太陽電池で蓄電した電気を安定化させて、一定の明るさでLEDを光らせる実験をしてみましょう。

前回の実験はこちらです。

使うもの

• 前回の実験そうち
• スーパーキャパシター
• ショットキーバリアダイオード

実験じゅんび

赤い線を抜く

ブレッドボードから、太陽電池のプラスの赤い線を抜きます。

ショットキーバリアダイオードをさす

DCDCコンバータにショットキーバリアダイオードを接続します。

ショットキーバリアダイオードの銀色の線(カソード)のあるリードを17jにさします。

もう片方(アノード)のリードを27jにさします。

スーパーキャパシタをさす

スーパーキャパシターをDCDCコンバータに接続します。

スーパーキャパシターのプラスの長いリードを17hにさし、短いリード(-)を17dにさします。

太陽電池を接続

ダイオードに太陽電池を接続します。

太陽電池のプラスの赤い線を27iにさします。

配線図

以上で配線は終わりです。今回の配線はこのようになっています。スーパーキャパシターに蓄電された電気が太陽電池へ逆流しないように、ショットキーバリアダイオードが間に入っています。

スーパーキャパシターの電気は、DCDCコンバータで安定化されて、LED電球へ伝わります。

実験

蓄電と安定化

実験そうちを持ち出して、太陽電池に光を当ててみましょう。スーパーキャパシターに電気がたまってくるとLEDが光ります。

以前、DCDCコンバータがない時の蓄電の実験では、電気がたまってくると少しずつLEDが明るくなっていったと思いますが、今回はどうでしょうか？

手で影を作ったり、曇って太陽光が弱くなったり、部屋の中に持っていったりしてみてください。LEDの明るさはどうなるでしょうか？

スーパーキャパシターの蓄電と、DCDCコンバータの安定化のおかげて、LEDは一定の明るさで光り続けることができます。

しばらく太陽電池に太陽光を当て続けると、蓄電が100%になります。

100%の状態から何分間光り続けるでしょうか？明るさは一定になっていますか？

LEDの明るさを変えてみる

実験で使っているDCDCコンバータの出力電圧は、最初は3Vに設定されています。出力電圧は、VOUTの近くの黒いボリウムを回すことで、2.5Vから4.5Vまで変更することができます。

ボリウムは、先の細いプラスの精密ドライバーを使うと回すことができます。100円ショップでも売っています。

ボリウムを、時計の針が回る方向と同じ方向に回すと電圧が上がり、LEDが明るくなります。

逆に、時計の針が回る方向と反対に回すと電圧が下がって、LEDが暗くなります。

ちょうど真ん中が、最初の設定の3Vになっています。

ボリウムを上げてLEDが明るく光る設定で、太陽電池にしばらく太陽光を当ててスーパーキャパシターを100%蓄電します。

部屋の中に実験装置を持ってきて、LEDが光っている時間を測ってみましょう。3Vの時と比べて、変化はあるでしょうか。

今後はボリウムを下げてLEDが暗く光る設定で、どれだけ光り続けるか測ってみましょう。

 

結果は、LEDが明るいほど光っている時間が短く、LEDが暗いほど長くなったと思います。

DCDCコンバータは出力電圧を上げると、そのぶん電気を多く必要とします。スーパーキャパシターから電気を多く吸い取ってしまうために、早く電気がなくなってしまいます。

逆に電圧を低く設定すると、必要な電気が減ります。スーパーキャパシターからあまり電気を吸い取らないので、電気が長持ちます。

スーパーキャパシタとDCDCコンバータで、蓄電された電気が安定化されて、一定の明るさでLEDが光るようになりました。

次回は、昼間に蓄電して、暗くなったら勝手に光るナイトライを作ります。