電子機器の改造についてアドバイスを願います！！

質問

ある市販の006P(9V角型乾電池)仕様の機器を改造し、ACアダプター＆充電池仕様にしたいと思っています。

ACアダプター仕様のみなら006Pの端子にプラグソケットを半田付けし、DC9V/200mAhのアダプターを接続すれば良いと思うのですが、これだけでは物足りないので充電池でも稼動できるようにしたいと思っています。
以下が詳細な条件になります。
　・充電池は機器に内蔵し、交換が可能（電池の寿命時に）
　・切替スイッチで、"ACアダプターで電力供給","内臓充電池で電力供給","内臓充電池をACアダプターにて充電"の3モードを切替可能
　・内臓充電池の充電基盤に過充電防止機構がある

半素人で難しいことは分かりませんが、可能な限り理解するよう努力しますので、アドバイスや回路の御教授宜しくお願いします！！

回答No.7

x530 · ベストアンサー

現在の一番簡単な充電方法は「ニッケル水素電池充電器の製作」サイトの図１の回路と同じものです。
充電池のマイナスと抵抗Ｒ０の左側が「２回路２接点（ＯＮ－ＯＮタイプ）」スイッチのＢ側に接続されていて、ＡＣ／ＤＣアダプタから１６．８Ｖの電圧が掛かる仕組みです。
直列００６Ｐ充電池２本の内部抵抗を測定した上で、回路全体に２０ｍＡの電流が流れるように抵抗Ｒ０の値は、決定されます。
（もちろん近似値で構いません。）
この方式は充電時間が掛かる代わりに、監視回路無しでも１６時間で無条件に満充電に持って行けるところです。

ニッケル水素電池充電器の製作（図１参照）
http://www.boreas.dti.ne.jp/~hisao-y/workshop/charger/charger.html

充電自動停止回路は、充電池監視回路と同じものです。
充電停止回路の仕組みは、例えば、３分間充電し３０秒間充電を停止した後、電池の電圧を測定し、設定電圧に未達の場合は、再度３分間充電し３０秒間充電を停止した後、電池の電圧を測定の繰り返しを行なうわけです。
充電池の状態を監視して、設定した電圧まで昇圧した段階で充電回路をＯＦＦするわけです。
００６Ｐ充電池は監視のもと最大１２０ｍＡまで充電できます。
充電停止回路を取り付ける場合は急速充電（２時間半）を行なうのが良いでしょう。
回路見本は（図２）と大体同様になります。（設定電圧、電流は異なります。）

今般は、基本充電回路で作成（かなりのノウハウを吸収できると思います。）
安定動作確認後に、次期改良点として、急速充電、自動停止を行なうのが良いと思います。

回答No.6

x530

必要なものは、
・スイッチ１個
　２回路２接点（ＯＮ－ＯＮタイプ）
・ＡＣ／ＤＣアダプタ１個
　８．６Ｖ充電池２個直列の充電電圧１６．８Ｖ３００ｍＡ以上
　（１０％誤差で１５．１２Ｖ～１８．４８Ｖに入るものならばＯＫ）
・充電池へ流す電流を２０ｍＡ以下へ制限するセメント抵抗器１個

トグルスイッチ２回路２接点（ＯＮ－ＯＮタイプ）
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22P-00224%22&s=popularity&p=1&r=1&page=
２回路２接点スイッチは端子の数が６本あります。
センターの２本がコモンです。
右に倒せば右側２本とコモン２本がＯＮになります。・・・Ａ
左に倒せば左側２本とコモン２本がＯＮになります。・・・Ｂ

（１）ＡＣ１００Ｖ＝＞ＡＣ／ＤＣアダプタ＝＞レギュレータＤＣ９Ｖ＝＞トランスミッター
基本的な回路は（１）の状態です。
ＡＣ／ＤＣアダプタの出力部分の＋－をスイッチのコモンに接続しスイッチＡ側２本をレギュレータの＋－へ接続します。

（２）ＡＣ１００Ｖ＝＞ＡＣ／ＤＣアダプタ（００６Ｐ充電）＝＞レギュレータＤＣ９Ｖ＝＞トランスミッター
バッテリーに充電しながらトランスミッターへ給電する状態が（２）です。
・ＡＣ／ＤＣアダプタの出力部分の＋－をスイッチのコモンに接続しスイッチＢ側２本をレギュレータの＋－へ接続します。
同時に、充電池の＋－ともトグルスイッチＢ側２本と接続します。
この際に、充電池の＋とトグルスイッチＢ側の＋との間に抵抗を挟み電流を制御します。

ＡＣ１００Ｖが繋がっている状態では、いつも、９Ｖがトランスミッターに供給されています。
充電時間は２０ｍＡ通電時に１６時間です。
実際は１６～２４時間程度であれば問題ありません。
自動的に充電を停止する機能はありませんので、自分でスイッチを操作してください。

お礼

お世話になります。

詳しい回路説明、ありがとうございました。
大体のことは想像できました。

＞自動的に充電を停止する機能はありませんので、自分でスイッチを操作してください。
やはり自動停止する回路を作ることは不可能でしょうか…？

回答No.5

x530

少しお話を整理しましょう。

内臓の００６Ｐ型電池（９Ｖ）を００６Ｐ型充電池（８．４Ｖ）には、アナログなので出力が弱まり、置き換えが出来ないという事でした。
そこで、何らかの方法で９Ｖ２００ｍＡを供給する方法という事で、外部電源（バッテリーパック）の方向で考えたわけです。
・外部バッテリーパックに００６Ｐ型充電池（８．４Ｖ）２本を搭載し、合計１６．８Ｖからレギュレーターを使って９Ｖを作り出し、ワイヤレストランスミッターに電源を供給する。
・レギュレーターは使用せずに充電池エネループ単三（単四）１．２Ｖ電池を直列に８本繋いで９．６Ｖを入力電源として、トランスミッターを動作させる方法。

現在のお話はココまでのところと思います。

もう一度、確認なのですが、
・ご希望は、本体内蔵の００６Ｐ型充電池（８．４Ｖ）でしょうか。
（出力面には心配は残るものの、多分、動くと思われます）
・外部バッテリーパックでしょうか。

外部バッテリーパックの場合、
・００６Ｐ型充電池（８．４Ｖ）２本を搭載し、合計１６．８Ｖからレギュレーターを使って９Ｖを作り出し、ワイヤレストランスミッターに電源を供給方法。
・レギュレーターは使用せずに充電池エネループ単三（単四）１．２Ｖ電池を直列に８本繋いで９．６Ｖを入力電源として、トランスミッターを動作させる方法。

現在、以上の選択肢があります。
どちらにされるのか、お知らせください。
そして、一緒に考えましょう。
よろしくお願いいたします。

お礼

話がゴチャゴチャになってしまい、すみません…。

最終的には、x530様のおっしゃる「006P型充電池(8.4V)2本を搭載し、合計16.8Vからレギュレーターを使って9Vを作り出し、ワイヤレストランスミッターに電源を供給」の方になるかと思います。

しかしながら「外付けの」バッテリーパックにしてしまうと何かと不便ですので、市販のケースに工作を施し、
"トランスミッター回路","変圧レギュレータ回路","バッテリーパック充電回路","バッテリーパック"
の4点を同梱したいと思っています。

以上の設定で、更なるご教授、宜しくお願い致します。

回答No.4

x530

何度もスミマセン。
> 単純に200mAh仕様の機器に500mAhや1Ahの電流を入力しても機器の故障の原因になどはならないのでしょうか？やはり抵抗などで電流を抑える必要があるのでしょうか？
・大丈夫です、故障する心配はありません。

トランスミッターの必要とする電力が９Ｖ２００ｍＡ（１．８Ｗ）ですので、供給側は９Ｖであり、且つ、供給電流はそれ以上あれば良いわけです。

電圧と電流の関係は水圧と水流に置き換えて考える事が出来ます。
９Ｖ２００ｍＡを高さ９ｍ直径２００ｍｍのパイプを流れる水だと考えてください。
トランスミッターを動かすには、高さ９ｍ直径２００ｍｍのパイプを流れる水量が必要と仮定します。
この必要な水量は、高さ９ｍ直径５００ｍｍのパイプからも、高さ９ｍ直径１０００ｍｍのパイプからでも取り出すことが出来ます。
噴水にした場合、パイプの太さが違うので水柱の太さは異なりますが、同じ９ｍなので、噴水の高さは皆同じです。

しかし、もし、高さ９ｍ直径１００ｍｍのパイプの場合は水量不足になるということです。
これと同じ理由で、９Ｖ５００ｍＡ（４．５Ｗ）や９Ｖ１Ａ（９Ｗ）でも大丈夫なのです。
電圧が同じで、必要とする電流（２００ｍＡ）よりも大きければ問題もありません。

スイッチングレギュレーターは入力電圧１１．５Ｖ～２５Ｖに変化しても、出力電圧が９Ｖ定圧になる便利なＩＣなんです。
なので、電圧変化の大きいバッテリー使用時にピッタリなのです。
しかも、ＰＤＦ仕様書４ページ下のように、他に必要な部品はコンデンサー２個だけで済むので、出来るならば、ＮＪＭ７８０９が便利なのですが。。。。

それ以外では、充電池エネループ単三１．２Ｖ電池を直列に８本繋いで９．６Ｖを入力電源として、トランスミッターの抵抗値を実測の上、ほぼ９Ｖになるように抵抗を入れる方法でもいけると思います。
一応情報として、００６Ｐ積層電池は新品の初期電圧は９．４Ｖ程度ありますので、エネループ８本直列そのままでも動作できる可能性は高いと思います。

お礼

大変感謝しております。

レギュレータ回路の関係はお陰様で大体理解ができました。

次に、前述した
　・切替スイッチで、"ACアダプターで電力供給","","内臓充電池をACアダプターにて充電"の3モードを切替可能
　・内臓充電池の充電基盤に過充電防止機構がある
はどのように対処したらよろしいでしょうか？

ACDCアダプターを18V程度のものにし、"内臓充電池で電力供給"の回路に切替SWを付け、レギュレータに充電池と同じように入力すればいよいと思うのですが、これでは内臓充電池の充電ができず、外部充電しかできないと思います。

機器本体で内臓の006Pを充電するにはどのような回路を組めばよいのでしょうか？

回答No.3

x530

ｘ５３０です。
外部電源ならば話は早いです。
００６Ｐ２本の直列で一次電池ならば１８Ｖ、二次電池ならば１６．８Ｖの入力電圧をつくり、スイッチングレギュレータやシリーズレギュレータと数個のコンデンサーで９Ｖ電源とします。
必要電流は２００ｍＡとの事ですが、一応放熱板もあった方が良いと思います。
レギュレータへの入力電流が足りなければ、００６Ｐ２本の直列を二組４本で対応可能だと思います。

このページの一番下に回路図があります。
http://www011.upp.so-net.ne.jp/astro/tech/ps/RegPS.htm

対応レギュレータ
・９Ｖ５００ｍＡ
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?p=1&q=%22I-01534%22
・９Ｖ１Ａ
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22I-00162%22&s=popularity&p=1&r=1&page=

レギュレータの仕様
ＭＪＮ７８０９
http://akizukidenshi.com/pdf/jrc/njm78xx.pdf

レギュレータは５００ｍＡで充分対応できると思います、が、アナログ回路ならば、１Ａの方がレギュレータ消費電力が多くデメリットもありますが、安定度は高いかもしれません。

お礼

x530様
幾度のご回答大変感謝いたします。

前述したように半素人でレギュレータなどの回路はよく理解ができません。
単純に200mAh仕様の機器に500mAhや1Ahの電流を入力しても機器の故障の原因になどはならないのでしょうか？やはり抵抗などで電流を抑える必要があるのでしょうか？

ご回答の程、宜しくお願い致します。

回答No.2

x530

００６Ｐ一次電池の出力電圧は９Ｖですが、００６Ｐ二次電池の出力電圧は８．４Ｖです。
従いまして、次の２点を確認する必要があります。
１・充電池で動かしたい電子機器が８．４Ｖの電圧で安定動作するのか？
２・充分な時間、動作するのか？
以上の点がクリアできたら、製作です。

なお、オームの法則程度の基礎電気知識をお持ちである事を前提にお話します。

充電池に充電する際の基本ルール。
充電池の標準充電は出力定格に対し１／１０Ｃ１６Ｈです。

（例）ＮＥＸｃｅｌｌ　９Ｖ角型ニッケル水素電池(200mAh)＜＝この電池、出力電圧は８．４Ｖです。
http://shop.yumetenpo.jp/goods/d/nexcell.co.jp/g/NR-006P-200/index.shtml
この電池を充電する場合、標準では「８．４Ｖ２０ｍＡを１６時間」で満充電できます。
せいぜい頑張って「８．４Ｖ４０ｍＡで８時間」程度が単純充電で安全に充電を行なうギリギリです。
トリクル充電や急速充電は回路が複雑になるのでココでは省きます。
重要な事は、充電電圧と充電池の電圧を合わせる必要があります。
充電池は８．４Ｖです。＝＞【９ＶのＡＣＤＣアダプタでは充電できません】
ＡＣＤＣアダプタは８．４Ｖの物が必要です。

ＡＣＤＣアダプタの容量
定格が９Ｖ２００ｍＡならば、８．４Ｖ２１５ｍＡ＋充電時電流２０ｍＡ以上の出力を持つＡＣＤＣアダプタが必要です。
実際はチョット余裕を見て８．４Ｖ３００ｍＡ程度のもので良いでしょう。
あとは、
充電モード時：充電池に８．４Ｖ２０ｍＡ（１６時間の場合）が流れるように回路を組むだけです。
充電完了モード時：充電池にＡＣＤＣアダプタからの出力を切るだけです。
いずれのモード時も機器本体への通電はしたままでＯＫ。

問題点
ニッケル水素電池は自己放電量の多い電池です。
満充電しても、数週間で実用に差し支えるほど自己放電してしまいます。
Timper1912様がどのような機器に使うか分かりませんが、場合によっては、自己放電量の少ない充電池を使った方が良いこともあります。

お礼

詳しいご回答ありがとうございます。

詳しく内訳すると当方が使用している機器は、電波で音声を送信する いわゆるワイヤレストランスミッターです。
デジタル方式ではなくアナログ方式ですので8.4Vでは出力が弱くなり実用的ではなくなってしまいます。

ということで
＞・充電池は機器に内蔵し、交換が可能（電池の寿命時に）
という点はナシにして、何らかの方法で9V/200mAhを供給することは不可能でしょうか？

宜しくお願い致します。

回答No.1

t750083379

注意点は
１、 ＤＣのため、切り替えＳＷは電源ＯＦＦの方が有利かと思います。ＡＣと異なり接点材料の部分で接触材料に転移が生ずる事があります。
２、 間に防止用のパーツ？？を入れても可。
３、 後は極性を混同しない。
４、 容量も少ない様ですから電線の心配もなし。くらいでしょうか。

お礼

ご回答ありがとうございます。
＞ＤＣのため、切り替えＳＷは電源ＯＦＦの方が有利かと思います。
とはどういうことでしょうか？