ニッ水電池のJIS規格

こんなニュースが。

JIS規格改正に伴うニッケル・水素蓄電池「くり返し使える回数」の表記内容変更に関するお知らせ

これって・・・

・トランジスタ技術：2016年10月号

・交流定電流方式で電池の内部抵抗を計ってみる

・電池あれこれ

で、私がぐだぐだ言ったせいなの？

バッテリー放電器の通信 トラブル事例

アルミケースが廃番になったため頒布を中止した放電特性記録機能付きバッテリー放電器。
組み立て済み品の頒布 を案内していたのですが、この在庫もあと 二つ 一つ になりました。

　　　　・昨年9月であと３つ

この放電器、PCのCOMポートとつないでシリアル通信します。

放電条件の設定や、放電特性の記録をやりとりするのです。

こんな具合につながります。

左がPCのCOMポート。　　右が放電器。

放電器には9pinのオスコネクタ。

PCのオス9pinコネクタとは、両端にメスのコネクタをつけたストレートケーブルでつなぎます。

いわゆるRS-232Cでのシリアル通信なんですが、今ふうのPCにはCOMポート（D-SUB 9pinコネクタ）が備わっていません。
この放電器基板を作ったのが2005年。
当時のPC、たいていはCOMポートを装備していましたんで。
　　　※WinXPの時代

COMポートの無いPC、そこで登場するのがUSB変換アダプタ。

ところが、この「接続用ストレートケーブルを省ける」んじゃないかと、こんなUSB変換アダプタを選ばれてしまうのです。

・USBシリアルケーブル 1.8m USB-RS232C 変換 USBtypeA to D-sub9ピン メス

これだと、中継ケーブル無しで放電器のコネクタに 挿さります。

ところが、この「メス」コネクタのUSB変換アダプタは、PCのCOMポートに直挿ししてPC間で通信しようという用途。

TXDとRXDの信号の向き（入出力）が逆になっています。

これを放電器のオスコネクタに挿しても通信はできません。
　　　※TXD：送信データどうしが衝突！

秋月電子の

ＦＴ２３２ＲＬ　ＵＳＢ・ＲＳ２３２Ｃ変換モジュール

や

ＵＳＢシリアル変換ケーブル

を買っていただき、オス(USB)・オス(放電器)間を両端メスのストレートケーブルでつないでもらうのが間違いありません。
　　　※あるいはこんな中継コネクタ
　　　　　　ミニジェンダーチェンジャー（９Ｐメス－９Ｐメス）

放電器側の９ピンコネクタを「メス」にして、「メス：PC／オス：放電器」のストレートケーブル（COMポートの延長ケーブル）でつなぐように設計しておけば良かったんですが・・・

※現状のまま、放電器のコネクタをオス→メスに変えると・・・使えそうな気がしますが、ピン番号の並びがひっくり返ってしまって使えません。

※アマゾンの変換アダプタのカスタマーレビュー にも「クロス接続」云々という話が出ています。
まさにこれです。

エネループ・スタンダード JIS C8707 充放電実験 まだやってます

ZAQのブログ+HP閉鎖騒ぎでぐだぐだになってしまって電池イジメの結果報告 。

現在も続けている（勝手に実行）のが「エネループ・スタンダード」の

JIS C8708での充放電繰り返し実験。

ただし・・・JISの規定とはちょいと条件を変えています。

その実験が、繰り返し4000回を越えました。

なぜ条件を変えたのか。

JISの規定、「充電しすぎ」とちゃうか？　というところ

繰り返しサイクル2～48回のところ、

　　　　1/4Cで190分　充電

　　　　1/4Cで140分　放電

っと、充電のほうが大きい。

そのために電池が発熱。

だもんで、充電時間＝放電時間にしたらどうか。

もう一つが、充電池の公称容量。

エネループ・スタンダードだと「1900mAh」。

これを「1500mAh」だと仮定して、充放電電流を減らすとどうなるか。

こんなことで、2016年の5月にスタートしました。
その結果がこのグラフです。

50サイクル目ごとの「0.2Cで1.0Vまで放電」を記録しています。

0.2Cだから放電時間は5時間＝300分。

放電維持電圧は落ちてきていますが、まだまだ元気です。
さて、この実験、どうしたものか。

実用とは離れたイリーガルなデータですんで、まぁ5000回まで続行かなっと考えています。




※関連

・交流定電流方式で電池の内部抵抗を計ってみる
・エネループ・プロのJIS耐久試験 こんな具合です
・ニッケル水素充電池関連の投稿記事

「2次電池」の語源

昔の記事で「2次電池の2次ってなにやねん？」を

話題にしたことがあります。

・2006年07月08日：２次電池は一般的呼称か？

・2009年09月20日：一次電池と二次電池

アイザック・アシモフさんまで引っ張り出して・・・

で、先日のトラ技別冊

　　「2018年10月09日：リチウムイオン電池の現状がよく分かる！ 」

の「電池に関する用語解説」にこんな内容が出ていました。
この疑問への回答かと。

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●2次電池(secondary-battery)
放電しても充電すれば繰り返して使用
できる電池を言う。蓄電池(storage
battery)、充電池とも呼ばれる。
語源は、2次電池は放電状態で組み立
てられ、充電で活性物質を活性化して
電池になるが、この活性化や充電に1次
電池が使われていたことから、2次的な
電池と定義された経緯がある。

～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

ということで、アシモフさんの本を引っ張り出した記事に

対する水魚堂・岡田さんのコメントが大正解となりました。

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◆再掲：2009年09月21日(月)　07:54　by 水魚堂 岡田

  充電式電池が発明された当時は電池で電池を

充電していたので、PrimaryとSecondaryという

呼び名になったという説がありました。
  本当かな、と思って調べてみました。
  発電機の発明より、二次電池の発明の方が

ずっと後です。でも、商用電源が整備されるの

は、もっと後です。
  学者さんが実験で使うぶんには、充電式電池を

電池で充電していたのは本当なのかもしれま

せん。

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※そうそう。　言葉の歴史、次の二つが解決していません(笑)

・小数点のR
　　　小数点のRはモールスから？

・1/2桁とは
　　　2011年01月31日：1/2桁とは

　　　2011年08月10日：1/2桁とは 「セグメント説」

　　　2013年05月18日：1/2桁とは：BCD説の例

リチウムイオン電池の現状がよく分かる！

トランジスタ技術2018年11月号 の別冊「アナログウェアNo.7」が

リチウムイオン電池を特集しています。

リチウムイオン電池の歴史、現状、構造、製造工程、検査工程

から、劣化の原因や発火事故の原因についても詳しく解説。
Ｘ線写真や内部構造写真（モノクロだけど）は必見。

著者は江田 信夫さん 。

初代エネループ・・・むりやり

佐藤テック君が「酒の肴に」（ブログのネタ）と持ってきてくれた

「初代エネループ」 HR-3UTG が4本。

　　　　「これ、もう充電でけへん」っと。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　↑
　　　　　　　「×」マークが悲しい・・・

2005年12月製ので、ほんとに初期製品かと。

　　　※wikipediaによりますと「2005年11月発売」だと。

ガレージに常備してある 電池電圧チェッカー で調べると、

充電されていないのが１本。

残りのも充電が不完全で、1Ω負荷での電圧ドロップを見ると

内部抵抗が上昇している様子がうかがえます。

これを仕事場に持ってきて、内部抵抗（交流定電流方式で） を

測定してみました。
低い方から。

　　223mΩ
　　254mΩ
　　306mΩ
　　417mΩ

「100mΩ」あたりでそろそろ寿命。「200mΩ」を越えてくると

急速充電出来なくなるかも、というのがニッケル水素電池の

寿命判断です。

さて、急速充電出来ない時に活躍するのがダイソーの「ゆっくり充電器」。　

急速充電器がはねてしまうような電池でも充電してくれます。

充電状態で一晩置いてから計った「内部抵抗」がこれ。
　　　75mΩ

　 　 83mΩ

　　  136mΩ

　　  220mΩ

なにやら、回復しています。
この電池4本を1Ω負荷で放電 。

すると、こんなグラフが。

1Ωですんで、1A以上の電流が流れます。

ゆっくり充電したら、まだ使えるかも？　　です。

今度は、この放電した電池を「BQ-390」で充電してみました。

なんとか急速充電が継続。

　　　※充電電流弱モードに切り替わる電池もあったけど

その放電結果です。

充電完了直後の放電ですんで、一番良い状態。

放置保存していたら、おそらく

　　　・電圧ドロップ

　　　・容量低下

　　　・内部抵抗増大

の影響が出てくるでしょう。

ということで、あれこれ使い続けた初期のエネループの

現状でした。

バッテリー放電器、あと３つ

2005年に作った放電特性記録機能付きバッテリー放電器 、

テイシンのアルミケース廃番以降 箱無し完成品での頒布 を

行ってきましたが、いよいよ残数＝３です。

これ、もう二度と入手できません。

左側のが「単４」放電用。
右の２つが「単３」用です。

　　　※単３用を単４用に改造するのも可能です。

●頒布の内容

　　・放電抵抗は「1Ω」
　　・BULGIN社の電池ホルダー
　　・基板に部品を実装　（ケースは無し）
　　　　　（20mmスペーサx4で基板を支える）
　　・動作チェック済み
　　・付属品：電池ボックス　（基板とはコネクタで接続）
　　　　　　　　D-SUB 9pin雌コネクタx2　RS232C用短ケーブル

基板上面がむき出しになります。
プラ板を乗せるなど、短絡防止のため何らかの対策をしてください。

お代は、税別で6,500円。　（税込7,020円）
ヤマト運輸の代引でのお届けとなります。

注文は下記まで。
　　　　　　・仕事場：(有)アクト電子へのメール


この制御プログラムを書いた「PIC16F88」が少し残っています。
　　　　http://act-ele.c.ooco.jp/batdchg3/DCHG4.LZH


もしご入り用でしたらお分けいたしますのでメールしてください。

　　※代金：540円（税込）

SONY α7IIがやってきた ・・・私のじゃないけど

ガレージ常連、佐藤テック君が導入した新機材。

デジタルカメラ、SONYの「α7II」。
「中古」で買ったっと。

撮像素子が35mmフィルムサイズ。

マウントアダプタを使うと、旧来の一眼カメラ用レンズがあれこれ使えるというもの。

写っているのはキヤノンのレンズ、28-80ズーム。
これを、シグマ製のアダプタを使ってα7IIにつないでいます。



オートフォーカス、思ったよりスムーズで早い！　正確だし。
手動フォーカスのマクロレンズなんかも面白い！

で、私の興味はこのカメラ用のリチウム・イオン電池。
型番　「NP-FW50」。

中古のカメラなのに純正バッテリが4つ付属。

前の持ち主が「バッテリの持ちが悪い」っと、余分に買ったのかなぁっと推測。

こんな接点になっています。



板状の電極を挟むような構造。
リコーのGX100用電池DB-65 を計ったような四端子プローブは使えません。

そこで、KELのカードエッジコネクタ（端子が金メッキ）をバラして、電極を取り出して細工。
それをユニバーサル基板にハンダして、仮の電極としました。

だもんで、四端子法による内部抵抗の測定 はできません。

接点と電池電極の位置を調整しながら位置決め。


測定結果。

付属してあった電池、どれもざっと「200mΩ」ちょい越え。

差は大きくありませんでしたんで、まだ劣化には至っていない様子です。

「α7II」、35mmフィルムカメラのレンズをたくさん所持している人には面白いカメラでしょうなぁ。

佐藤テック君がこのカメラをガレージに持ってきた時、キヤノンのレンズで私が撮った、彼とペコ。


オートフォーカス、ペコの「鼻先」に合っています。


ピントは鼻先。　目は、もう被写界深度から外れています。

さずが35mm。　めちゃ薄い合焦範囲。

文鎮：ハンダ付け補助ツ－ル …形状違いの素材

ハンダ付け補助ツール（文鎮）　製作元の佐藤テック君から…

『こんな鉄の端材が出てきた』っと。


この＼／の中に、丸棒とか◎パイプがはまり込むような材料です。

↑これの高さは66mmで切断されていますが、残材は高さ方向に長い材料になっています。

これにクリップを付ける方法（M5のタップ切り）がいくつか考えられるんで、ちょいと皆さんに相談です。

磁石をくっつけたクリップを使って想像します。

（１）斜めのところにくっつける

（２）平面部にくっつける　（これまでのと同じような形）

（３）長手方向を短く切断してクリップの向きをこんなふうに






サビ落としして「黒染め」の予定です。

（１）、（２）だと重量は「500g」をちょいと超え。
クリックポストは1kg制限ですんで二つは送れません。

（３）のようにカットすると「約300g」ほどですんで二つはok。　（３）だと一つが短くなるんで、同じ材料からたくさんとれる→ちょいとお安くなる（かも）

まだ、頒布価格は決まっていませんが、いかがでしょうか？

ご希望をお聞かせください。　　（こんなんいらんわ：も含めて）

放電特性記録機能付きバッテリー放電器、改造

仕事場 でキット頒布していました放電特性記録機能付きバッテリー放電器 、現在、最後の頒布 を行っています。
で、先日のこと、この放電器の完成品を買っていただいた方から「調子が悪いから見てほしい」という依頼がありました。

拝見すると・・・
BULGIN社製電池ホルダー 電極の汚れが原因。
電池との接触が悪くなっていました。

長年使っていただき、ちょいと汚くなっています。
綿棒の先にIPAを付けてゴシゴシ。
これでも効果はあるんですが、せっかくだからと取り出してきたのがリュータとゴム砥石。

「きゅい～ん」と磨き上げます。

BULGINの電池ホルダー電極、メッキじゃなく「ニッケルシルバー（洋白）」ですんで、こんな作業ができます。
その結果です。
電池を装着して放電した時の、電池電極と電池ホルダー間の電圧差をテスターで調べると接触状況がわかります。
値が小さい方が「良」。

・対策前　単位：mV
　電極　１　２　３　４
－－－－－－－－－－－－－
　＋側　40　 7　20　 8mV
　－側　 4　14 130 120mV

・綿棒＋アルコールで洗浄
　電極　１　２　３　４
－－－－－－－－－－－－－
　＋側　 4　 3　 7　 5mV
　－側　 3　 3　 4　 6mV

・ゴム砥石で研磨
　電極　１　２　３　４
－－－－－－－－－－－－－
　＋側　 3　 3　 4　 3mV
　－側　 3　 3　 3　 4mV

ということで、ずいぶん改善されました。

もう一つ「できないかなぁ」とのお話が、通信ポートの改良です。
もともとRS-232CでPCとシリアル通信。
昔のPCは、RS-232Cが標準装備だったんで、気楽に使えました。
それを「USBでつなぎたいな～」というわけです。
秋月電子通商の超小型ＵＳＢシリアル変換モジュール [AE-FT234X] を買ってあったので、つないでみることにしました。
条件的には、
　・現状のシリアルポートも使えるように（USBかどちらか選ぶ）
　・電池運用はそのままで
ということで、この変換モジュールをつないでも、現状のシリアル通信回路と競合しないことの確認からスタートです。
モジュールをUSBにつながない場合は、PICマイコンのTXD、RXDとも信号は大丈夫。
シリアル通信は現状のまま通ります。

ところが、USBケーブルをつないだ時に問題が発生。
　・FT234XのTXDは「3.3V」出力。
　　USBをつながない時はフローティングとなり、シリアル受信し
　　ているトランジスタとは競合しない。
　・しかし、モジュールのTXD出力にPICのRXDと直結すると、
　　USBを接続した時に、放電器がスタンバイ状態でもプル
　　アップ抵抗を通じて電流がFT234Xに流れ込み
　　　（PICのVcc→抵抗→USBの3.3V）電池を消耗する。
　　　　　 （Vcc4.5Vで0.3mA程度）
　・スタンバイ状態での放電器、消費電流は1uAほどなんで
　　電池での運用に関し、これは大問題。
　　USBにつないだまま放置できないわけで。
　・もう一つ問題。　PICのRXD入力にはシュミット回路が装備
　　されているので、Vcc=電池電圧が高い時、入力Hレベル
　　（FT234XのTXD、Hレベルは3.3V）が不足し、受信できなくなって
　　しまう。

ということで、FT234XのTXD出力とPICのRXD入力間にレベルシフト回路を入れることにしました。
NPNトランジスタを一つ使います。
最終的にこんな回路になりました。
黄色部分が追加箇所。
　　　　（クリックで拡大↓）

問題はレベルシフタのための「USB 3.3V」の取り出し。
このジャンパ線、ハンダ付けは顕微鏡下の作業です。

まず、モジュールを基板にくっつけます。
カプトンテープで絶縁して、レジストを削って露出させたGNDパターンとモジュールのUSBコネクタをハンダして固定します。

そこにレベルシフタの役目をするNPNデジトラをハンダ付け。

接続先となるPICマイコンの足はすぐそば。

別角度から

困難な作業がモジュールからの3.3V電源の取り出し。
FT234Xの3番ピンにつながっているコンデンサ（C1）にポリウレタン線（0.26mm）をハンダして引き出します。
拡大↓

ということで、バッテリー放電器回路、最後のあがきでした。