電池チェッカーとは名ばかりで、両端にミノムシクリップの付いたコード状、一方のクリップの中に負荷抵抗を組み込んだだけの簡単な構造の『抵抗入りコード』です。
一般的なおもちゃに多く使われている、単3乾電池用を例にします。
乾電池の種類によって負荷に流せる電流容量が違います。別の種類の乾電池の場合は、それに合わせた負荷抵抗を使用して下さい。
| 品 名 | 数量 | 備 考 | 購入店(注) |
|---|---|---|---|
| ミノムシクリップ | ２個 | 大きさは「中」程度が工作しやすい。 | ①②③ | ２０～３０ｃｍのビニール線 | １本 | 柔らかいより線がよい。 | ②③ | 抵抗１０オーム | １本 | １／４ワット程のカーボン抵抗器。 なるべく10Ωに近いものを用意する。 | ②③ | 熱収縮チューブなど絶縁材料 | 少々 | 抵抗器を絶縁するために使用します。 | ②③④ |
参考：製品として販売されている、ミノムシクリップコードを加工するのも良いです。
回路図と言っても至極簡単なものですが。分かりやすいので、あえて描いてみました。
概要で述べたそのままですね。
ミノムシクリップをテスター棒に接続して、電池の電圧を測定します。10オームの抵抗が電池の負荷抵抗となり、ある程度の電流が流れた状態で電池電圧が測定できます。
すなわち、電池の内部抵抗による電圧降下分を差引いた電圧が分かる事になります。それがその電池の実情に近い状態を表しています。
- ■タグの作成：
- 完成したコードは外見上普通のコードと同じですから、間違えないようにするためのタグを先に作ります。
出来ましたら、他の作業の前にコードに通しておきます。
- ■コードの準備：
- 適当な長さ(20～30cm)に切り出したコードに上記のタグを通しておきます。
次にミノムシクリップのカバーを外して、同様に左右反対向きに通しておきます。
それらが終わったら、コードの両端を3～5mm程被覆を剥がします。そして銅線の部分が広がらない程度に半田を盛っておきます。
- ■抵抗の半田付け：
- 抵抗の一方のリード線を6～10mm程度残して切り取ります。反対側はそのままか15mm以上残るようにしておきます。
一方のコードの端に、抵抗の短いリード線を半田付けして固定します。
次に抵抗がかぶさる太さの熱収縮チューブを、下図のような位置になるよう調整して切り取り、被せます。
熱収縮チューブに触らないよう注意して、半田ごて（こて先と本体の付け根当り）を近付け、熱を加えて収縮させます。
- ■ミノムシクリップの半田付け：
- 抵抗の絶縁が出来ましたら、抵抗のもう一方のリード線をクリップに半田付けをします。
抵抗の付け根あたりからリード線を180度曲げてクリップの内側から穴に通します。抵抗がクリップカバーに収まるような位置で固定し、リード線を穴から2～3mm出た位の位置で切り、クリップに添わせるように曲げておきます。そして半田付けをします。半田付けは折り曲げたリード線の位置あたりで良いです。
半田ごてをクリップとリード線にしっかりと当てて、熱が十分伝わるように、急がなくても良いです。そして5～6呼吸後に「こて」を当てたまま半田を流し込んでやりますと面白いように流れ、広がって行きます。（先にクリップの半田付け位置に予備半田をしておくとやり易い）
ただし、半田ごての先は常に綺麗にしてから行ってください。これが半田付けの鉄則です。
コードと抵抗を半田付けした方のリード線の部分で180度曲げて、クリップの付け根部分で上手く収まるように調整してやります。
形が上手く収まったら、抵抗のリード線とコードを一緒にしてクリップの「かしめ」で固定します。
クリップのカバーを被せて一方は完成です。
次は反対側のクリップを取り付けます。こちらは簡単です。
コードの銅線をクリップの内側から穴に通し、クリップに添わせるように曲げます。
半田付けは先ほどと同じです。慌てずにじっくり構えて行えば上手く行きます。余熱が取れたらコードをクリップにかしめて固定します。
最後はクリップカバーを被せます。
最後にテスターを使い、製作したコードがショートしていたり、断線していないかをチェックします。そして挿入してある抵抗の抵抗値を正しく示すかどうかも確認しましょう。
全てＯＫであれば完成です。
- ■完成：
- 如何でしたか。上手く行きましたでしょうか。
クリップへの半田付けが上手く出来ましたら、半田付けは卒業です。電子回路での修理には半田付けがついて回ります。半田付けが苦にならないようになると良いですね。
テスター棒の両方の先端部分同志をこのコードで接続します。そして電池の電圧測定を普通に行えばよいのです。
 コードを付けないで測定 |
 コードを付けて測定 |
もう一つ注意しないといけない事があります。この電池チェッカー『抵抗入りコード』は、あくまでも単3乾電池を主な対象に作ったものです。
ボタン電池などの電流容量の小さな電池のチェックには使用できません。もともとボタン電池などが使用されているおもちゃ等は、消費電流が非常に少なく作られています。ですから負荷抵抗値をもっと大きくした専用のものでないと正常には判断できません。
電池の内部抵抗が大きくなると、実際におもちゃなどにセットして使用すると、本来流れるべき電流が内部抵抗により流れなくなります。
もうお気付きだと思いますが、『電池が弱くなる』とは起電力そのものが低くなったり、この電池内部での抵抗が大きくなる事も現象の一つなのです。抵抗が大きくなれば電流が流れにくくなる事は容易に分かると思います。
そうなりますと、おもちゃなどは正常に動かなくなります。しかし、おもちゃによって、その程度の差がありますからよく検討する必要があります。
その判断材料としてテスターの示す電圧値を参考にするのです。
一般的な「電池チェッカー」では、この表示を『使用可能』『少し弱くなっている』『使用できません』と言った機種ごとに決められた値によって直言的に表示しています。
おもちゃドクターとしては、ある程度内容を知った上で依頼者に説明をされた方が説得力もあり、伝わり易いでしょうから例を挙げて書いてみます。
手元に単3乾電池があるとします。
電池の電圧をテスターで普通(コードを付けないで)に測定します。その電圧値が1.5Vあったとします。
次に製作したコードをテスター棒に取り付けて、電圧を測ります。その電圧が1.2Vだったとします。
電池の内部抵抗は次の式により求める事が出来ます。
R=10Ω V1=1.5V V2=1.2V これを式に代入して計算しますと、内部抵抗 r は 2.5Ω と計算できます。
同じ使用程度の単3乾電池がもう一つあるとして話を進めます。
やはり手元に単3乾電池を2本使用する、音が出るようなおもちゃがあるとしましょう。このおもちゃは約2.3V程までは正常に動くとしましょうか。音が出ると言う事で、電流は全体で200mA(0.2A)程流れるとします。
先ずこの単3乾電池1本について考えます。2.5Ωの内部抵抗に0.2Aの電流が流れますと、電圧は抵抗ｘ電流で 2.5x0.2=0.5(V) となります。
電池1本当り0.5Vの電圧降下が発生する事になりますね。電池2本では1Vになります。すると本来3V掛かるべき電圧が1V少ない2Vとなってしまいますね。
このおもちゃは2.3Vまでは正常に動けますが、2.0Vでは動けない事になります。音などが出ていないときは良いのですが、大きな音が出ると途端におかしくなってしまう事になります。
このように抵抗入りコードで測定した電圧値が1.2Vでは、このおもちゃにとっては『電池が無くなった』となります。
あくまで「このおもちゃにとって」と条件がつきます。そしてこの辺の判断がおもちゃドクターに掛かってくるのです。
今回製作した乾電池チェッカーモドキ『抵抗入りコード』を上手く利用して、乾電池の良否判断に使用してください。
