としえのへたえ - TOSHiÉtti GRAFFitti
自己位置同定と通信手段そして電源確保
部屋は相変わらずごちゃごちゃですが、ちょっとだけ片付けて平常復帰の、としえです。ニュースを聴くたび、あんまりなことに心が痛みます。

【通信手段】
東京でも震災発生時から数時間は、携帯電話が規制されほぼ通じませんでした。災害時、公衆電話は優先で接続されますので、親元の安否確認のため利用させていただきました。

携帯電話の普及で公衆電話がかなり減りました。公衆電話を見つけたら、別の空いているのを探すよりも、列に並んでおいた方が得策だと思いました。あと、平時より電話の所在地を何箇所か知っておくべきだと感じました。

まず、固定電話ですが、最近の高機能の電話は停電になると使えません。回線が生きているのに、停電であるがために使えないことがあるのです。

ところが、昔の黒電話昔のプッシュホンは使えたりします。電話線に乗ってる電気を使うので、電源が要らないのです。レガシーデバイスの強みです。

加入電話も公衆電話も電話線が切れたり交換機が壊れたら使えません。携帯電話は、基地局が壊れたり、基地局から先の回線が支障したら使えません。一方、昔ながらの無線機なら、……

無線機

これはアマチュア無線ですからアマチュア業務にしか使えません(非常通信や遭難通信は扱えます)し免許も必要ですが、電波が届く範囲では通信可能です。こんな小さい無線機でも見通しさえよければ100km先でも届きます。短波帯なら余裕で外国まで飛んでいきます。電気さえあれば、基地局も交換機も必要ありません。こういうレガシーな装置の方が、有事には強いのです。

【自己位置同定手段】
電話といえば、この地震の前にiPhone4に機種変したばかりでした。GPS受信機デジタルコンパスが入っているので自己位置や方位がわかります。方向音痴のわたしにとっては超便利です。通常はGoogleマップなどとともに利用します。しかし、……

・災害で建物などのランドマークが失われたら地名と現在地の対応付けは困難
・回線が切断されている状況では地図が表示不能


になります。一方、緯度、経度は絶対的な座標ですので、ランドマークの有無によらず位置を特定できます。緯度、経度がわかれば地図上の位置に変換することももちろんできます。よって、

・災害時や遭難時には緯度、経度が直接読み取れることも重要

ではないかと思います。(ただし、測地系の違いやGPSの精度などによっては誤差は生じます。) というわけでこれを期に、iPhoneにTheodoliteというアプリを入れてみました。緯度、経度、方位、仰角などがカメラ画像にオーバレイされて表示されます。

【電源確保】
地震の日は、iPhoneに頼りながら歩いて帰宅しました。しかし、やはり電池が減るんです。お家に帰ったら充電しなきゃと思いつつ歩き進むと、急にあたりが暗く感じられました。まさかとは思いつつ、道の先を見ると信号機が消えていました。明らかに停電です。もっとiPhoneの電池をセーブすべきだったと反省するも遅し。(幸い、家にたどり着くまさに直前に電気が復帰しました。電気のありがたみを感じました。)

で、iPhoneの充電手段について調べました。非純正については、かなり相性があるようです。iPhoneは、USB端子から(またはACアダプタでUSB端子に変換して)充電しますが、ここに一癖あるようです。USB端子の2番ピン、3番ピンの電位がミソらしいです。非純正品の多くは、これらをオープン(高インピーダンス)にしているようですが、それがイケないみたいです。以上、すべて伝聞です。自分では検証していません。とにかく、iPhone対応を謳っていない非純正品はリスクを伴うかもしれないな…ってことで

しかし、商用電源が停電してたり、手持ちの電池が底をついたらどうにもならないわけです。そこで、太陽電池の利用が考えられます。

太陽電池安定化電源(案)

あくまで机上検討です。検証していない回路は滅多に載せないのですが、こういう時節ですので敢えて載せます。動かない可能性大ですし、火災の危険もありますので、電気回路の知識のある方以外は真似ないでください。これを使って、火事が起きたり、感電したり、死傷を生じたり、接続した機器が壊れたり、この装置自体の部品が壊れたりするかもしれませんので、自己責任でお願いいたします。わたし、としえは本件に関し、責任を負いませんし、保証もしません。

太陽電池V1~V4の各々に並列のD1~D4は、太陽電池が一部陰ったり故障した場合にショートカットするためのもので、順方向電圧降下の小さい整流用ショットキーバリアダイオードが好適です。D5は逆流防止で、やはり整流用ショットキーバリアダイオードがよろしいかと思います。

C1とC2は電気二重層コンデンサで、一時的に電気を蓄えます。太陽電池の起電力が電気二重層コンデンサの電位を上回る場合には抵抗R1経由で充電されます。太陽電池の起電力が下がると、ダイオードD6を介して電気二重層コンデンサを放電します。D6もまた整流用ショットキーバリアダイオードがよろしいかと思います。D7とD8は電気二重層コンデンサに耐圧を超える電圧が印加されるのを防ぐためのツェナーダイオードです。

U1は三端子レギュレータで、低ドロップオフタイプが好適です。USB端子まわりは、ちょっとおまじないをしてますが、このおまじないが有効か否かは未検証です。

繰り返しですが、すべて未検証です。

【参考サイト】
tomoの雑記帳さま: 『iPhoneのUSB給電』
・マスターの独り言さま: 『iPhone USB充電アダプタの作製

これ以上、被害が拡がりませんように…。


わたしが中学生のころ、人力発電のこんなモノを作りました。

人力電卓

うわぁ、超便利……なわけねゃーよ! 同級生たちから総ツッコミを受けました。

あしたから計画停電ですって。ほぼ確実に対象地域に入っているのですが、情報が混乱してて具体的な輪番がわかりません……。
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[2011/03/13 21:16] | 自作ソーラー電源 | Trackbacks(0) | Comments(4)
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携帯ソーラー電源作った
ダイエットは順調っぽい雰囲気な、としえです。きょうは気合いを入れてモノを作っていきます♪

今回の震災で、停電になったらいろんなものが使えんくなることがわかりました。携帯電話も充電できんくなります。乾電池も入手困難になります。自家発(←持ってないけど)回そうにも燃料が手に入りません。こうなったら、燃料の要らない方法で発電するしかありません。例えば:

(1) 自転車のダイナモを後輪に付け直して、ダイナモの出力を整流・安定化
エネルギー源: こぐ人の食事
エネルギー効率: こぐ人の燃費 × ダイナモの発電効率 × 整流・安定化回路の効率
メリット: 昼夜問わず使用可能
デメリット: 疲れる

(2) 太陽電池の出力を安定化
エネルギー源: 光
エネルギー効率: 太陽電池の効率 × 安定化回路の効率
メリット: 日なたに干しておけば勝手に電気が出てくる
デメリット: 暗い場所や時間には使えない

で、今回作るのは、(2)の太陽電池の方。携帯してても恥ずかしくないくらいにコンパクトかつ可愛らしく作りたいです。出力電圧は5Vに安定化します。出口はUSB(Aタイプ)のレセプタクルとします。iPhoneを充電できたら成功です。(後日注: うまくいかないんだ、これが!!)

以下の製作記事、責任持ちません。充電できなくても知りません。気をつけんと火事になるでよ。あと、iPhoneとか繋いで壊れても、わたしは知りません。電気の知識のない方は真似しないでください。ツェナーが結構熱くなるんよ、これ。

土曜日に秋葉原でソーラーパネルを調達してきました。最大出力0.935W、開放電圧5.5V、短絡電流170mAのものを6枚、千石電商さんで入手しました。

というわけで、震災直後の3月13日の記事で書いた回路を、入手したソーラーパネルのスペックに合わせてちょっと手直しします。

携帯ソーラー電源の回路図

んで、ハンダづけします。以前、テルミンをつくったときの板が残っていたので、ソーラーパネルの土台にします。2枚ずつ板に接着しました。

ハンダづけ後

そして、お庭に出て実験する としえ博士。お天気は曇り

実験システム としえ博士

iPhoneに繋いでスイッチオン!

iPhone: 「ぽにょ♪」

iPhoneの画面

外部電源に繋いでるマークが出ました♪ でも、稲妻マークじゃないから充電にはなってない模様。きっと曇りだからです。晴れたらうまくいくはずです。そう信じてます。

なお、陰ったりしてパワーがとれなくなると、「そんなクソ電源じゃ、ムリっ!」とiPhoneに叱られます。

【後日注】 やっぱ、これ単体だとiPhone充電するにはパワー不足っぽいです。そういうときは2次電池!! エレコムさんの「モバイルバッテリー for iPhone」をつないでみました。100W x 2 の白熱灯下でテストしたところ、充電してるっぽいです♪ というわけで、とりあえずは、ソーラー電源でこのバッテリーを充電。バッテリーが充電完了したら、これでiPhoneを充電……という手順でイケそうです。あ、でも、コレ、バッテリー的には規格外の使い方なので、真似しないでください。リチウムイオン電池を使っているので、規格外のことをやるのは実は危険です。

では、形を整えていきます。まず、安定化回路の部分を革で覆って保護します。

革で保護

ソーラーパネル側を透明のビニールシート、裏側をチェック柄の布地で覆います。

携帯ソーラー電源・展開時

できあがり♪

折りたたむと、コンパクト!

携帯ソーラー電源・収納時

あとは晴れるのを待つのみ♪

じゃ、寝る!
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[2011/04/11 00:40] | 自作ソーラー電源 | Trackbacks(0) | Comments(2)
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携帯ソーラー電源(改)
朝から埼玉県をうろうろしたあと、帰ろうと電車に乗りました。始発駅でしたので、車内で発車を待っていたら誰かの携帯から緊急地震速報の音。わたしの携帯もブルっとして、緊急地震速報。と、その瞬間ゆっさゆっさ揺れました

余震多すぎ!!!

【最後に実験結果報告・参考資料を追加しました♪】

で、こないだのソーラー電源。非力すぎるので、パワーアップしました♪

毎度のことですが、この製作記事を真似て事故が起きても本稿の著者は責任をとりません。とくに、今回のは発熱したり発火したり感電する危険がありますので、ご自身だけで責任をとれないのなら真似ないでください。電気二重層コンデンサや太陽電池など、扱いのやや難しい部品を使ってますのでご注意ください。例えば、今回の太陽電池を直列接続にすると数十ボルトも発生できます。感電します! 並列接続するとアンペアオーダの電流が取り出せます。燃えます!

実はですね、あるまじき設計ミスもあったので修正。いえ、設計は合っていたのですが、買ってきたパーツが間違っていました

Solar Power Supply (Rev.2)

上の回路図のD13とD14。これらは、電気二重層コンデンサC1とC2に耐圧を超える電圧が印加されないよう保護するためのツェナーダイオードです。これらの選択がまずかったのです。

Zener Diodes

先日作ったときは、上の写真の左のツェナーを使っていました。これらは許容電力損失が0.5Wのものです。でも、これよく考えたら超マズいんよ。

例えば、ソーラーセルたちが頑張って15V発生しちゃったとする。5.1Vのツェナーが2本シリーズに入ってるので、そこんとこの電圧降下は10.2V。すると抵抗R1(22Ω)にかかる電圧は15[V]-10.2[V]=4.8[V]。よって、R1に流れる電流は4.8[V]/22[Ω]≒0.22[A]。C1, C2が満充電でコンデンサには電流が流れないとすると、ツェナーにも0.22A流れる。一つのツェナーで生じる電力損失は0.22[A]×5.1[V]≒1.1[W] > 最大定格0.5[W]。ダイオードの人生オワタ \(^o^)/

というわけで、上の写真の右のツェナーダイオード(1N5338B)に替えました。これは最大許容損失が5Wです。見るからにサイズ違います。これまでこんなちっちゃいの使ってたなんて

試しに、ソーラーセルの代わりにACアダプタで15V印加してみると、それでもやはりD13, D14はそこそこ熱くなります。

Heat Sink

そこで、なんとなく買ってあった燐青銅板シリコーングリス熱結合しておきました。なんちゃって放熱板です♪

で、肝心のソーラーパネル2枚追加しました。1枚あたりの最大出力が0.935Wとのことですので、計8枚で7.48Wということになります、理想的には

Solar Power Supply (Deployed)

こんな感じ♪ 左側に追加しました。

Solar Power Supply (Folded)

でも、たたむとちょっとデブ。

あした晴れたらテストします。おやすみ~♪


こんにちは。

Solar Power Supply in Operation

きょうは素晴らしくピーカンになったのでテストします。

iPhone being charged!

稲妻マーク(充電中のアイコン)が出ました♪ 充電負荷時(といってもiPhoneの電池が減ってないところからの充電なので……)の出力電圧も5.0Vでした。

いま、iPhoneでYouTubeやニコ動を見ながら放電中です♪ 次は、ちょっと放電したところからの充電をテストします。
(2011年4月17日12:08追記)


電池残量74%の状態から20分ちょっと天日干ししてみました♪

I did it!

できたじゃん♪
(2011年4月17日14:26追記)


★ 参考資料 ★

【主な部品調達元】
  • 千石電商さま(ソーラーパネル、ショットキーバリアダイオード、無鉛はんだ)

  • 秋月電子通商さま(電気二重層コンデンサ、電解コンデンサ、三端子レギュレータ、USBジャック、ツェナーダイオード、セメント抵抗器、半固定抵抗器、トグルスイッチ)

  • オカダヤさま(綿生地)

  • 東急ハンズさま(透明ビニールシート、牛革、シナ合板、バルサ板)

【主な工具】
  • はんだごて、ニッパ、ラジオペンチ、グルーガン、のこぎり、裁ちばさみ、はさみ、使い捨てメス、手縫い針、コンピュータミシン

【参考サイト】
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[2011/04/16 23:32] | 自作ソーラー電源 | Trackbacks(0) | Comments(4)
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電気代タダの扇風機 - Solar power-driven USB fan
最後の元気を振り絞ります。暑いですね。

きのう、扇風機を980円で買ってきました。USBにつなぐ小さな扇風機です。
Toshiétti bought a USB fan at 980 yen (approx. 12 US dollars) yesterday.

ソーラー電源につないでみた

自作のソーラー電源につないでみました。回りました。電気代はタダ。回ってる証拠写真を撮ろうと、その辺のもので小道具を作りました。
She connected it to the handmade solar power supply with USB outlets to check the supply's capability.

扇風機撮影の小道具

まだ5月だからいいでしょ!
She made tiny KOINOBORIs (carp streamers, which are raised to celebrate boys on May 5; Children's Day) to visualize the wind from the solar power-driven fan.

電源OFF
電源オフのとき - powered off


電源ON
電源オンのとき - powered on


鯉のぼりは、素材の異なる2種類。しっかりタイプのタイプKを2匹と、軽量タイプのタイプNを1匹。予想どおり、タイプNの方が元気に泳いでます。

【ミニ鯉のぼりのスペック】
竿: 使用済みゴキジェットプロの隙間ノズル(隙間ノズルは未使用)
竿の台: 使用済み七味唐辛子のキャップ
鯉のぼりタイプK: 薬袋
鯉のぼりタイプN: 生理用ナプキンの包装紙
着色: 水彩色鉛筆
The flagstaff is made of:
- a crevice tool for a roach spray, and
- a bottle cap of shichimi Japanese pepper.

なお、薬袋は飲み薬が入っていた紙袋です。生理用ナプキンは旅行に持っていったときにポーチの中でわやくちゃになって使えなくなった未使用品ですから、ばっちくありません。包装紙の不織布がいい感じに軽量で丈夫なんです。着色はしにくいです。
The KOINOBORIs are made of:
- a medicine paper bag, and
- a sanitary napkin wrapper.

陰ると止まります。
The fan stops spinning in shade.
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テーマ:こんなの作りました♪ | ジャンル:趣味・実用

[2011/05/22 11:55] | 自作ソーラー電源 | Trackbacks(0) | Comments(4)
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カレ俊 カノ俊 ブログ としえのへたえ - TOSHiÉtti GRAFFitti

としえのへたえ
著者紹介 Profile

ひろしまとしえ

ハンドル: ひろしまとしえ
職業: 兼業主婦
出身: 静岡県御殿場市
住所: 東京都
所属: AKB1048
   (エーケービー トーシーエイト)
年齢: 自称 21歳
FC2のトリップ: #MNmjYmiU
Residence: Tokyo, Japan
Handle: Toshiétti

YouTube channel YouTubeチャンネル

bits
フル免許(実効フルビット)だよー

【保有資格等】
〔国家資格〕
▼自動車運転免許
大型自動車第二種免許 大型自動車第二種免許
大型特殊自動車第二種免許 大型特殊自動車第二種免許
けん引第二種免許 けん引第二種免許
大型自動二輪車免許 大型自動二輪車免許
大型自動車免許 大型自動車免許
大型特殊自動車免許 大型特殊自動車免許
普通自動二輪車免許 普通自動二輪車免許
けん引免許 けん引免許
中型自動車免許 中型自動車免許
▼小型船舶操縦免許
一級小型船舶操縦士 一級小型船舶操縦士
小型船舶操縦士特定操縦免許 小型船舶操縦士特定操縦免許
▼危険物取扱者免状
乙種第3類危険物取扱者 乙種第3類危険物取扱者
乙種第4類危険物取扱者 乙種第4類危険物取扱者
乙種第5類危険物取扱者 乙種第5類危険物取扱者
乙種第6類危険物取扱者 乙種第6類危険物取扱者
▼無線従事者免許
第一級海上無線通信士 第一級海上無線通信士
第一級陸上無線技術士 第一級陸上無線技術士
第二級アマチュア無線技士 第二級アマチュア無線技士
労働安全衛生法による技能講習修了
フォークリフト運転技能講習修了 フォークリフト運転技能講習修了
車両系建設機械(整地、運搬、積込み用及び掘削用)運転技能講習修了 車両系建設機械(整地、運搬、積込み用及び掘削用)運転技能講習修了
車両系建設機械(解体用)運転技能講習修了車両系建設機械(解体用)運転技能講習修了
〔民間認定〕
PADI Open Water Diver PADI Open Water Diver
〔学位〕
博士(工学) 博士(工学)

【廣島家のウェブサイト】
 廣島研究所
 http://www.hrsm.net/

T and T
三崎港にて

【好きな場所】
 海!
【クリエイティブ系趣味】
 お裁縫、電子工作、激辛料理、
 デジタルヘタ絵、写真
【アウトドア系趣味】
 車や船の運転・操縦、
 クルージング、ドライブ、
 星見、海外旅行、崖鑑賞
【スポーツ系趣味】
 スキューバダイビング(過去形)、
 テニス(大過去形)、
 アイススケート(超大過去形)

としえ船長
としえ船長です

【としえの訪問地】
国内: 全47都道府県
国外: 33ヶ国+7地域くらい
北限: Longyearbyen (北緯78°)
南限: Puerto Iguazú (南緯25°)
東限: 納沙布岬 (東経145°)
西限: Honolulu (西経157°)

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