2022年新型バートルエアークラフトをマキタ18Vバッテリーで動かす
前回記事にて、最大電圧17Vに進化したバートルのエアークラフトをマキタ18Vバッテリーで駆動させたい・・という話を書きました。
もちろん風量の調整機能もつけて、自作する計画です。
構想と資材の調達も済み、テスト駆動まで成功したので、紹介します。
マキタの18Vバッテリーを使う理由
まず、マキタの18Vバッテリーを使う事が大前提ですが、最初は単純にマキタのファンジャケット用アタッチメントを使いつつ、コネクタだけ変換する手も考えてみました。
ただ、マキタは2022年段階での最新型でも最大で7～8V程度の出力。
バートルの最大17Vに対して半分以下です。
マキタは、バッテリーとモーターの世界企業ですから、何か理由はあると思うのですけどね。
なるべくバッテリーを長持ちさせたいのか、それぐらいの出力で充分と考えているのか？
でも、近年の酷暑に対抗するには、やはりもっと風量が欲しいのです。
という事で、マキタバッテリーで最大17Vは出せるようにシステムを考えます。
まぁ、バートル純正バッテリーを使えって話かもですが、今あるバッテリーのシステムと共通にしたいですし、それにマキタバッテリーの性能を信頼しているからなんですよね。
バッテリーの電圧変化はPWM制御のスピードコントローラーを使う
という事で、マキタの18Vバッテリーから電源を取り、それを変圧（降圧）させる事で電圧を調整します。
バッテリーが最大で18V、ファンが最大で17Vの仕様なので、変圧するにしても下げるだけで済みます。
直流のDC電源を降圧するには、DCDCコンバータを用います。
お手頃で高効率なのは、PWM制御方式のスピードコントローラーとして売っているやつですね。
Amazonや楽天あたりでも、かなりの種類が出回っています。
直流の電圧を変化させることで、ブラシモーターの回転数を変化させる機構です。
選ぶ時の仕様として・・
・入力電圧が最大で18V以上。
・デューティサイクルが最大100%。
・負荷は多分3Aもあれば充分だとは思いますが、実測していなかったので、余裕もみて10A。
このあたりから、評価の数が多い物を購入しています。
あとは、電圧を変化させるボリュームが基盤に固定されているか、もしくは分離型か。
そのあたりはまだはっきりさせていなかったので、両方とも購入しました。
後は、マキタバッテリーから直接電源を取り出せるアダプタ（コネクタ）も購入しています。
純正の電源取り出しアダプタは、USBの5Vだけしか無いので、こういった社外品を使います。
まずは電圧測定してみる
Amazonで購入したスピードコントローラーが届いたので、早速テスト運転してみましょう。
届いたのは、ボリュームが基盤に固定されているタイプのみ。
バッテリーからの入力と、モーターへの出力を繋ぐだけの、簡単な構造です。
まずは、直接取り出したバッテリー電源が、実際には何Vか測定してみました。
基盤のPower側にはバッテリーから直接入力し、Motor側にはとりあえず自作した電圧計のみ。
まだオン・オフのスイッチも取り付けていないので、バッテリーを差した瞬間から電圧が表示されます。
まずは、コントローラーのボリュームを絞ってから差しましょう。（いきなり高い電圧入れて壊れるの防止）
一番絞った状態で、7.45Vでした。
デューティサイクル比が10-100%とか書いてあったから、もっと下がるかと思ったんだけどな？
まぁ、実用するにはちょうどいい下限電圧だと思います。
続いて、少しずつボリュームを回して電圧上げていきます。
満充電した直後のバッテリーで、20Vが出ましたね。
これが、マキタが36Vバッテリーを40VMAXと呼ぶ理由です。
本来は、１個3.6Vのセルを５個使っているので18Vなのですが、満充電してあれば4Vぐらい出るようです。
ただ、最大17Vのファンを20Vで回し続けると、寿命が短くなるか最悪壊れるので、ここまで出力するのはやめておきましょう。
ファンを実際に回して電流も計る
バートルの2022年新型ファンは、DCプラグ（オス側）の形状がわりと特殊だったりします。
私が測定した限りでは、多分外径5.5×内径1.7。
でも、一般的なDCジャック（メス側）の外径5.5×内径2.1なら接続できちゃいそうです。
先程の電圧計も、5.5×2.1ジャックで作ってありますから、そのまま差すことが出来ちゃいました。
これで、ファンを接続した状態で電流も計っておきます。
まずは最低電圧の時。
オレンジのDCプラグが、バートルのファンから伸びています。
7V近くまで下がっていますが、電流は0.322A。
続いて最大電圧時。
約20Vの時には、1.018Aが出ています。
コントローラーが10Aまでとなっているので、充分でしょう。
テスト運転としては、なかなか良い感じです。
MAX17Vのファンですから、すぐ止めます。
後は、もう1台の分離型コントローラーが到着してからですかね。
コントローラーを入れるケースや、電圧を可変するボリュームをジャケットのどこに配置するのか・・など、実用面でどうするかも考えねばなりません。
でも、ここまでくればもうあとは心配無しと思います。
はやく分離型届かないかなー