コンテンツ
1.電源って？
基本は電気。
- コントローラ、ICチップ
- カメラ、スイッチ
- ロボットを動かすモーター
2.電源の種類
交流と直流の違い
| 交流 | 直流 | |
|---|---|---|
| 機器例 | 蛍光灯、電熱器、大型モーター | スマホ、懐中電灯、テレビ |
| メリット | 電圧を変えやすい（変圧器）。 直流への変換が簡単。 電磁波が少ない。 | 貯められる。 電圧一定、回路に使いやすい。 |
| デメリット | 貯められない。 電圧変化、電子回路に 使いにくい。 | 交流への変換にコスト要。 電磁波が出やすい。 |
周波数（交流）
地域で周波数が違う
周波数設定の有無
- 特殊機器で、電気を多く使う機器は、気をつけておくとよい
- 後に出てくる「周波数まちがい」参照
関連ネタ
変圧器の しくみ
発電所からの電気の供給、各家庭やビル等で電気を利用するために必要不可欠な「変圧器」の役割や原理、構造などについて分かりやすく解説します。
Wi-Fiの周波数
閑話
雷で発電はできるのか
雷のエネルギー | 音羽電機工業 – 雷サージ対策、SPD、避雷器、耐雷トランス
雷の電圧は、およそ1億Vです。家庭の電圧の約100万倍に相当します。 雷のエネルギーを家庭で例えると… 100Wの電球 90億個分 落雷は1/1000秒の間に電気を放電します。雷のエネルギーを使えば、その一瞬だけ、電球90億個を全て光らせる
誘雷・雷充電技術｜NTT宇宙環境エネルギー研究所｜NTT R&D Website
誘雷・雷充電技術は、耐雷撃性能を具備したドローン等のUAV（Unmanned Aerial Vehicle : 無人飛行機）を高高度で雷雲の近くに飛行させ、雷撃を受けることで、落雷による設備や人への被害を防ぐ技術です。さらに、電流を導線経由で地上に送り、そのエネルギーを圧縮空気や他の充電方式により抽出・保存します。
雷と言えば
石山蓮華の”電線目線”～第三回 電線目線で『バック・トゥ・ザ・フューチャー』を見る│ケムール
© Universal Pictures 今回のテーマは”映画” 超ニッチな趣味の世界「電線」を探究
バッテリー・電池（直流）
電池の種類
バッテリーの種類
リチウムバッテリーの安全性
3.電源の事例
汎用機器の例
１）スマートフォン
| 種類 | 電圧 | 容量 | 備考 |
|---|---|---|---|
| リチウムイオン バッテリー | DC 3.7[V] | 3.561[Ah] | ビデオ再生最大22[h] |
| 20W USB-C 電源アダプタ | DC 9[V] | 20[W] | 充電器のワット[W]数 に条件あり |
２）PC
| 種類 | 電圧 | 容量or電力 | 備考 |
|---|---|---|---|
| ACアダプタ | AC100[V] ⇒ DC***[V] | 65[W] | USB-Type C |
| リチウムイオン バッテリー | DC14.8[V] | 約7[Ah] （江里口推定） | 4セル 最大17時間 |
一般的に
- PC性能
- バッテリー使用中は省エネモード
- 電源（ACアダプタ）接続中は、フルパワーモード
- バッテリー使用中は省エネモード
- バッテリーの持ち
- 「ACアダプタつなぎっぱ」で使い続けると、バッテリーが消耗
参考
理学療法士、作業療法士になろうとされている学生におすすめのパソコンを5機種ご紹介。PCの選び方についても解説しているので、参考にしてみてください。価格、速度、持ち運びやすさが重要です。
|
３）UPS（無停電電源装置）
| 種類 | 電圧 | 容量or電力 | 備考 |
|---|---|---|---|
| シール鉛バッテリー | DC12[V] | 7.2[Ah], 450[W] | コンセント4個口 |
４）リモコン
車のキーリモコン。日産車の場合CR2025。
| 種類 | 電圧 | 容量 | 備考 |
|---|---|---|---|
| コイン形二酸化 マンガンリチウム電池 | DC 3.0[V] | 160[mA] | 標準放電電流0.2[mA] |
福祉用具・介護ロボットの例
１）電動車椅子（YAMAHA発動機）
| 種類 | 電圧 | 容量or電力 | 備考 |
|---|---|---|---|
| ACアダプタ | AC100[V] ⇒ DC [V] | [W] | |
| ニッケル水素 バッテリー | DC 24[V] | 6.7[Ah] | 2.9kg 15km / 1充電 |
| リチウムイオン バッテリー | DC 25[V] | 11.2[Ah] | 3.6kg 30km / 1充電 |
参考
２）ロボットスーツＨＡＬ
HAL = Hybrid Assistive Limb
| 種類 | 電圧 | 容量or電力 | 備考 |
|---|---|---|---|
| リチウムイオン バッテリー | DC 29.6[V] | 2.2[Ah] 65[W] | HT012306A 連続稼働1[h] |
３）介護ロボット（排泄支援）水洗ポータブルトイレ
| 種類 | 電圧 | 容量or電力 | 備考 |
|---|---|---|---|
| トイレユニット | AC 100[V] | 590[W] 本体 530[W],便座 60[W] | 50/60[Hz]共用 |
| 真空ユニット | AC 100[V] | 315[W] 3.8[W] / 1回運転 | 屋外仕様 |
４）筋電義手
- 筋電（表面筋電位）とは、脳の命令により筋肉が収縮する際に発生する微弱な電流
- 筋電義手では、この筋電を専用の「電極」で採取
- モーターが動くことでハンドが開閉し
- 筋電を出力させずリラックスしていれば、保持できる
| 種類 | 電圧 | 容量or電力 | 備考 |
|---|---|---|---|
| リチウムイオン バッテリー | DC 7.4[V] | 1.15[Ah] | 757B35=3 充電時間2.5[h] |
参考
HACKberry｜WORKS ｜ exiii design（イクシーデザイン）
exiii designに関する最新のお知らせやトピックスをご紹介します。
閑話
義手のバッテリーが前触れ無く切れる
- 子供の誕生日の最中、いきなり義手がフニャリ
- 光なり音なり、通知は必要かと
- 身体拡張＝義手・義足をはじめとしたサイボーグ技術の開発 がはじまり
- その発展で、作業用、軍事転用、政治が絡んで…
4.電源トラブル
アース接地してなくて…
- 水回りの電気製品
- 電子レンジ、冷蔵庫、洗濯機など
- コードやら端子が損傷して、漏電したとき
- 触ると感電
電圧まちがい
- まちがえた電圧が低い場合
- 電源ONされなければ、まだ安全か
- まちがえた電圧が高い場合
- 許容範囲外なら、焼損（燃える）かも
参考
エアコンを取り付けるときに確認しなければいけないポイントはいくつかありますが、中でも忘れがちなのが「コンセント」のチェックです。 意外と知られていませんが、実はエアコンの電源プラグを繋げるためには、エアコン専用のコンセントを使わなければいけません。
周波数まちがい
- 引っ越しで、電子レンジをそのまま持ってく
50Hz用を60Hzで使用すると、毎秒100回放射されるマイクロ波が120回に増えるため、食品が焦げたりする。逆に60Hz用を50Hzで使用すると、内部機器が過熱焼損し、たいへん危険である。
出典：商用電源周波数 – Wikipedia
参考
熊本から横浜に引っ越す際に、冷蔵庫も洗濯機も処分してきたのですが、同じくらい古い年代物の電子レンジだけはなぜかそのまま持ってきてしまいました。 見た目がシンプルゆえにあまり古さを感じさせなかったのと、特に問題なく使えていたので「買い換えるほどではない」と考えたのでしょう。何より、引っ越しの準備でバタバタしていると、判断...
過充電
- 充電器をつなぎっぱＮＧ
- 基本的には、過充電されないように制御されてるが
参考
リチウムイオン電池の基本情報を配信する「電池の学校」です。1限目はリチウムイオン電池の仕組みについてわかりやすく説明します。東芝の産業用リチウムイオン電池 SCiB™ SIPシリーズのサイトです。
過放電
- バッテリー切れのまま放置はＮＧ
- 放置だけなら、バッテリーが使えなくなるだけか
- 過放電からの充電は危険
- 過放電を招く状況に注意
- スイッチが勝手に入らないように
参考
バッテリーの長期放置は、「過放電」を起こしやすい状況となりますので、故障・トラブルに繋がりやすくなります。 エアー着ぐるみに付属のリチウムイオンバッテリーは、定期的に充電状況をご確認を頂きたくご案内いたします。