動物センサー子機用 新ソーラー電源

「太陽電池を使った動物センサー子機の製作」ではソーラーパネルにSharp LR0GC02 (max.300mW @4.5V, 秋月電子で購入)を使い、そのパネルを載せる為に子機の円筒ケースに塩ビパイプ 呼び径65(パネルを載せる塩ビキャップ径は83mmm)を使いました。
元々センサー子機に使っている焦電センサー PaPIRs(EKMC1603111、EKMC1604111)は平均消費電流170uAなので最大4個使っても680uA、TWELITEの通信による平均消費電流を含めても総消費電流は1mA以下と思われますので LR0GC02程大きな電力のパネルでなくても良かったですが、日本メーカー製で信頼できる事、値段が安価(200円)である事や安定して供給されている事から使いました。

しかし最近アルカリ乾電池を電源とする子機(センサー2個まで)はケースサイズの小型化を行い塩ビパイプの呼び径が40や50の物が作れるようにしたので、これに合わせてソーラーパネル版も細いパイプが使えるようにしたいと考えるようになりました。（塩ビ材のコストダウンにもなります）

そこで通販でもっと小さいサイズで4.5～5Vで最大出力のソーラーパネルを探したのですがなかなか適当なサイズ・出力特性のものが無く、ようやくアマゾンで見つけたのが次のものでした。

Fielect ミニソーラーパネル 25MA 5V(45mmx26mm) 5個入り 669円(2022.12月時)

これを使ってメンテナンスフリーの電源が作れるかを検討してみました。
図1はニッケル水素電池にPanasonicのHHR-P104を使用した場合のシミュレーション回路です。

図1 子機ソーラーパネル小型化検討回路１


上記回路で使っているHHR-P104は秋月電子で値段が100円と安くて良いのですが、購入できないことがあったので単４ニッケル水素電池を使う事も検討する事にしました。
しかし単４のニッケル水素電池は安いものでも1本 200円程度するので、3本使い(HHR-P104と同じ電圧にするため)ではなく２本使いで出来ないかと考え、昇圧コンバーターを使った図2の回路も検討しました。

図2 子機ソーラーパネル小型化検討回路２


（結果）
回路1と回路2の充電能力を調べる実験を行いました。　=> 結果

2日間の電流消費を回路1では晴天3日、回路2では晴天5日で回復する余剰電力があり、電池のメンテナンスフリー化は可能と思われる。
但し回路2の場合少し余裕が小さいので、場合によっては単4ではなく単3を使って蓄電量を大きくしておくかセンサー数を2つまでに限ると安心です。


<2023.01.18追記>
当記事の内容を反映した「PaPIRs焦電センサーを使った無線子機の製作(最新仕様)」を書きましたのでご参照ください。　
<追記終わり>


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