電池の電圧が高いせいか?全く電流が流れませんでした。 逆に曇りの日は、東西の電圧差が少ないため?それなりに両方から充電します。 電流は、高い方から低い方に流れるので当たり前なのですが・・・・ ■質問 このように電圧差のある複数の太陽電池から発電された電力を合わせて1つの バッテリーに充電することは可能なのでしょうか? アドバイスの程、宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 環境学・生態学
- ソーラーパネルとモーター
手持ちのソーラーパネルで乾電池式の熱帯魚用のエアーポンプを作動させようと考えています。 ポンプは単三電池2本並列で動いています。 ここに1.4v-350mAのソーラーパネル2枚と、1.5v-400mAのパネルが1枚あります。 すべてを並列につなげてみると、直射日光下でも軽く手でアシストしないと起動しませんでした。 シンプルに他のつなぎ方でうまく起動させる方法はありませんでしょうか?
- ベストアンサー
- 科学
- 太陽電池の発電量を調べたい
太陽電池の発電量を調べたい 皆様いつもおせわになっています。 ジャンク品の太陽電池を数枚入手したのですが、 その太陽電池の電流(最大アンペア)の量を測りたいのですが、 どのようにすれば良いでしょうか? 電圧の方はテスターで直接測りました、太陽の下で1枚4.5V程度発電できています。 手持ちのテスターには直流のアンペアを測るモードはあるのですが(10AモードとmAモード)、 どの用に使うかまでは説明書に記載されていませんでした。 電圧はテスターを並列に、電流はテスターを回路の中に直列に入れる と記憶していましたが、太陽電池の発電できる最大の電流を測るには 太陽電池、テスターの他になにを繋げばよいでしょうか? アドバイスお願いいたします。
- ベストアンサー
- 科学
- 太陽電池の発電について
太陽電池の発電現象についての質問です。 (1)一般的に太陽電池に光を当てると電流が流れますが、太陽電池などの半導体だけなく、金属に光を当てたときも電流が流れる現象があると聞きました。(おそらくかなり微小なものだと思いますが。)この現象の名称が分かりません。 (2)また、蛍光灯、LEDライト、あるいはソーラーシミュレータ等の擬似太陽光のもとで、金属(主にAlやITO)はどの程度電流を流すのでしょうか。(μA?,nA?,あるいはもっと小さい単位なのでしょうか。)ちなみに表面積4cm^2以下のITO基板を使用しています。 (3)実際に太陽電池を光を当てて得られた電流が、金属層による発電ではなく太陽電池本体の層(有機物を使用しています)からの発電であることを証明するにはどうしたらよいでしょうか。現在文献を参考に作成しているのですが、大気暴露など非常に劣悪な環境下で作成しているため、本来ソーラーシミュレータを使って数mA/cm^2程度の短絡電流密度を期待しているところが、現状は蛍光灯から5cm離した距離で数十μA/cm^2程度の短絡電流密度にしかなりません。 以上3点についてお願いします。
- ベストアンサー
- 電気・電子工学
- 太陽電池の出力電流について
太陽電池の出力電流について質問があります。 ●使用している太陽電池 秋月の1.5V 250mA 上記の太陽電池を2枚直列につなぎ、 緑LEDを20mAで点灯させようと思ったのですが、 ぼや~っと光る感じでとても20mA流れているようには思えません。 そこで電流計で太陽電池1枚の短絡電流を測定してみたところ、 だいたい17mAくらいの値が出てきました。 その時の開放端電圧は1.4V強でした。 そこで質問なのですが、 太陽電池に記載されている1.5V 250mAと言うのは ◆最大出力電圧が1.5V ◆最大出力電流が250mA と言う事ではないのでしょうか? 電圧はちゃんと出ているのですが、電流が 17mAではLEDひとつ光らせるのにやっとなので、 いまいち使い道がありません。 非常に困っているのでどなたか教えて頂けないでしょうか。 宜しくお願いいたします。
- 締切済み
- 物理学
- ニッケル水素電池とモーターと熱
私は最近、定格が7,2~8,4Vのラジコン用スピードモーター4個を動かそうと、7,2V、5400mAのニッケル水素充電池1個をを、モーター2つはそれぞれ並列に、残りの2つモーターは直列につなげて、トグルスイッチを入れ、動かしてみたところ、スイッチを入れて5秒くらい経っただけでスイッチや電池と接している導線付近が温かくなってしまうので、長時間動かせません。なぜこうなってしまうのでしょうか。もしかしたらモーターの数や定格などに対してこの電池の電流が高すぎるのでしょうか。また、これで仕方ないのだとしたら、せめて熱くならないようにできないのでしょうか(←例えば、電流を分割させるためモーターの数を増やしたり、電流を下げるのならば、モーターのトルクやスピードが少しでも弱くなったり遅くなったりしないようであれば抵抗を入れるなどもありかと思うのですが)。それについて何か知っている人がいたらよろしくお願いします。
- 締切済み
- その他(ホビー・玩具)
- 光電池と乾電池
小学生の理科の学習の内容です。『光電池について』という以下の文章が正しいのかどうかわかりません。光電池や乾電池の2個を直列につないだときと、並列につないだ時とでのモーターの回転速度の違いから、乾電池と光電池の特徴(起電力?電流特性?内部抵抗?)の違いを説明したもののようです。『・・・・光電池は2個を直列につなげば電圧は2倍になるが電流の大きさは(1個のときと)同じである。したがって、モーターの回転数は変化しない。逆に光電池を2個並列につなぐと、電流の大きさは(1個のときの)2倍になり、モーターは早く回る。乾電池の直列つなぎ、並列つなぎと逆の現象が起こるので、光電池の直列・並列のつなぎについての学習は小学生には混乱を招く恐れがある。』後半の<乾電池の直列つなぎ、並列つなぎと逆の現象が起こる>のくだりが理解できないのです。乾電池も光電池も適切な条件の下で同じモーターを回したとすれば、<乾電池のときと同じ現象になるもの>とばかり思っていたのです。 私の理解は間違いでしょうか? また、この文章は負荷が豆電球の場合(光度)でも当てはまるでしょうか? 私はいわゆるオームの法則(I=V/R)は理解しているつもりですが、直流モーターの電圧-電流特性や回転速度による抵抗値の変化などについてはまったく知りません。また直流モーターの回転速度は負荷電流の大きさにのみ比例するのでしょうか? すみません。教えてください。よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 科学
- 太陽電池・コンデンサ
太陽電池で発電される電力をコンデンサにためて直流として出力する回路を作りたいのですが、 (1)どのくらいの静電容量が必要か (2)どのような回路・部品が必要か (3)実際使える電力は最大入力の何%か (4)出力は何V、最大何Aか を教えてください! <太陽電池> 千石電商の太陽電池です。 最大0.55W 開放電圧5.5V 短絡電流100mA 380円 若しくは 0.935 5.5 170 560円
- ベストアンサー
- その他(趣味・娯楽・エンターテイメント)
- 太陽電池について
太陽電池のセルは、直列につながっていますよね? もし並列につないだらどうなりますか? 作り方でなく「セルの接続の仕方」についてのホームページありますか? お手数ですがおしえてください。
- 締切済み
- その他(学問・教育)
補足
silverbearさん、chirubouさん、ご回答ありがとうございます。 > で、モーターの電流がどのぐらいか分からないのですが、1500mAのソーラーパネルを使うということは120mAじゃ全然足りないような気がします。 chirubouさんのおっしゃる通り、タミヤのソーラーモーター02は省電力タイプのものです。 > えっと、やりたいことを整理してみましょう。スーパーキャパシタが蓄電され、ある電圧になったらモータに電流を流したいんですよね? その通りです。 お二人の書き込みを見て、もう一度考えてみましたが、下記のような感じでしょうか? _D_______________ | → | | | | | | __| | | | | | | | | ↑D モ | | | |__| | | | | | | | | | | R1 | | | | C |+ +| ____B○ 電 C1 E |- -| | | | | | | | |___|____________| R1:1kΩぐらい? T:2SC1815 よろしくお願い致します。