エアポンプ FP-2000改2017年08月05日 13時06分

昨年10月驚くべきポンプが富士灯器から発表された・・。

それは FP-3000 

単一電池4本(6V)を使い毎分3リッターの

送風量を誇るという・・・。

すごいな思ってHPを見ていたら漢字の

誤記を見つけました。


『よく読むと著作権侵害に当たりそうなので

リンク先の画像は削除しました。^^; 』

自分のブログも誤字・脱字が多いので大きな声では

言えませんが読者の皆さんも、

どの漢字がおかしいか見つけてね・・。

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あ!・・・。

そういえばizuyanも富士灯器のエアポンプ

FP-2000を持っていたなあ・・。

ここ最近は調子が悪いのであまり

使っていませんでした。




中をあけるとサビだらけです。

使ったあとの手入れが悪かったのかな?

その時、ふと思いつきました。

この筐体を使ってLi-ion電池式のエアポンプを

作れば面白そうだな・・・。

そうしてこのプロジェクトは始まりました。(*^^*)。

いらない中の仕切りをニッパで切り取っていきます。

パチン,パチンとな・・・。




バッテリはスマホ用を流用します。

お約束ですがリチウムイオン電池は乾電池と

違ってパワーが大きく使い方を間違えると

めちゃくちゃ危険なので電気の知識のない方は

絶対まねしないでね・・。


なにがあっても自己責任となりますので

この記事は参考記事として読んで下さいネ。




交換用のエアポンプ本体はAMAZONにて

買いました。




定格電圧は3.7Vなのでリチウムイオン電池には

ピッタリです。




しかし現物を見て、はたと気が付きました。

あ!もともとのポンプとパイプ径が違うわ・・。

ははは・・(泣)




あちゃあ!

よく調べれば良かったなあ。(T_T)




悩んでいても仕方ないのでなんとか使えるように

改造してみることにしました。

太いパイプは切り飛ばします。




既設と同じぐらいの径のアクリルパイプがあったので

それを短く切って




強力接着剤で固定して完成。

これでとりあえずいいやろ。(^^)/




19650のリチウム電池は3個並列で使います。

もともと並列で使用していたのでセルの

充電バランスは取れていると思います。

電池本体は保護機能なしの生セルです。

安全の為、過電流保護用にポリスイッチを

入れました。




熱収縮チューブで固定しますが

ガス発生を考えて両極は

密閉しないように注意します。




エアポンプ用のパワーユニットできた。




エアポンプのスライドスイッチも錆びていたので

きれいに錆取り洗浄してスイッチ周りの回路を理解します。




エアポンプを取り付けて新しい線を

添わせておきます。




リチウムイオン電池の充放電基板については

もともとスマホ用バッテリの基板を使うつもりでしたが

基板が大きすぎてどうやっても筐体の中に設置できないことが

わかりました。(涙)↓




なのでもともとの基板は諦めてリチウムイオン電池の

充放電制御基板を探したところ良いのがありました。

 【マイクロUSB 5V 1A 18650リチウムバッテリー充電器モジュール】

これもAMAZONで・・・。

リチウムイオン電池の充電管理はシビアで0.01Vの精度が

要求されます。素人には手がでませんね。




しかし5個で392円というなんちゅう安さ・・。

中国からの配達になりますがなんと送料無料です。

儲けはいったいどうなっているんやろ?不思議です(・.・;)

時間はかかりましたが無事に届きました。




基板だけで何もついていないのでネットで回路を調べました。

TP4056: 充電制御IC 定電流➖定電圧充電方式

DW01A: バッテリー保護IC 過充電,過放電,過電流,短絡保護

FS8205A: 遮断用 POWER MOS FETスイッチ

過充電保護電圧は4.3V 過放電保護電圧は2.4Vです。

すごい!!

こんなに機能満載なのに1個80円を切ってる。




基板にあるチップのLEDは赤が充電中で緑が充電完了

です。基板のチップではモニタ出来ないのでチップLEDを

ハンダコテで取り去って普通の3mmLEDを

外から見える位置につけることにしました。




ドリルでFP-2000の表面パネルにLED用の

穴を開けます。




スマホ用のバッテリ基板にはバッテリの充放電状態が

わかるLEDがあるのですが今回使えないので

困りました。残量がわからないと不便だもんね。

なにか使えるものがないかとネットを探し回った結果、

結局AMAZONで買いました。☆彡 それは


説明によると

リチウムバッテリー用の残量計。

バッテリーの電圧によって光るLEDの数が変わります。
 
3V~4.2 Vの入力に対応し、残量が

0 ~25%で1個 ,26~50%で2個 ,51~75%で3個

76~100%で4個のLEDが光ります。

容量計といっても実際はリチウム電池の電圧を

監視して表示しているようです。




いろいろな種類のバッテリの残量を図れるように

3種類のコネクタが実装されています。




届きました。

AMAZONはやい^^;




500円玉ぐらいの大きさの小さい基板です。




入力に定電圧電源を接続し電圧を可変させて

チップLEDが順番についていくことを確認します。

問題ありません。動作はOKです。

実装している各種コネクタは使わないので取り去り

チップLEDも外付けにするため不要なので

ハンダコテを当てて取り去ります。




細いジュンフロン線をLEDチップを取った後から配線を

取り出しておきます。




基板をエアポンプの空きスペースに両面テープで固定して

配線を出しておきます。




LEDをまとめて穴開き基板に固定して

配線がやりやすいようにユニット化にします。




LEDユニットを取り付けて瞬間接着剤を

流し込んでLED残量計のできあがりです。

充電基板も空きスペースに配置して

防水用の充電コネクタの配線を行います。




充電用のコネクタケーブルも作りました。

USB電源から充電できます。

(充電電流はmax1Aです。発熱が気になるときは

充電基板の抵抗値変更で電流値の変更可)




そうしているうちに中国からやっと頼んでいた

モータ制御基板のプリント基板が届きました。



ホントは1枚しかいらんのですが・・。(笑)

1枚も10枚も同じ値段なんで・・。

機能も小型化するため極限まで絞りました。




いつもモータ制御でよく使う

低電圧モータドライバモジュール

DRV8832使用です。


基板回路図↓



今回は基板を小さくするためにチップを

MSOP(10ピン0.5mmピッチ)

のDIP化変換基板に載せてみました。




サクサクと組み立てて行きます。




うまく動作するかな?

Hi-LO時のモータの回転数制御は2つのVRで

自由に行えます。

仮配線で動作確認です。

HI-LO切り替えの3Pコネクタの配線が

違っていましたが修正して回路は一発で

動きました。(*^^*)




モータコントロール基板から故障表示LEDも

ケース表面につけておきます。

故障表示LEDは低電圧,過電流,過熱状態の時、

FAULT(故障)信号としてLEDが点灯します。

この基板も空きスペースに組み込みます。




裏面にある3個のコネクタは

1:モータ,2:バッテリ,3:HI-LO回転数切替用

となります。




正面から見たらこうなります。

パネルは紙やすりで表面をこすって

車用の塗料があったので塗っておきました。

ちょっと汚いけどいいやろ(笑)




このまま使っても良いのですがモータ自体の定格は3.7V

リチウムイオン電池は公称3.7Vですが満充電状態で

約4.2V、終止放電電圧で2.8Vです。

つまり最初はパワーが出るのですがだんだんと電圧が

下がるにつれて落ちていきます。

そこで3.7Vを5Vに昇圧するDC/DCコンバータ基板

を内蔵して使うことにしました。


これもAMAZONで・・。




機能としては1.8V以上からの電圧を5Vに上げる

昇圧コンバータです。電流は500mAまで可能です。

すぐに届きました。↓




詳細と回路図はネットで・・。

しかし便利な世の中だなあ。(*^^*)

この基板は低バッテリ表示LEDがついています。

リチウムイオン電池を入力に想定しているらしく

入力が3,2Vを下回ると基板についている赤いLEDが

点灯します。

この機能使える!!

電池が無くなるとLEDがフリッカして圧電ブザーが

鳴る回路を追加しちゃいましょう。





しかし仮配線して試験していたら配線を間違えて

基板のチップTr Q1(MMUN2133LT1G)を

壊してしまいました。ガーン!(涙目)

仕方なくTr(2SA1015)と抵抗を外付けにして修理!。




PowerBoost 500 Basic - 5V USB Boost

接続図




テスト中の動画です。

リチウムイオン電池の定格電圧3.7Vから

電圧を下げていくとLEDが点滅してブザーが鳴ります。





バッテリ電圧低下LEDは自動点滅LEDとして

エアポンプの下部につけました。

5Vまで昇圧したのでモータへの電圧を

上げることによりパワーアップできます。^^;




モータ制御基板への最大電流値を測っておきます。

このDC/DCコンバータの最大出力は500mA です。




しかしもう病気やな・・^^;

完成した内部です。




最後にステッカの上からクリア塗装して

FP-2000改完成です。




充電中!

赤色に充電中ランプが点灯します。




充電完了!

充電完了すると赤色に充電中ランプが消えて

緑色のLEDランプが点灯します。




満充電の時はリチウムイオン電池の

電圧が回復するので当然のことながら

バッテリ容量のLEDは4個点灯します。




バッテリは減って電圧低下した時は赤いLEDが点滅して

ブザーが鳴り注意を促します。

ブザーの入/切のスイッチはつけてないし

リチウム電池は半田付けで交換はできないので

その時は別なポンプに早めに

交換するしかなさそうです。(・.・;)



アラーム時の動作↓



重さはハピソンの同等品に比べると

約100g軽量化できました。




完成した写真です。




ははは・・。

改造というより中身は全く別モンなんですけど・・。

でもとりあえず FP-2000改完成!!

メーカも単なる乾電池とモータだけの簡単な

ポンプじゃなくてそろそろ新しくて安全な

ハイテクエアポンプを出して欲しいなあ・・。^^;

by.izuyan

防水Li-ionバッテリ式エアポンプの製作2017年05月27日 22時13分

まもなく田植えの季節です。

楽しかったヤエンの季節も終盤間近になり寂しい限りです。

ところで以前自作したLi-ionバッテリ式のエアポンプ

ちょっと前の釣行で壊れてしまいました。(´;ω;`)




原因は水が入らないように改良したつもりの

エア吸入パイプから移送中に、オーバーフローした

海水を吸い込んでポンプが止まり中の基板や

バッテリが壊れたようです。(泣)




エアポンプをバラしてみるとバッテリや

基板は水洗いや度重なる海水の侵入で

あちこち錆びてボロボロになっていました。

さすがにこの状態になると復活は厳しいので

防水Li-ionバッテリ式のエアポンプを新しく

自作することにしました。

まずは製作するエアポンプのスペックを考えます。


エアポンプ仕様

・防水ケースに入れて完全密閉式とすること。

・Li-ionバッテリ式とすること。

・Li-ionバッテリは18650として将来交換できること。

・充電はケースを開けなくてもできるようにして

 USB電源で充電する。

・信頼性を考慮してポンプ本体はロータリー式とする。

・エアポンプの大きさは現状の弁当箱と

 同等にすること。


今まではエアポンプケースに弁当箱を使っていました。

ワンタッチで蓋がはずれるという利点があり蓋には

パッキンがありますが防水性という意味では

いまひとつの感じです。

なので今回ケースとしてタカチの防水ボックス(IP67)

WP11-15-4」を使いました。


・防水ケース:タカチ WP11-15-4



IEC60529 IP67の防水ボックスです。

IP67とは保護特性記号で

第1記号 人体固形物による保護等級(0~6)
    
       6: 耐塵型 粉塵が内部に侵入しない。

第2記号 水の侵入に伴う保護等級(0~8)
    
       7: 防浸型 深さ1Mに30分水没させ水が侵入しない
          
         
・ポンプ本体

ポンプ本体は信頼性を考慮してロータリーポンプで

決まりです。


Amazonで1150円で購入しましたがしばらくして

売り切れました。



ところが違う店では同じポンプがなんと

14926円~27677円で売っています。↓

海外通販で買っても800円くらいなのに

一桁違う!うそやろ(笑)




究極のアジカンを作ろうとポンプ類を集めていたら

いろいろ集まりました。(もうビョーキやな(笑))




・Li-ionバッテリ

これはスマホ用の市販バッテリで決まりです。

充放電保護機能がしっかりしている上にバラバラで

18650のバッテリを買うより安いです。


『エアポンプ製作編』にはいります。

さてまずはバッテリです。

信頼のバッテリーANKERを採用しました。

Anker PowerCore 13000

 (13000mAh 2ポート 大容量 モバイルバッテリー) 




このままでは残念ながらケースに入らないので

惜しげもなくバラバラします。^^;

(自己責任で分解しています。良い子のみなさんは

危険ですので絶対に分解しないように!。)




制御基板とバッテリを分離します。

ショートなど大変危険ですので

真似は絶対しないでください。☆彡

中には18650が4本並列接続されていますが

これをバラバラにバラします。




タカチの防水ケースを加工していきます。

パッキンが入っている6箇所のネジ止め式の

ケースです。




蓋の部分にバッテリ制御基板の充放電モニタ用の

LED4個がモニタできるように穴を開けます。

このLEDが外部から見えないとバッテリの状態が

わからないので全く使いものになりません。(*´ω`*)




基板を仮り配置してパネル面から見た状態です。

お!いい感じです。(*^^*)




充電用のコネクタの穴や電源スイッチの

必要最小限の穴を開けていきます。




ポンプ上部の電源スイッチの穴です。

丸穴は簡単ですが四角穴は加工が面倒です。




ところでポンプを完全密閉にしたらエアをどこからか

吸入しない限りポンプからエアは排出されません。

空気取り入れ口を開けるとそこから水が

ケース内に侵入してくる恐れがあります。

前回はそれで失敗しました。

ははは(泣)

空気は通すけど水は通さないものはないのか?

なぞなぞです。

有りました!(*^^*) → 動画です。


しかし個人で入手は難しそうだったので

何か他に使えそうなものはないかと探しました。

さてこれが今回最大の武器?

プロテクティブベント PMF-12HAS です。




筐体内の圧力変動調整・通気対策品で

通気性があり水やホコリを通さないメンブレンフィルターに

より筐体内の圧力変動を調整することができます。

と記載があります。

現物をみると空気流量 4000ml/分(差圧70mbar)

保護等級IP68(水深2M/1h)とあります。

(カタログではなぜか2000ml/分(差圧70mbar)

市販品のポンプの送風量は強でも約2L/分ぐらいなので

空気流量は大丈夫でしょう。


市販のエアポンプもエア吸込口にフィルタが

あるのでたぶん空気は通すけど水を吸い込まないような

防水フィルタ構造になっているものと思われます。(^o^)




さてここから電気回路の組立にはいっていきます。




今回はバッテリケースを内蔵して

将来バッテリ(18650)を

交換できる構造としました。




詳しいことは省きますがモータ制御回路は

前回も使ったTEXAS INSTUMENTS社製の

低圧モータドライバモジュール DRV8832

を使うことにして穴開き基板に組み込みました。




エア吸入口と電源用防水コネクタの

裏面の写真です。




電源スイッチとLO-Hiのエア切換スイッチを残して

ほぼ完成です。

LO側ではモータの回転数は固定ですがHi側では

基板にモータ回転数調整用のVRを

内蔵していますのでモータの回転数を

低速~高速まで自由に設定できます。




各スイッチには防水キャップをつけて

シリコーンシーラントで防水します。




家にあったコーキング材の

シリコーン・シーラントです。

バスコークよりコスパがいいです。(*^^*)




電源スイッチをつけてましたが、あとで

水が入ってこないように内部からも

コーキングします。




ポンプ本体を接続してとりあえず完成です。

出来た!!

( ̄ー ̄)ニヤリ。




絶縁用のゴムをバッテリにかぶせて蓋をします。




念の為防水パッキンには防水用にシリコングリスを

塗っておきます。




完成した写真です。

正面から・・・。

何も無いと寂しいので同好会のステッカーを

貼りました。^^;




右側面




裏面




充電する時は防水コネクタから専用ケーブルを

使って充電します。

充電中はポンプは自動的に停止します。




ハピソンのエアポンプとくらべてみました。

縦は同じくらいですが横幅がちょっと大きいです。

電池込で比べたところ重さは約80gぐらい重いです。




動画です。





アジカンに取り付けてみました。

市販品のポンプには無い存在感です。

かっこいい!(自画自賛)




しかしはっきり言って部品代と自作する手間を考えたら

エアポンプなんか買った方が遥かに安いけどね ^^;

ははは・・・。

by.izuyan