DCモーターとバランス

ブロワーファンにUSBを通じて稼働させようとするときに、手持ちの回路でもUSBケーブルから昇圧できるモジュールを保管していた。DROK社からUSBの電圧を昇圧と降圧ができるモジュールを輸入していたことがあった。2つの昇降圧モジュールのうち1つはキャタピラクローラーのモーターの馬力改善に使っていた。もう一台は予備として保管していた。amazonではDROK社がアメリカ向けだけに販売するようになり日本で輸入できなくなっていたこともあり、持っていた2個が珍しいパーツになっている。USBの5Vから9Vにのみ昇圧するモジュールもあるけれど、DROK社の昇圧降圧モジュールでは、5Vから12Vまでをポテンションメーターのツマミによってデジタル表示で調整できる。ブロワーファンに接続すると9Vだけでなく7V前後でもある程度の風量で動くようだ。ブロワーファンを二重反転ファンが付いた扇風機と交換しようとしたところ、ブロワーファンとダイヤフラムポンプの組み合わせを1本のUSBケーブルの電気量で維持することが難しく、出力が安定して確保されず途切れ途切れになっていた。ブロワーファンは電圧12V、電流0.6Aでダイヤフラムポンプも同じDCモーターを使っており、出力も同じくらいだった。おそらく12V、0.6AのDCモーターを2台、USBケーブルの電圧5V、電流2Aで持続的に賄うのに無理があった。またプロペラの重さがブロワーファンは二重反転プロペラに比べて重く、空気抵抗から電流の消費量が高かったことが要因として考えられる。ダイヤフラムポンプと同じ回路に付けていても風量が大きかったので、DCモーターを使った扇風機なら汎用的に動くかと思っていたが、プロペラ自体の形状や材質による空気抵抗が風力と電力消費量に現れた形になった。

軽くて、かつ風の流れを逆回転するもう一つのプロペラが騒音を解消する。その二重反転プロペラも一度はモーターの故障があって、修理には出していることもあったが、サポートの対象期間内のために無償で交換になった。扇風機や換気扇では、風の方向でなく、風を送るプロペラの材質の軽量化を考慮した方が全体としては合理的なことが分かった。ブロワーファンの設置は上手くいかなかったが、電圧の調整や、ダイヤフラムポンプのDCモーターの出力を調べることができたので、明らかなったこともあった。ブロワーファンもUSB一本につきDCモーター一台であれば、出力は安定している。感覚では風の向きを指定できれば風力と電力量を節約できるかと思っていたが、モーターの消費電力と回転数のバランスによって出力が決まっていた。とはいえプロペラの材質はそのバランスを更新しうる可能性を持っていることも明らかになった。パソコンの周辺機器の扇風機は、以前に河川敷のモーター売り場で中古のCPUファンを買ったことがあった。DCモーターなので電圧が弱くても回るということを聞いて、実際に回路を組み立ててみたことがあったが、そのときのプロペラも頑丈そうではあったが重い材質のプラスチックだった。無印良品のサーキュレーターやUSBデスクファンのプロペラは材質が軽く、消費電力を節約できる。とはいえ、USBデスクファンはモーターが故障して交換したことがあったけれど、そのときに調べたところ回路も無駄がなくシンプルだった。USBケーブルの出力とDCモーターの出力とのバランスの目安になった。

またDROK社の昇降圧モジュールとブロワーファンは取り付けが容易なように、端子のコネクタとONとOFFを切り替えるスイッチを付けている。またコンセントの交流電圧をUSBの直流電圧に替えるアダプターは、ヤマダ電機で購入したキューブ型の2口のUSB端子を持ったものを使っている。出力は2口で電流2.4Aになる。これをraspberryPiに使っているアダプターでは1口で3Aになっており電流の量が多い。アダプターを変えると、1本のケーブルでもブロワーファンでも出力をやや上げることができた。現状は3Aの出力を持ったアダプターはコンセントからシリコンラバーヒーターに使っている。熱を発するものなど電流消費量が多いものはアダプターの出力を5Vと3Aにする必要がある。以前に入手したパーツのうち、DROK社のモジュールでリチウムイオンバッテリーの電圧3.3Vの電流をiPhoneが充電できるUSBの電圧5Vと電流1Aにする縦横2㎝くらいの昇圧モジュールがあった。電流量が1Aに近づくとiPhoneの充電マークがつくために1A、1000mAの電流が存外に大きな値だと体感した。周辺機器のUSBケーブルで充電するデバイスのうちAndroid端末やモバイルバッテリーには500mA、0.5Aから充電できる省エネルギーものもあるが、電流1Aはモバイル機器の出力を持続的に確保するためのひとつの基準になっているところがある。USBケーブルでできることが増えれば、より手軽に検証できるようになる。省エネやエコロジーにも共通するところがありそうだ。電流と電圧以外にも物理的に工夫できる見方が分かった、今後もバランス感覚を形にするような工夫をしていければと思う。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です