2014年5月26日月曜日

電源システム再考 Reconsidering the electric system


この夏はもう一度、ワイオミングのウインド・リバー・レインジに行く予定である。途中で食料を投下して貰い、20日間ほど山の中に留まる。そこで、電源には神経質になってしまう。オプションは多いし、気象条件にも左右される。今、考えていることを書いておく。

I am planning to hike Wind River Range in Wyoming this summer. I will purchase a food drop service in the midst of hiking. Then, I can stay around 20 days in the wilderness.  Therefore, I am nervous about the electric system. There are many options, and it depends on the weather. This is my thought about it.

1.電源

Goal Zero Nomad 7。これ以外にも様々な太陽電池パネルはあるが、とりあえず、トラブルはないし、最大7W出力と高能率で、USB出力(5V, 1.0A)と、シガーソケット出力(15V, 0.3A)がある。カラビナをつけたので、実測467gと重くなった。元は440gである。

Source of electricity

GoalZero Nomad 7. There are many various solar panels, but I do not know other panels. I have no experience of trouble with this panel. Therefore, I will use this panel The maximal output is 7 W. There are USB output(5V, 1.0A) and a cigar socket output(15V, 0.3A). I added the small carabiners, then total weight became 467 gram ( originally 440 gram).



The source of electricity: Nomad 7, 467 gram

2. 蓄電池 + ランタン

電気を蓄えるには、標準のGoalZero、cheero Power Plus 2という大容量リチウムイオン電池、WAKAWAのリチウムイオン電池を考えた。ランタンの代わりにLEDライトを考えた。
  • GoalZero 単三4本 電池込みの重量は162g。エネループを使うとして、電源容量は1,900mAh X 4 = 7,600mAh。容量は大きい。しかし、エネループの電圧が一つでも下がると、他の機器の充電が難しくなる。特にカメラのリチウム電池を充電する時にトラブルが発生する。
  • cheero Power Plus 2 安価で大容量のリチウム充電池。容量は10,400mAh。ランタンとして吊せるように金具をエポキシで貼り付けた。重量は302g。
  • WAKAWAKA 小さな太陽電池パネル付き、内蔵のリチウムイオン電池は公称2,200mAh。カメラのリチウム電池(1900mAh) を充電すると、残量はゼロになる。
  • LED ライト。USB Torchという製品で、1W, 48 lumens のライト。38g。
  • バッテリーを吊すためのケーブルを自作。7g。
Storage + Lantern 

In order to have stored electricity, I decided to use a lithium ion battery called cheero Power Plus 2, which has large capacity, as compared to standard GoalZero, or to the lithium ion battery of WAKAWA.  I purchased an additional LED light
  • GoalZero.  The weight including 4 AA batteries is 162g. Its capacity is 1,900mAh X 4 = 7,600mAh when 4 eneloops are used. Capacity is large. However, if the voltage of one of eneloop dropped, charging of other apparatus will become difficult. Especially, charging  the lithium battery of a camera is impossible.
  • cheero Power Plus 2  An economical large-capacity lithium ion battery. Its capacity is 10,400mAh. I adhered metal parts with epoxy so that it could hang as a lantern. Weight is 302g. 
  • WAKAWAKA  This was a product of combination of a solar panel,  lithium ion battery, and LED light.  The capacity is  2,200mAh. The residual quantity will become zero when a lithium battery (1900mAh) of a camera is charged by WAKAWAKA.
  • LED Light. This is called USB Torch. The light is  1W and 48 lumens. weight 38 gram. 
  • I made a hanging cable for a lithium ion battery.  7 gram. 



2. 電圧変換ケーブル

eBayで600円で購入した中国製のコンバーター。クレージードックに教えて貰った物。動作は問題なかった。剥き出しの回路はシューグーを分厚く塗って固めた。Nomad 7には15V出力があるので、カメラのリチウム電池を直結して充電はできるが、非常に遅い。そこで、試しにコンバーターを購入した。このケーブルを使えば任意のUSB出力を利用して、カメラやNexus7のリチウムイオン電池が数時間で充電可能である。

Voltage converter cable 

I purchased the converter cable made in China for 600 yen at eBay. I was taught by Crazy Doc. It works well. I thickly covered the circuit with Shoe Goo. Since Nomad 7 has 15V DC output, I connected it to the lithium battery charger of camera directly. It can charge the battery, but it is very slow. Therefore, I purchased this converter. When this cable is used with a lithium iron battery (USB output ), the batteries of camera and Nexus 7 can be charged in several hours. 




5.5 V (USB ) to 12 V DC converter cable, 23 gram

4.ランタンとしてのテスト

WAKAWAKAは少し黄色い光で、広がりがある。ランタンとしては理想的。最大120 lumens

Test as a lantern

The light of WAKAWAKA is tinged with yellow, and wide. The ideal light as a lantern. Maximal output is 120 lumens.



WAKAWAKA


USB Torchは白い光で、広角に設定しても、少し広がりが小さい。明るさは48 lumensとWAKAWAKAの半分だが、WAKAWA を最大出力では使わないので、実質的には変わらない。

The light of USB Torch is white and a little narrow. The maximal output is 48 lumens, a half of WAKAWAKA. But there is no essential difference from WAKAWAKA, since I do not use WAKAWAKA  as a maximal output.


USB Torch


ランタンとして使うならWAKAWAがベストだが、リチウムイオン電池の容量が小さい。任意のリチウムイオン電池と組み合わせ可能なUSB Torchも健闘している。こんど、アメリカにはUSB Torchを持っていくことになりそうだ。

WAKAWAKA is the best when it is used as a lantern, but the capacity of lithium ion battery is small. Therefore, the USB Torch is not bad, when it is used with any lithium ion battery. I will bring the USB Torch to USA this summer.

5. エネロープ用チャージャー 

もし、cheeroなどのリチウムイオン電池を太陽電池パネルの蓄電池として利用すると、USB出力対応の充電器が必要になる。これは、エネロープ用で、41g。単4も充電できる。

The charger for eneloop

When lithium ion batteries, such as cheero is used as a storage of  solar energy, the charger of AA batteries should have a USB input. This is a charge for eneloop. Its weight is 41 gram. AAA batteries can also be charged.


6. カメラ用バッテリーチャージャー

これは1000円程度のPentax互換品。15Vのシガーソケット出力に対応している。Pentax純正よりもコンパクトで優れている。

The charger for a lithium ion battery of camera

This is a cheep Pentax compatible charger, which costs around 1000 yen. This has 15 V DC cigar socket output. Therefore this is superior to the Pentax products.


Battery Charger for Camera,  72gram


7. 暫定的結論

cheeroのリチウムイオンバッテリーを持っていけば、数時間でカメラのバッテリーや単三電池が充電できる。つまり、寝ている間に充電することにすれば、予備バッテリーが不要になる。ラジオとノイズリダクションのイヤホンは単4だか、GPS、ヘッドランプ、inReachは単三電池なので、もしバッテリーが切れても入れ替えて使用できるので、緊急事態は起こらない。しかし、カメラのバッテリーが突然切れると、撮影チャンスを永久に失ってしまう。つまり、予備バッテリーはカメラ用だけでよい。

Tentative conclusion

If I use cheero, I can charge a battery of  camera or AA or AAA battery in several hours. That is, reserve batteries are unnecessary, when they are charged at night.The batteries of radio and of the noise reduction earphone are AAA, and the batteries of GPS, headlamp, and inReach are AA. The emergency does not happen when the batteries run out suddenly, because all the batteries do not  run out simultaneously. However, if the battery of a camera is run out, I will lose a chance to take photos eternally. That is, a reserve battery of camera is the only necessity.

最終的な電源システム
  • Goal Zero Nomad 7
  • cheero Power Plus 2
  • USB Torch
  • 5.5 V (USB ) to 12 V DC converter cable
  • エネロープ用チャージャー
  • カメラ用バッテリーチャージャー
  • 予備バッテリーはカメラ用のみ
関連機材としては、GPS、 inReach、ヘッドランプ、ノイズリダクション・イヤホン(ラジオは持っていかないが、航空機の中で使う)。予備乾電池は持たない。

A final electric system

  • Goal Zero Nomad 7
  • cheero Power Plus 2
  • USB Torch
  • 5.5V (USB) to 12 V DC converter cable
  • USB charger for eneloop
  • A reserve battery of camera. 

My electric devices are GPS, inReach, a head lamp, and a noise reduction earphone (I will leave the radio at home. I use earphone in an airplane).  I will not bring AA and AAA rechargeable batteries.





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