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バッテリーおよび電源モジュール使用上の注意(必読)

1. 概要

1.1 はじめに

Uni-Power は、サイズ 40cm 以内の移動型複合ロボット向けに専用設計されたバッテリーパックです。ロボット開発の過程で直面する以下の課題を十分に考慮しています。

  1. ロボットは複雑なシステムであり、各デバイスがそれぞれ独立した電源要件を持っています。

  2. ロボット開発では長時間のデバッグが必要です。長時間の給電を支える大容量電源が必要であり、バッテリーが切れた際にもすぐに急速充電して使用できる必要があります。

  3. 移動ロボットの外装を設計・組み付ける際、筐体設計に合わせられる柔軟なスイッチが必要です。

  4. 競技会やデモンストレーションなどでロボットを持ち運ぶ必要があり、飛行機搭乗時の保安検査に対応できるようバッテリーを柔軟に取り外せる必要があります。また、機器を確実に稼働させるために予備バッテリーを用意する必要がありますが、そのコストは高すぎないことが求められます。

上記のような利用シーンを踏まえ、Uni-Power ロボット用の大出力バッテリーパックを専用に設計しました。本バッテリーパックは各種モーター向けに 12V/6V/7.4V の駆動電源を供給でき、RDK や Raspberry Pi などの組込み開発ボードに必要な 5V/5A インターフェースも備えています。バッテリー容量は 3500mAh で、着脱式の電源スイッチ用インターフェースを備え、取り外し可能な 18650 バッテリーパックを採用しているため、予備バッテリーを柔軟かつ低コストで用意できます。

1.2 仕様

項目 仕様
容量 3500mAh。3500mAh の 18650 バッテリー 3 本を直列接続する構成を採用。
電圧出力 XT30:12V 出力;Type-A:5V/5A 出力;MR30:6V/5A 出力、7.4V/5A 出力
電流出力 最大 12A の電力出力に対応
入力 Type-C インターフェース。Huawei/Xiaomi 製充電器の超急速充電に対応し、最速 1 時間で満充電
保護回路 過充電保護/過放電保護/満充電時自動停止/セルバランス
充電 Type-C インターフェースは PD3.0 急速充電プロトコルに対応し、Huawei や Xiaomi などのスマートフォン用充電器での急速充電に適しています。
連続稼働時間 サーボ 5 個で構成したロボットアームを 24 時間連続稼働
外形寸法 長さ × 幅 × 高さ = 76mm × 100mm × 36mm

1.3 特長

  1. 最大 100W の充電器による充電に対応しています。日常的に使用されるほぼすべての Type-C 充電器で充電でき、大出力充電器の使用による電源モジュールの損傷を心配する必要はありません。

  2. 12V、7.4V、6V、5V の出力に対応し、各種モーター、メインボード、RDK や Raspberry Pi などの開発ボードへ同時に給電できるため、複雑なシステムの電源構成を簡素化できます。

  3. セルバランス回路を設計に取り入れ、各リチウムバッテリーの残量を常に同じレベルに保つことで、放電状態の不一致によるバッテリーの損傷を防ぎます。

  4. 充電保護回路と放電保護回路を設計に取り入れ、過充電・過放電によるバッテリーの損傷を防ぎます。

  5. 電源端子には抜け防止構造の MR30 および XT30 インターフェースを採用しており、緩みにくくなっています。

  6. 差し込み式の電源スイッチ用インターフェースを備えており、電源スイッチをロボットの任意の位置に取り付けられます。

2. 電源バッテリーの取り付け

2.1 取り付け方向

本電源は 18650 バッテリー 3 本を直列に接続して使用します。バッテリーは下図のとおりに取り付けてください。

2.2 電源のアクティベーション

バッテリーを取り付け直した場合は、電源モジュールのアクティベーションが必要です。細い棒を用意し、下図に示す位置から差し込むとアクティベーションが完了します。アクティベーション後は、バッテリーを取り付け直さない限り再度アクティベーションする必要はありません。

強い力をかける必要はありません。ここには小さなボタンがあり、押すとはっきりとした反発感があります。

3. 電源インターフェースの説明

4. 電源スイッチの説明

電源モジュールには各出力インターフェースごとにスイッチが設けられており、各スイッチと出力の対応関係は以下のとおりです。

下図のようにスイッチを下向きに倒した状態がオンです。

5. 電源とメインボードの接続

6. 電源の充電方法

6.1 対応充電器

100W 以下の任意の Type-C 充電器で充電でき、Huawei/Xiaomi 製充電器の超急速充電に対応しています。

6.2 充電中および満充電の判定

充電器を接続して 3 秒後、末端側の位置にある充電インジケーターが点滅するのを確認できます。最後のランプの常時点灯は充電中であることを示し、その他の 4 つのランプは残量を示します(点灯数が残量に対応します)。満充電になるとすべてのインジケーターが常時点灯します。

7. よくある質問

Q1:バッテリーを取り付けて電源スイッチをオンにしても、メインボードに給電されないのはなぜですか?

まず、任意の Type-C 充電器で充電してください。充電インジケーターが点灯しない場合は、バッテリーがアクティベーションされていません。本記事の「2.2 電源のアクティベーション」を参照して、電源のアクティベーションを行ってください。

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