USB簡易可変電源(1.2~35V出力対応)

電子工作をするときに少し面倒なのがちょっとした動作確認用の時の電源の確保

無論1.5Vや3Vなら乾電池を使えば良いし、5Vならモバイルバッテリーから引っ張れば良い話。
でも12Vや、24Vとなると用意が少々面倒。1

素直に安定化電源を買うのも手ではあるけれど
・安定化電源は重いし場所を取る。
・AC100Vだから外で使えない。
と便利のは間違いないけど、個人的な理想からすると物足りない

そんなわけでUSBから電源をとって使える、持ち運び出来る可変電源を自作してみました。

「USB式安定化電源」といったほうがわかりやすいのかも知れないけれど、安定化電源ほど安定はしていない2ので、安定化電源とはあえて呼ばず「USB簡易可変電源」と名付けた。

使い方

使い方は簡単。

USB(モバイルバッテリー)に接続して電源スイッチをONすると上部のコネクタから電気の出力開始。
パネルに現在の電圧と電流が表示されるので真ん中のボリュームで使いたい電圧に合わるだけ。

1.5V出力して豆電球を点灯させる例

よく使う1.2V~12V、24Vはもちろん、35Vまで出力可能。

最初は「ケーブルの抜き差しで電源ON/OFFすればいいや」と甘く考えていたけれど、実際使ってみると「ちょっと電気を止めたい」と言う時にケーブルを引っ張って抜かないといけない。すなわちON/OFFに両手必須。これが面倒だった。
なので、電源スイッチを追加して片手でON/OFF出来るようにしたけどこれが思いの外便利

単なる電池と違って、出力を少しずつ上げてどこまで耐えられるか、どこで作動するかといった確認ができるのも便利3

こだわりポイント

趣味で作った自分用の道具なので、義務ではないけれど、せっかくなのでこだわってみた点。

一般的な製品と同じ操作

電源スイッチは右がON。
ボリュームは右回りで出力を大きく。
一般的な製品に合わせて設計。
当たり前だけど誤操作しないためには大事な点
わかりやすいように操作パネル(ラベル)も作成した。(詳細はメイキングを参照)

出力ジャックの色と並び

プラス(赤)・マイナス(黒)にするのは当然
左右の並びは一般的な安定化電源に合わせた
バナナプラグ式にしたのは何かと使い勝手が良い4から。
上に配置したのはケーブルが画面にかかりにくいように。視認性大事。

電源入力はUSBコネクタ

本体から直接電源ケーブルが生えている方式も考えたけど、長さを変えるのが楽そうなのでUSBコネクタを取り付ける形式にした。
バッテリー内蔵案も考えたけど、かえって大きくなってしまい取り回しが悪くなる。

電源スイッチの位置

片手で操作しやすいように本体の側面(下側)に配置。
どうしてもケースからは出っ張ってしまうけど、下側にはどちらにしろ電源ケーブルが付くので実際使うときは気にならない。

コンパクトに

持ち歩き用なので横55mm、縦100mm、高さ55mmとコンパクトに作成。
重量は約95g。
結果論だけど愛用のモバイルブースターと同サイズだった。
これはこれで使い勝手が良い。

メイキング

長くなったので別記事に分割。

昨日紹介したUSB簡易可変電源のメイキング。 ※自分が使う限り安定して使えていますが、このブログを参考に作って見る場合、自己責...

使い勝手の検証

日常的に使う

モジュールの動作確認や、ちょっとLEDを光らせたい電池式の玩具を動かす時などそれなりに実戦で活用しているけど、今のところ全く問題なく便利に使えている

パネルメータの正確さ

パネルメータの表示がどれほど正確なのかを確認するため、テスター(電圧計)や電流計を使って値が一致するかどうかを確認。

電圧

負荷に繋がず直接テスターで電圧を測ったときは合致

消費電流がほとんど増えないLED1つ点灯5でもほぼ合致

ところが、負荷が大きいと最大1V弱ほど表示よりも実際の出力が下がってしまう模様

豆電球(表示1.8V、出力1.5V(差0.3V))

小型モータ(表示3.0V、出力2.4V(差0.6V))

10V以上の世界だと1V程度誤差だけど、1.5V、3Vの世界だと大きな差。
とはいえ、「表示されている電圧よりも実際に負荷に掛かる電圧は低い」。すなわち、表示されている値よりも過剰な電圧がかかって対象を破壊してしまうことは起こらないので、そこまで深刻に考える必要はない6

回路的にほぼ同じところの電圧を測っているはずなのに値が違う原因は現時点では不明。

パネルメータとテスターの精度の差?

電流

こちらは負荷によらず電流計の値とほぼ合致
わりと正確な模様。

さいごに

制作にかかった金額は3000円程度
派手さが無い、正直地味なものではあるけれど、かなり実用的今後の工作する時の手間を軽減出来るものが出来上がって、個人的にはには大満足
自己責任になってしまうから大々的には勧めにくいけど、電気を使った工作好きにはとりあえず一つ作っておくことをオススメしておきたいほど。

当面新型を作る予定はないけれど、より効率化するために、「昇圧回路・降圧回路をそれぞれ付けてスイッチで切り替え式」を作っても楽しいかも知れない。

脚注

  1. 一応9V電池あるし、12V/24Vなら昇圧モジュールもあるけど個別に用意するのは面倒。
  2. 負荷による電圧の低下をフィードバックして電圧を一定にする機能が無い。
  3. LEDの明るさ、モータの回転速度等。実際「プロペラを付けたモーターに何V流せば飛び上がるか」を調べる時に重宝した。
  4. 一度差し込めばちょっとした衝撃くらいでは外れない。バナナプラグがない時もワニ口クリップを直接噛ませる使い方もOK。
  5. 本来はLEDにきちんと抵抗もつけたほうが良いんだろうけど、遊び目的なので気にせず直結。
  6. わずかでも下回っても即死みたいなシビアなIC部品でも使わない限り。もっともそういう部品を使うときはちゃんとした道具で気合を入れてやるけど。
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