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容量再測定してみた。(その2)

「容量再測定してみた。」の結果に気をよくしたので、「新しく買ってきた電池が・・・」でボロボロだった電池も容量を再測定してみました。
セル名バイナリ
表示
放電時間
[時間:分]
容量
[mAh]
%容量%増減
新GP1800-11100011100101:53103557.5%1.3%
新GP1800-12100001000101:4596253.4%-2.7%
新GP1800-13100110010112:02111562.0%6.7%
新GP1800-14100101110012:00109961.1%-2.7%
新GP1800-15101000010012:08117265.1%2.8%
新GP1800-161111111110:5146525.8%17.2%
新GP1800-1710101000011:0761234.0%-0.4%
新GP1800-1810100101111:0660333.5%3.9%
新GP1800-1911010111011:2678343.5%3.2%
新GP1800-2011100110101:3283846.6%6.8%
こちらはほとんど容量が復活しませんでした。16番は増減率こそ+17.2%と大きいものの、そもそもの残存容量が小さかったので、相変わらず少ないままです。また中には容量が前回よりも減ったものすらあります。
こちらの電池はこれ以上リフレッシュを行っても容量が復活する気配はなさそうです。やはり残存容量が60%を切った電池はダメなのでしょうか・・・
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容量再測定してみた。

「容量測定器で実際に電池を測定してみた。」で一度容量を測定した電池を、念のため再度充電して容量を測定しなおしてみました。
その結果がこちら。
セル名バイナリ表示放電時間
[時間:分]
容量
[mAh]
%容量%増減
旧GP1800-1101110010102:28134774.8%0.8%
旧GP1800-2101100101112:23130172.3%4.7%
旧GP1800-3101110111112:30136675.9%12.1%
旧GP1800-4101101100012:25132573.6%3.6%
旧GP1800-5101111101002:32138577.0%3.5%
旧GP1800-6101111101012:32138677.0%7.0%
旧GP1800-7101110010012:28134674.8%6.4%
旧GP1800-8101110101002:29135675.4%10.9%
旧GP1800-9101001111012:14121967.7%9.6%
※充電方法は「単三形超簡単ニッケル水素電池充電器」で約4日間充電。
前回の測定でもっとも容量の少なかった9番の電池だけはほかと比べても依然として容量がすくないものの、のこりの8本はすべて公称容量の70%を超え、全体でもJISの規定で寿命と判断される60%を上回りました。

前回の容量測定でほぼ完全放電をしているので、今回の容量はいわゆる「リフレッシュ」をした後の数値ということができます。
容量測定器では放電終止電圧を0.9Vに設定しているので、いわゆる「メモリー効果」の影響をある程度排除して測定することができますから、前回の測定でもその影響は少ないと思われますが、それでもリフレッシュによる容量回復があることは大きな発見です。最大で12%も回復したものがありました。

ただ一方で、容量がほぼすべて1300mAh前後で揃ったことから、そもそもこの電池は最初から1300mAh程度しかなかったのではないか、という疑惑もでてきました。
というのも、いわゆる「100円(105円)ショップ」、俗にいう「百均」で1本105円で販売されているニッケル水素電池の容量が、1300mAhなのです。
つまりこの電池の公称1800mAhは実はうそで、本当は1300mAhしかないのではないかと思うのです。
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新しく買ってきた電池が・・・

少し前に買ってきた、新しい(はずの)Ni-MHバッテリーも容量測定器で測定してみました。
その結果は次のとおり。
セル名バイナリ
表示
放電時間
[時間:分]
容量
[mAh]
%容量
新GP1800-0110110001001:1064435.8%
新GP1800-0210101101111:0963235.1%
新GP1800-0310111001011:1467437.4%
新GP1800-0411100110011:3283746.5%
新GP1800-0511111001101:3990750.4%
新GP1800-061110011000:4641823.2%
新GP1800-071010110110:3431517.5%
新GP1800-0810000101100:5348527.0%
新GP1800-091101100110:4339522.0%
新GP1800-10110000100112:35141478.5%
新GP1800-11100011000111:52102156.7%
新GP1800-12100001111111:4898854.9%
新GP1800-13100011111101:55104558.1%
新GP1800-14100110110102:04112962.7%
新GP1800-15100111001102:05114063.3%
新GP1800-161101101000:4339622.0%
新GP1800-1710101001001:0761534.1%
新GP1800-1810011111101:0358032.2%
新GP1800-1911010000101:2375842.1%
新GP1800-2011010111111:2678543.6%
※充電方法は「単三形超簡単ニッケル水素電池充電器」で約4日間充電。
20本中、60%以上の容量を確保できていたのはたったの3本でした。しかも容量が10%台とか20%台とか・・・これはあまりにひどすぎる(;_;)
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Ni-MHバッテリー容量測定器の部品表をまとめてみた

Ni-MHバッテリー容量測定器の部品表をまとめてみました。
番号部品名型名メーカー単価小計※単位購入先
IC1マイコンMSP430G2231NI14テキサスインスツルメンツ1
IC23端子レギュレータTA48M033F東芝1100100秋月
IC3、IC4ロジックIC74HC4040AP東芝2100200サン
Tr1、Tr2トランジスタRN1201東芝13030千石
D1、D2整流ダイオード1N4001フェアチャイルド251010本千石
LED1~24LEDOSDR3133AOptoSupply Limited243.584100本秋月
R1、R3抵抗アレイBDN-3-471GLFBIテクノロジ22040千石
R2、R4抵抗アレイBDN-3-471GLFBIテクノロジ22040千石
R5、R6金属皮膜抵抗RSN2SK 2.2ΩFイーグローバレッジ280160瀬田2F
C1積層セラミックコンデンサ0.1μF 50V(IC2に付属)1
C2アルミ電解コンデンサ47μF 35V(IC2に付属)1
C3、C4積層セラミックコンデンサ0.1μF 50V村田製作所21020千石
X1水晶振動子VT-200-Fセイコーインスツル125254個秋月
RL1、RL2リレーG5V-1 9Vオムロン2158316斉藤
J1DCジャック極性統一形#3不明17070千石
J2、J3ヒンヘッダーDF1BZ-2P-2.5DSヒロセ電機22040千石
P1(欠番)
P2、P3ソケットDF1B-2S-2.5Rヒロセ電機22040千石

コンタクトDF1B-R24ヒロセ電機4520千石
BC1、BC2バッテリーケース単3型 1本(不明)24080千石

基板75×100mmサンハヤト1120120千石
合計1395
※「単位」は購入単位(一袋**個入り、など)。
※購入先は次のとおり。
 秋月:秋月電子通商
 千石:千石電商
 サン:サン・エレクトロ(東京ラジオデパート2階)
 瀬田2F:瀬田無線2F店(東京ラジオデパート2階)
 斉藤:斉藤電気商会(東京ラジオデパート3階)
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容量測定器で実際に電池を測定してみた。

「古い電池が出てきた」で書いた、旧デザインのGP社製ニッケル水素バッテリーの”生き残りの容量を容量測定器で測定してみました。

その結果は下記のとおり。
セル名バイナリ表示放電時間
[時間:分]
容量[mAh]%容量
旧GP1800-1101101110102:26133374.0%
旧GP1800-2101001110102:13121667.6%
旧GP1800-3100111100002:06114963.8%
旧GP1800-4101011010012:18125969.9%
旧GP1800-5101101011112:25132373.5%
旧GP1800-6101011010102:18126070.0%
旧GP1800-7101010010102:15123168.4%
旧GP1800-8100111111012:07116164.5%
旧GP1800-9100011111101:55104558.1%
※充電方法は「単三形超簡単ニッケル水素電池充電器」で約4日間充電。

もともとJISの規定(※)どおりの測定方法ではありませんから正しい容量を示しているわけではありませんが、生き残りといえどもやはり数年もの間充電せずに放置されたダメージは大きいようで、軒並み公称容量に対して80%を下回るという結果になりました。
ただ、容量の大きい順に並べてみると、2本組みで使うにはちょうど良い組み合わせができそうです。

※JISの規定では、公称容量を5時間かけて放電する電流で放電させるように規定されています。今回の場合は公称容量が1800mAhなので、1800÷5=360[mA]の一定電流で放電させなくてはいけませんが、この容量測定器では抵抗値一定であり、また平均で約540mA程度流しているので、少し少なめの容量になっていると思われますが、それでも少なすぎます。
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Ni-MH容量測定器のプログラムリスト

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アッー

C81の申込書を買ってくるのを忘れたorz。
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Ni-MHバッテリ容量測定器を作ってみた

IMG_9393.jpg
Ni-MHバッテリ容量測定器を作ってみました。
MSP430マイコンで放電制御をして、その間等時間間隔でパルスを出力し、それを74HC4040でカウントして2進で表示します。
74HC4040が12ビットカウンタで、パルスは6秒ごとに出力するので、最長6時間49分30秒までのカウントができます。
放電はリレーで制御し、2.2Ωの定抵抗放電としました。放電時の平均電圧を1.2Vと仮定すれば、平均放電電流は約540mAになります。実際これでも大きな問題はないでしょう。
2回路のあいだで放電電流にバラツキが出ないように、1%精度の抵抗器を使いました。
電源は千石電商で購入した100円ACアダプタを使用しました。

MSP430の制御は、まず電池ボックスの端子電圧を測定して、2.2Vよりも高い場合に「電池ボックスが空」と判断して74HC4040をリセットします。それと同時にフラグを立てます。
その後、フラグが立っていて、かつ0.9V以上2.2V未満の場合に「電池ボックスに電池が入った」と判断してリレーを動作させて、電池を抵抗に接続して放電させます。放電中に0.9V未満になると「放電終了」と判断してリレーを切り放電を停止すると同時に、フラグを外します。放電をやめると電池の電圧が復活してきて0.9V以上になりますが、フラグがないので放電は再開されません。
なお、この回路に電源が投入されたときにすでに電池がセットされていた場合には、フラグが立っていないので放電を開始しません。よって一度電池を外して再度セットしなおす必要があります。
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過放電防止回路を組んでみた

IMG_9372.jpgIMG_9375.jpg
過放電防止回路を組んでみました。
基板サイズは25×25mmで、コネクタは基板からはみ出ています。
集合抵抗は本当は5素子6ピンのものを使いたかったのですが良い定数がなくて、8素子9ピンの物を使っています。

IMG_9383.jpg
たったこれだけの回路でも総ピン数は51ピンで、基板の穴あけは大変です。
そしてパスコンを忘れ、配線パターンを間違えてRST/MNIをVDDにプルアップしてなかったので、3次元配線になっています。
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大切なこと。

MSP430はRST/NMT端子をVDDへプルアップしないと正常に動作しません。
プルアップをわすれると大変なこと(動作しないのでオロオロする)になります(笑い)。
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プロフィール

@ぽっけ

Author:@ぽっけ
底辺Makerを自負する@ぽっけが日々製作している「初歩の電子工作」の記録です。
自分で「あっ、あれ欲しい!」と思ったものを猪突猛進、地で製作しています。

★略歴

電子工作は中学のとき、授業でやるよりも早く自分で始めました。・・・といっても小遣いも少なく技術も未熟だったので、ラジオを作るのさえもやっとでした。

高校・大学でも工作を続け、大学在学中にようやくトランジスタ回路の基礎が理解できるようになってきました。

大学卒業後はメーカーに就職し設計職で忙しい毎日を過ごす中で工作からは遠ざかっていましたが、事務職に配転となり時間に余裕ができてまた工作を始めました。そんな中で2011年のCP+(カメラショー)併設展の「Business Meets」に出展していたテキサス・インスツルメンツのブースで「MSP430 Launchpad」に出会ってから、マイコンを使った電子工作を始めました。

また、鉛フリーはんだに興味を持って、10数種類のはんだをリールで購入。個人で使うには約1200年分の在庫を持つという暴挙を成し遂げ(?)ました。

★イベント出展実績
●Make: Tokyo Meeting 07
●Make: Ogaki Meeting 2012
●Maker Faire Tokyo 2012
●ニコニコ超会議「作ってみタワー ワークショッププロジェクト」
●NT金沢2013
●Maker Faire Tokyo 2013
●ポタアン自作er展示会 atポタ研2014冬
○NT金沢2014(予定)

☆TwitterID:
  @pokke_yamada

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