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
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
誘雷・雷充電技術｜NTT宇宙環境エネルギー研究所｜NTT R&D Website
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
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
|
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）
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
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
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
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
コメント返し
電力と発電に関して
交流するより 直流する方がお金がかかる 便利だけど節約のため 使用頻度を減らそうと思う
直流から交流への変換にはコストがかかるという話はあるが、実際には電熱機器やモーター、エアコンなどの方が電気消費は多いと思う。同じ電力でも使用速度によって消費電力は異なるので、詳しく知りたければ消費電力の値を調べるといい。
周波数は地域によって違うことを初めて知り驚いた
基本的に意識せずに生活できるようになっているのは素晴らしい。意識すると便利なことも多いので、いろんなことに興味を持って学んでほしい。
風力発電や水力発電と雷での発電を比べて 実際にはどちらか多く発生できるのかというのは気になります
雷の方が断然電力が大きいと思う。ただし大きすぎるため、貯蔵や利用が難しいという問題がある。発電というより直接流用する形になるかもしれない。
雷を使った発電方法があるのかが気になり あるのであれば効率よさげなのか知りたい
発電より流用と説明すべきだった。雷に耐えられる装置ができれば、使いやすい電圧範囲に下げて流用できるかもしれない。そのまま使うと機械が燃えてしまうほど強力だ。
バッテリーと充電について
バッテリー充電が完了したままずっと置いておくのは大丈夫なのか心配になった
充電器から外す。または充電器に接続していたとしても電源はOFFまたは抜く。であれば、どんなバッテリーも自然放電するので基本的に問題ないと思う。特殊な特性を持つバッテリーは説明書に明記されているはず。
バッテリーの充電しすぎ よくしていたから 気をつけようと思った
充電しすぎはコントローラーで防がれているが、充電ケーブルを繋いだままだと「フル充電→少し使用→フル充電」の繰り返しになる。充電方向にしか働かなくなり、電極部分のイオン交換が一方向になって電池性能が悪化する。
UPS は 災害時にも使えて便利だと思いました
UPSの使用可能時間は長くても1時間持たないと思う。あくまでパソコンが急に落ちないようにするための非常用・臨時の装置だ。
災害と電気について
現在は電気がないと生きていくのが困難 昔の人は電気がなくても生きている。時代の変化を感じた。
耳が痛い話で、停電やWi-Fi不通で困る自分が情けなく思うことがある。災害時や自分の身一つで生きなければならない状況に備えて、色々学んでいきたい。
|
南海トラフ地震で被災者は心 精神面が重くなる この時に精神面を支えるロボットを使用したいが電気がないと支援ができない 最低でも2週間は天気が持つロボットが必要と考えた。
命が助かった後は安らかに生活できることが大切だと思う。人間関係のストレスもあるので、ロボットセラピーは有効かもしれない。自転車発電など体を動かして充電する方法も、メンタル面で良い効果があるかもしれない。
電気はガスと異なり 火事の心配が削減される
実際には電気も火災原因となることが多い。東日本大震災の火災発生原因の54%は電気関係だった。ブレーカーに感震装置がある家庭もあるが、電気も十分火災の原因になると知っておいてほしい。
災害時などに電池の代わりになるようなもので良いものがあれば教えていただきたいです（災害用の電池の保管方法が悪く 液漏れしたことがあるので）
手回し式発電機や環境によっては太陽光発電パネルがいいと思う。バッテリーは重くなるので、その場で発電できるものがベストと思う。
|
電気機器と安全性について
病院などで患者さんが直接支払うものなどはできるだけ 電圧を低くする必要があるのかな
その通りだと思う。実際には回路使用上の理由もあるだろう。電圧が高すぎると空気中を電気が通る絶縁破壊（雷もこの類）が起きるので、低い方がいい。
アース設置をすれば漏電はしないが電気工事が必要だから なかなかしにくいと考えた
アース接続自体は免許不要だが、台所など水場周りのコンセントには必ず設置されている。アース用の棒を屋外に埋め込む工事は資格が必要だ。
引っ越しで実際に電子レンジの設置をして アースの取り付けもしたので楽しく聞くことができました
素晴らしい！体験した上で改めて学び直すのは学びが大きい。知識を増やして実践してみることが解決になる。
スマートフォンのモバイルバッテリーが電車内で爆発したというようなニュースを見たのですがどのような原理で爆発するのか
乱暴な使い方をしなければ簡単には爆発しないと思う。権利と責任の問題でもある。便利さ（権利）と事故が起きた時に失うもの（責任）のバランスを考えるべきだ。
https://www.nite.go.jp/data/000116585.pdf
使用しているスマートフォンは外で使用すると 5 G で動くが、大勢の人がいる場所では画面が固まったりして不思議に思った
Wi-Fiの話か4G・5Gなどの＊世代移動通信システムの話か判断に迷う。5Gと5GHzは違うものなので認識に注意が必要だ。
その他のテクノロジーについて
筋電 技師は 植物状態になってしまった患者さんに使用しても作動するのでしょうか。植物状態の時にも 筋電 を発生しているのでしょうか。
植物状態の定義は不明だが、意思で動けない人には難しいかもしれない。反射的でも脳から筋電位が末端に出ていれば動く可能性はある。
水洗ポータブルトイレは室内用も屋外用も下水につながれていて普通のトイレみたいな 流すだけで排泄を処理できるものですか？
排泄支援の会で詳しく説明するが、屋内用はタンク式、屋外用は下水接続型だったと思う。
水洗ポータブルトイレ よく見かけますが 電子レンジよりも電力を使用しないのはすごいと思いました
普通のトイレの方が使用電力は少ないと思う。ポンプ部分は電動でなく水圧タンクの圧力で動作しているため。電力を使うのは便座加熱やウォシュレット機能程度だ。
交流と直流の違いで直流にテレビがあった。交流をテレビの中で 直流に変えると言っていました このようなことをする機械は他にあるのでしょうか。
パソコンなど電子機器はだいたいそうなっていると思う。ただし全てを直流に変換せず、交流のまま使う部分もあり、併用しているケースが多い。
雷を改造した デロリアンに流し込み時間を移動しますが このようなことは理論上可能なのでしょうか。
タイムトラベルについてはよくわからない。電気の面では、落雷の電力に配線が耐えられれば電気を流すことは可能かもしれない。
AI も人格を持つ時が来るのでしょうか？世界には 人間以外で初めて 市民権を持った AI ロボットのソフィアが存在している
私はこれを知らなかった。AIが人格を「持つ」より「持たせた」が正確かもしれない。どんな人格になるかはブラックボックス化の可能性がある。人間のコントロール下に置けるから市民権が得られたのかもしれない。
アザラシ型ロボットパロの名前が身につき どのようなロボットか気になりました コミュニケーションが取れるんだろうか
コミュニケーションと言えるか分からないが、愛くるしく、海外でもセラピー効果の研究結果があったと思う。
全て アルカリ乾電池でいいのではないかと思った
その通りだと思う。価格や材料の違いで多様性があった方がいいが、選ぶ側としてはアルカリ電池だけで十分だと思う。