ZenFone 5 (A500KL)のリチュームイオン充電池の放電容量

ZenFone 5 (A500KL)内蔵のリチュームイオン充電池の放電容量を測定してみました。

この電池は以前に電池の持ちが悪くなったという家人申告により交換した時の元々の電池です。

ZenFone 5 (A500KL)のリチュームイオン充電池の放電容量

10オーム負荷で1751mAhでした。ZenFone 5 (A500KL)のスペックでは2110mAhです。
それほど劣化しているとは思えないのですがね。


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リチュームイオン充電池 18650 2000mAh(300円充電器内蔵電池) 放電容量

300円充電器の充電能力が低いため、内蔵電池の放電容量を測定しました。

ZenFone Go ZB551KLへの充電の場合、1A近く充電電流が流れます。
電池側では1.38Aと重い負荷となるので、2600mAh(ヴァストマートSHOP)と比較の為に10オーム負荷、
ZenFone Go ZB551KL充電時に近い負荷として2オーム負荷、
参考に3オームの負荷の三種類を測定しました。


リチュームイオン充電池 18650 2000mAh(300円充電器内蔵電池) 放電容量
2600mAh(ヴァストマートSHOP)と比較の為の10オーム負荷の時



リチュームイオン充電池 18650 2000mAh(300円充電器内蔵電池) 放電容量
負荷による放電容量の変化をみるための参考として3オーム負荷の時



リチュームイオン充電池 18650 2000mAh(300円充電器内蔵電池) 放電容量
ZenFone Go ZB551KLの充電状態に近い2オーム負荷の時


結果


ZenFone Go ZB551KLへの充電時に近い2オーム負荷の時の容量は1249mAhでした。
これを前回の実測時に式に当てはめると、

(1249mAh×0.92×0.8×0.85)÷3010mAh = 0.259(25.9%)
の充電が可能となり、下記の事を考慮すると実測とほぼ合っています。

テストは抵抗負荷で電池の電圧が降下すると電流も減りますが、
実際のスマホ充電時は一定電力の負荷なので、電池の電圧が降下すると、逆に電流は増えます。
この為、さらに実際の放電容量は低下し20%程度の充電能力になると思われます。

感想


この内蔵電池は軽負荷用のリチュームイオン充電池と思われます。
電池表記の2000mAhは軽負荷時では表記通りになるのではないでしょうか。

嘘ではないが購入した人が使う環境では期待と異なるというケースなんでしょう。
150mAで充電してくれるスマホがあれば、
2000mAh×0.92×0.8×0.85=1251.2mAhとなり、
3010mAhのZenFone Go ZB551KLでは、41%UPの充電が出来るのではないかと想像されます。


重要なお断り


300円充電器のリチュームイオン充電池の交換」やここで書かれている何%UPするかの計算式は、充電する側とされる側の電池が共にリチュームイオン充電池と同じ種類で、その電圧は同じ。そして、さらに充放電中の電圧は一定との「みなし」をしています。

最終的な消費者であるスマホ回路は同一の仕事をするのに一定の電力を要求するのか、一定の電流なのか?
バッテリーの容量(残量)とは電力量(mWh)なのかmAhなのか?
多くのスマホが表示している残量とは電圧を無視し、mAhで換算しているのか?
私は知りません。
両端の電池が同じ種類で一定電圧と仮定する事により、mWhでもmAhで同じ結果になるだろうという思いで、簡易なmAhでの計算としました。



300円充電器のリチュームイオン充電池の交換

欲しかったリチュームイオン充電池を使った300円の充電器が手に入りました。

早速、ZenFone Go ZB551KLを充電してみましたが、20%UPするだけでこれでは頼りない。
内蔵しているリチュームイオン充電池の容量は2000mAhと書かれています。
最近作った2600mAhの電池を使った充電器では50%UPしたので、38%UPを期待していました。

300円充電器のリチュームイオン充電池の交換
パッケージ

300円充電器のリチュームイオン充電池の交換
本体外観(3個かったので、これはその内の黒バージョン)


能力不足の原因調査


能力不足の原因がバッテリーにあるのか、それともDC-DCコンバーターにあるのか調査する為、
DC-DCコンバーターの変換効率を測定しました。

調査方法は、入力側と出力側の電圧電流を測定して、供給電力と出力電力の比率を測ります。
ZenFone Go ZB551KLの充電では約0.9Aの電流が流れていた為、5オームの抵抗負荷で測定しました。

■条件
電池の開放電圧・・・4.12V
負荷抵抗・・・5オーム

■測定結果(DC-DCコンバーター)
入力電圧・・・4.04V
入力電流・・・1.38A
供給電力・・・5.575W

出力電圧・・・5.08V
出力電流・・・1.016A
出力電力・・・5.161W

変換効率・・・5.161/5.575=0.926 (92.6%)

結果、DC-DCコンバーターは意外に高効率で92.6%もありました。
原因はバッテリーだろうと判断し、
DC-DCコンバーターはそのまま使う事にして、バッテリーを前述の自作充電器で使った2600mAhの電池を使う事にしました。

電池交換後の充電結果


電池交換後にZenFone Go ZB551KLを充電した結果50%以上の充電が出来ました。


オマケ写真(電池交換前)


300円充電器のリチュームイオン充電池の交換


300円充電器のリチュームイオン充電池の交換


300円充電器のリチュームイオン充電池の交換

充電停止電圧は4.21Vと少し高めで、
放電打ち切り電圧は3.2V付近です。
生セルのリチュームイオン電池でも安心です。


感想


2600mAhのバッテリーで、3010mAhのZenFone Go ZB551KLのバッテリーを充電して52%の充電能力は妥当か。

(1)充電器のDC-DC変換効率は0.92
(2)スマホ内の充電回路の効率は 4/5=0.8 (電圧ドロップ方式の充電回路で、5Vを入力とし充電池の電池端子電圧が平均4Vとして)
(3)リチュームイオン充電池自身の充電/放電効率を 0.85 とすると。

(2600mAh×0.92×0.8×0.85)÷3010mAh=0.54(54%)

と54%の充電能力という事になり、実測とあっています。

この2600mAhの電池は260円で買ったのですが、今はもう売っていません。
もう、10本程買っておけばよかったと、大いに後悔しています。

※この結果から、500円程度で売っているものなら50%UPの能力があるかもしれないと思うようになりました。

ZenFone 5 (A500KL) 電池交換

ZenFone 5 (A500KL) の電池を交換しました。

交換した電池はアマゾンで買った互換電池で「MR.SUPPLY ZenFone 5 A500KL 互換 内蔵バッテリー C11P1324」(2,480円)



ZenFone 5 (A500KL) 電池交換
「お前、分解しただろう」シール(赤丸)を剥がして全てのネジを外す。




ZenFone 5 (A500KL) 電池交換
青矢印が電池を収納した金属ケース。これを取り出す必要があります。
水色の丸印が電池と本体を繋ぐコネクタ。(押し込みタイプ)
 絶縁と押さえを兼ねると思われるスポンジが貼ってあります。これを剥がします。
赤丸がフレキシブルケーブルのコネクタ。(差し込み&ロックタイプ)
 絶縁シールが貼ってあります。これを剥がします。
赤矢印はフレキシブルケーブル&SIMソケット基板。
 両面テープで貼ってあります。これも剥がす事になります。
水色矢印は、SIMソケットの位置決めを確保する為と思われる、位置決めピン。
 組み立てる時にフレキシブルケーブルの穴を合わせます。
黄緑矢印は、リアカメラのカバーで、作業中に簡単に取れてしまいますので失くさないように要注意です。



ZenFone 5 (A500KL) 電池交換
アマゾンで買った交換用の電池を並べたところ。



ZenFone 5 (A500KL) 電池交換

赤丸の電池コネクタを先ず、外します。上に跳ね上げるだけ。
 作業中に電源が供給されないように、紙など挟んだほうが良いかもしれません。
■右横2つのフレキシブルケーブルを外します。
 ケーブルを外す時はコネクタの白く見えているロック機構を扉を開くようにして上側に開き、ロックを外します。



ZenFone 5 (A500KL) 電池交換
フレキシブルケーブルの両面テープはドライヤーで温めながら剥がしました。
ドライヤーなしではケーブルを傷めてしまいそうでした。



ZenFone 5 (A500KL) 電池交換
赤矢印はフレキシブルケーブルのさらに下にある電池押さえと思われるテープ。これも剥がします。



ZenFone 5 (A500KL) 電池交換
取り出したリチュームイオン電池とケースを分離した所。
これも、両面テープで貼り付けてあります。
電池はラミネート型パッケージと思われます。
簡単に変形するので、注意しながら剥がしました。
これもドライヤーが必須です。



ZenFone 5 (A500KL) 電池交換
交換する電池とケースを並べたところ。
赤丸は前述した位置決め用のピン。



ZenFone 5 (A500KL) 電池交換
電池ケースを元に戻し、
コネクタ接続から先に作業します。
フレキシブルケーブルの貼り付けはその後でします。
※直下の写真も参考にしてください。
赤丸のコネクタにフレキシブルケーブルを差し込み、白いロック機構を押さえつけてロックします。
 下側のケーブルには両サイドに出っ張りがあり、そこまでコネクタに差し込みます。
 上側のケーブルには白いラインが書いてあるので、そこまでコネクタに差し込みます。
青矢印は位置決め用のピンなので、これに合わせてフレキシブルケーブルを貼り付けます。

※両面テープでの貼付けは、剥がした時の状態のままで、上から押さえ付けただけです。



ZenFone 5 (A500KL) 電池交換
コネクタの接続完了状態。
赤矢印の示す白い部分はコネクタのロック機構です。これを閉じて(上から押さえて)ロックします。
赤丸は電池のコネクタ。最後に接続します。ロックはなく上から押さえるだけ。



ZenFone 5 (A500KL) 電池交換
赤丸は絶縁シールを貼り戻したところ。
赤矢印の電池カバーのネジタブをベースに合わせてから蓋をし、ネジ止めします。



裏蓋を戻し完了です。



感想


難度は中程度でした。

スマホ分解の難点は「両面テープ」です。



テーマ : スマートフォン
ジャンル : 携帯電話・PHS

スマートウォッチの電池対策

アマゾンで買ったスマートウォッチが4~6時間で電池切れとなり、実用にならないため、電池を外付け方式にしました。

元々、腕に付けて使わないので外付でOKな訳です。


スマートウォッチの電池対策
アマゾンの商品写真です。


分解



スマートウォッチの電池対策
裏蓋を取ったところ。
裏の金属板を剥がす(両面テープ)と、4つのネジがあり、それを外します。

スマートウォッチの電池対策
電池はこれ、5個10ドルで売っているところがありました。
保護回路もついているようです。

電池の線の行き先にICが実装された茶色フレキシブル基板が見えていますが
これをコネクタから外します。単に引き抜くタイプのようです。少し斜めに入っていました。

改造



スマートウォッチの電池対策
赤と黒の線は電池をハンダで外した後に、外部電池用の引き出線をハンダ付した所です。
十分大きなランドで作業はし易い方です。


スマートウォッチの電池対策
仮にドコモのF10電池パックに繋ぎ、テストをしている所。


スマートウォッチの電池対策
満足な結果だったので、裏蓋を取り付け両面テープで電池を貼り付けた所。
電池にはリード線をハンダで付けています。
これで完成。

これ以上、見栄えを良くする予定なしです。

※元電池が入っていた空間に詰め物をしようと思っていましたが、ICの放熱の妨げになるかもしれないので、
そのまま空洞の状態です。それでも問題はなさそうなので。

結果



電池は2日と20時間持つようになりました。
テスト開始時の電池端子電圧は4.00V、終了時は3.422Vでした。

充電は3時間で完了。
充電終了後の電池端子電圧は4.18Vで他のリチュームイオン電池の充電器と同じ値となりました。


感想


買った時点では、必要としていた「スマホの通知をバイブで知らせる」機能は満足できるものでした。
もう一つ使っているのはスマホの 「Smart Lock 信頼できる端末」 としてです。VPNを使っている関係でこれが便利だから。
他の機能は殆ど使いません。

ただ、電池が持たない。一日三回充電する必要がありました。
これでは、実用になりません。
どうせ、使えないものなら失敗しても良いという事で改造しました。


交換した電池は昔の携帯の電池で、すでに少し膨らんでいるものですが、大きさ的にも丁度いいですし、
端子はハンダ付けするのでこれに使うと携帯ではもう使えなくなりますので、この劣化電池なら電池の有効利用となります。

取り外した電池は保管してあるので、元の状態に戻す事も可能です。

何時もの場所でフィールドテスト実施・・・満足な結果でした。

テーマ : スマートウォッチ
ジャンル : 携帯電話・PHS

買ってしまった(HiLetgo 10PCS TP4056ミニUSB 1Aリチウム バッテリチャー ジャーモジュール 充電ボード 4.5V-5.5V [並行輸入品])

リチュームイオン電池の充電用ICやアセンブリはすでに十分持っているにもかかわらず、
10個で260円、送料無料という挑発に乗って買ってしまいました。一個26円には負けます。

電源はUSBからですが、ミニUSBなので要注意です。

買ってしまった(HiLetgo 10PCS TP4056ミニUSB 1Aリチウム バッテリチャー ジャーモジュール 充電ボード 4.5V-5.5V [並行輸入品])
アマゾンの商品写真より

デジカメ PowerShot SX260 HS のリチュームイオン電池(3.7V)を充電してみました。
無事充電できました。

使用されているIC TP4056のデータシートはネット上にあります。
回路は典型例にほぼ沿っているようです。

Rprogによる最大充電電流の設定は1.2Kオームで1000mAとなっていました。
完全放電のガラケイ電池の充電で開始時の短時間に980mA流れました。
400~500mAの充電時のICの温度は約20度UPでした。

数個の電池を充電してみると、
充電完了後の電池電圧は4.00V辺りです。
この時、供給電源の電圧は5.10V程度でした。念のために6.00Vでテストしましたが、結果は変わらずです。
以前作った「リチューム・イオン電池の充電テスト(MCP73863)」で充電するとさらに充電し、4.1~4.2Vになります。


状態表示用のLEDも実装されています。


制作



買ってしまった(HiLetgo 10PCS TP4056ミニUSB 1Aリチウム バッテリチャー ジャーモジュール 充電ボード 4.5V-5.5V [並行輸入品])

こんなのを作りました。
ケースなし、エポキシ接着剤で絶縁を兼ね封印しただけ。

写真の電池は、ドコモのF10ですが長期間使用いていない為放電し、保護回路が働き端子電圧は0V。
さらに劣化もしていて少し膨らんでいます。

充電開始時は0.98Aでしが、写真を撮っている間に0.66Aとなりました。
電池への供給電流と電源側からの供給電流は一致していました。

ドコモのF10の充電結果は3.98Vとなり、端末では電池マーク2本(FULL4本)となり、
以前作成(前述)の充電器では、4.12Vまで充電し端末では電池マーク4本となりました。

315MHz 送信モジュール 消費電流 調査(HiLetgo 315Mhz 無線受信モジュール 警報発射器 超再生モジュール Arduinoと互換 [並行輸入品])

アマゾンで買った「HiLetgo 315Mhz 無線受信モジュール 警報発射器 超再生モジュール Arduinoと互換 [並行輸入品]」の
送信モジュールの消費電流を測定しました。

315MHz 送信モジュール 消費電流 調査(HiLetgo 315Mhz 無線受信モジュール 警報発射器 超再生モジュール Arduinoと互換 [並行輸入品])
アマゾンの商品写真より

この送信モジュールは
DATAをGNDに接続した時、電波は送信されない。
DATAをVCCに接続時した時、電波が送信される。

VCCは5.18Vでテスト。

(1)DATA端子をGNDに接続時 7μA以下(テスターの表示は0)
(2)DATA端子をVCCに接続時 13mA

※DATA:基板の印刷はATADとなっていますが、DATAと読み替えています。

■動機
電池駆動する時のスタンバイ(送信なし)の時の消費電流を確認する為。

根性ババのアマゾンで買った「RIGOL(リゴル) デジタルオシロスコープ 50MHz 4ch 1GSa/s DS1054Z」

四台目のオシロスコープとなる「RIGOL(リゴル) デジタルオシロスコープ 50MHz 4ch 1GSa/s DS1054Z」を思い切って買いました。


根性ババのアマゾンで買った「RIGOL(リゴル) デジタルオシロスコープ 50MHz 4ch 1GSa/s DS1054Z」



プライム会員なら一日早く到着するのですが、通常会員なのでそれより一日遅く到着します。
しかし、なんとヤマトの伝票番号から調べると配送センターで一日保管されていました。指定日配達で。

プライム会員との差別をする為に、わざわざ遅く配達しているのですね。アマゾン自身の努力で通常より一日早くなるのではなくわざわざ。
こんなのを根性ババといいます。また、アマゾンの評価は減点されました。

発振器として利用する場合のnoInterrupts(HiLetgo Digispark Kickstarter ATTINY85 Digispark 超小型Arduino互換)

アマゾンで200円で買った「HiLetgo Digispark Kickstarter ATTINY85 Digispark 超小型Arduino互換」でINPUTのテストとして、発振させてみました。

■概要
ポート3と4を直接接続し、
ポート3は入力に、ポート4は出力に設定。

loop()で「ポート3の状態を反転させてポート4に出力」のを繰り返す。



すると、波形は安定せずに、一部の幅が広くなります。
発振器として利用する場合のnoInterrupts(HiLetgo Digispark Kickstarter ATTINY85 Digispark 超小型Arduino互換)
見にくいですが、中央部分のパルス幅が広くなっています。


発振器として利用する場合のnoInterrupts(HiLetgo Digispark Kickstarter ATTINY85 Digispark 超小型Arduino互換)

発振器として利用する場合のnoInterrupts(HiLetgo Digispark Kickstarter ATTINY85 Digispark 超小型Arduino互換)

どちらの極性も同じです。

トリガーは下記のようにかけています。
発振器として利用する場合のnoInterrupts(HiLetgo Digispark Kickstarter ATTINY85 Digispark 超小型Arduino互換)



割り込みかな? ウォッチドッグの?
noInterrupts(); で割り込みを禁止してみました。


この現象は無くなりました。


ソース


void setup() {
  pinMode(4, OUTPUT);
  pinMode(3, INPUT);
  noInterrupts();
}

void loop() {
  if (digitalRead(3)==HIGH){
    digitalWrite(4, LOW);
  } else {
    digitalWrite(4, HIGH);
  }
}


ATTINY85 Digispark(互換)をArduino IDEで開発する場合の設定手順要点

アマゾンで200円で買った「HiLetgo Digispark Kickstarter ATTINY85 Digispark 超小型Arduino互換」をArduino IDE(1.6.12)で開発する時の設定と作業手順の要点。


ATTINY85 Digispark(互換)をArduino IDEで開発する場合の設定手順要点
左側が物です。本体にピンヘッダが付いて一式です。
右側はテストの為ピンソケットをハンダ付けしています。
スケッチ書き込みと電源確保の為にUSBに接続しています。
黒と緑の線は動作確認の為にオシロスコープに繋いでいます。



ATTINY85 Digispark(互換)をArduino IDEで開発する場合の設定手順要点
テスト用のスケッチは、4番ポートをHIGH時間1ms、LOW時間4msでON/OFFしループさせます。



ATTINY85 Digispark(互換)をArduino IDEで開発する場合の設定手順要点
メニューから「ファイル」→「環境設定」をクリックし、「環境設定」ダイアログを出します。
「追加のボードマネージャーのURL」欄に「http://digistump.com/package_digistump_index.json」と入力し、
「OK」ボタンをクリックします。

・・・途中省略して

上手くいったら、念のためにArduino IDEを一旦終了させて、再度立ち上げます。



ATTINY85 Digispark(互換)をArduino IDEで開発する場合の設定手順要点
メニューから「ツール」→「ボード」→「Digispark(Default - 16.5mhz)」を選択します。



ATTINY85 Digispark(互換)をArduino IDEで開発する場合の設定手順要点
メニューから「スケッチ」→「検証・コンパイル」し正常であれば、

(1)USBからボードを抜いておく
(2)メニューから「スケッチ」→「マイコンボードに書き込む」をクリックしすると
(3)USBへのボード接続待ちになるので、USBにボードを接続する。
(4)書き込みが終了する。

となります。一旦ボードをUSBから抜いておく事がポイントです。



ATTINY85 Digispark(互換)をArduino IDEで開発する場合の設定手順要点
しばらくすると、動作開始となります。

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