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自家発電で携帯電話を充電してみよう「ダイナモ発電を降圧レギュレータで制御」

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自家発電で携帯電話を充電してみよう「ダイナモ発電を降圧レギュレータで制御」

自転車の発電ライト「ブロックダイナモ」を使った携帯電話の充電器作成について記したいと思います。

※ブロックダイナモについてはコチラ→ダイナモを使って自家発電してみよう「ライト編」

用意するものは、「ブロックダイナモ」「USBコネクタAタイプ」「USBケーブル」「降圧レギュレーター」「工作用コード」「半田小手」「マルチテスター」「自転車」です。

始めは手回しでの充電を試みましたが、モーター回転不足によるダイナモの電力出力が低いため断念しました。

自転車にダイナモを取り付ける事で回転数が上昇し、無事充電が可能になりました。市販のブロックダイナモでは、やはり手回しでの携帯電話充電には無理がありますね。

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自転車でのブロックダイナモ発電「携帯電話充電」仕様

ブロックダイナモ回路図

ブロックダイナモ回路図
ブロックダイナモ回路図

自転車のライトで使用されているブロックダイナモは、一般的に時速15Kmで6~7V、2.5Wの出力になります。電流は400~500mAになりますね。

携帯電話の充電電圧は5Vと定められているため、故障させない為にまずは5V以上の電圧がかからないようにする必要があります。

回路図にある通り、ブロックダイナモには整流回路が組み込まれている為、出力は6~7Vの直流電圧になります。(時速15Kmで回転させた場合)

安定して5V以上ださずにこぎつづけるのは無理があります。

そこで「レギュレーター」の部品が必要になります。

降圧レギュレータ―

DCDC降圧レギュレーター
DCDC降圧レギュレーター接続箇所

まずは、この電圧を5Vで固定させます。

図のように6~7Vの電圧を5Vに降圧させる為、DCDC降圧レギュレータ―の部品をブロックダイナモの後段に取り付けます。

今回使用した部品は「XL4015」の降圧コンバータ。入力電圧は4~38V、出力は1.25~36Vまで対応可能で、可変抵抗をドライバー等で調整し、任意の電圧に固定出来ます。

これでどれだけ自転車をこいでも、出力電圧は5Vで一定に出来ます。

USBタイプAコネクタの取り付け

USBタイプAコネクタ

最後に、レギュレーターからの出力をコードでUSBタイプA端子に取り付けます。

※極性に注意、①がプラスで④がマイナス

ここまで出来れば回路は完成です。一旦ダイナモを回転させて、電圧をチェックします。

出力電圧確認

マルチテスター

マルチテスター

ダイナモを自転車のタイヤで回転させ、マルチテスターにて最終段のUSB端子①と④間の電圧を計ります。

マルチテスターのレンジは直流電圧にセットします。

測定値が5V前後であればOKです。

電圧調整

5V以上出ていれば、レギュレーターの可変抵抗を調節し、5Vに近づけます。

調整が終われば準備OK。後は携帯電話を接続しましょう。

充電テスト

携帯充電

携帯電話接続

充電のUSBケーブルをタイプAの端子に接続、そして携帯にマイクロUSB側を接続します。

自転車をこぎ始め、電圧が5Vまで上がり、充電が開始すると見事成功でございます。

※携帯電話は電源OFFにしておく事が望ましいです。

電流値確認

充電表示が出ていれば充電に必要な最低限の電流が流れており、バッテリーが充電されている事になりますが、問題はその量ですよね。

だいたい400~500mA位流れていれば、携帯の電源をONにした状態でも充電表示になりますが、それ以下ならば、電源ON状態では充電できません。(携帯電話の消費電流以下という事になります。)

確認方法は、テスターのレンジを直流電流にセットし、回路に直列に接続します。

たとえば、レギュレーターの出力(プラス側)とUSBタイプAの①の間にテスターをかます感じです。

理想はダイナモの最大出力である、400~500mA位がベストですね。

筆者の充電結果

充電電流

前途した回路で充電を実施したところ、携帯電話がOFFの場合のみ充電が可能でした。

電流値は「273mA」。。少なっ!そらONで充電出きないわ。

ただ、自転車のペダルを手こぎで回転させていた為、実際に足でこぐともっと上がるかもしれません。

手持ちのケータイのバッテリ容量が2580mAh。

計算するとね、満充電までに9時間半かかる。電源OFFでね。

自家発電で携帯電話を充電してみよう「ダイナモ発電を降圧レギュレータで制御」まとめ

ダイナモ回転

おそらく、実際に自転車に乗って時速15Km以上で進むとケータイの電源をONしたままでも充電状態にはなるでしょうけど、それでもプラスマイナス0位でしょうね。減らないだけましって感じの充電です。

ただ、自家発電という魅力はやはりすばらしいですよね。

緊急時の最後の手段として、こういう手法が使えれば絶対役には立つと思います。

今回、降圧用で使用したレギュレーターは100均の「10V-5V変換シガーソケット」で代用できます。ただ他のサイトでやってたからあえて違う方法にしました。

ちなみに、今回かかった費用は全部で ¥2600 位です。

市販のやつと同じ位?ただ、小手とかテスター、ダイナモも使いまわせるから、あとで別途利用できる利点はあります。

次回はやっぱり手で回して発電、充電が出来る自家発電機を制作したいと思います。

2019/4/20追記:DIY「手回し自家発電でスマホの急速充電に成功」超簡単な自家発電機作成方法。

あとモバイルバッテリなども考えていますので、是非また見に来て下さい。

2019/4/18追記:モバイルバッテリーDIYはコチラ→DIY「スマホ用モバイルバッテリーを簡単に自作!」