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第4回：【フィールドテスト・完結編】
いよいよ最終回！


「10Wなんて小さなソーラーパネルで、本当に巨大なHV車のバッテリを守れるの？」という疑問に、ガチの計算で答えを出しました。

実験・データ編
タイトル：【ガチ検証】プロ用機材でバッテリの「限界」を可視化！～3週間待てないので3時間でシミュレーション～
今回は、このシステムの信頼性を裏付ける「過酷なシミュレーション」のお話です。
実際の車で「バッテリが上がるまで放置」してテストすると3週間もかかってしまうので、プロ用機材を使って「時短＆限界テスト」を敢行しました！

1. 助っ人はプロ用測定器「スコープコーダ」
測定には、信頼の横河電機製「スコープコーダ DL350」を投入！
バイク用の小型4Ahバッテリに、21Wの電球（ブレーキランプ級）を繋いで、一気に放電させて電圧の動きを追いかけました。


2. 見えてきた「死の曲線」
グラフを解析してみると、バッテリが力尽きるまでのドラマが見えてきました。
① 放電スタート： 繋いだ瞬間に電圧がガクンと下がるのは、バッテリ内部の抵抗によるもの。
② 安定期： 約90分間は、一定のペースで電圧が下がっていきます。
③ 運命の分岐点： ある点を境に、電圧が「崖を転げ落ちるように」急降下！
④ システム起動不能へ： 私の経験上、10.5V〜11.0Vあたりがハイブリッドシステムが目覚めなくなるデッドライン。そこまであっという間でした。

3. 「プークルトの法則」という壁
ただ時間を短縮しただけではありません。
「大きな電流で放電すると、バッテリが本来持っている容量を使い切る前に電圧が落ちてしまう」というプークルトの法則や、内部抵抗の影響もしっかり考慮。
「実際の車（55Ah）に1Wの暗電流が流れる状態」を、この過酷なテスト結果から逆算してシミュレートしたわけです。

【実証】お天道様 vs 暗電流！～10Wソーラーはどこまで踏ん張れるのか？～
机上の空論はここまで。いよいよシステムを屋外に持ち出し、実際の太陽光の下で「ガチの耐久テスト」を行いました！

3.1. 　21W負荷（ブレーキランプ級）との死闘
まずは、あえて厳しい条件から。21Wの電球を負荷にして、10Wソーラーで太刀打ちできるか試してみました。


3.1. 　21W負荷（ブレーキランプ級）との死闘
まずは、あえて厳しい条件から。21Wの電球を負荷にして、10Wソーラーで太刀打ちできるか試してみました。
① 結果： さすがに21Wは荷が重すぎました（笑）。
② 挙動： 太陽が照っていても、バッテリ電圧（BV）はジリジリと低下。ソーラーの発電量を消費が上回ってしまい、バッテリの貯金を取り崩している状態です。

3.2.　 5W負荷（暗電流＋α）なら「勝利」！
次に、実際の車の暗電流に近い（といっても少し多めの）5W電球に切り替えてみました。すると……
① 結果： 見事にバッテリ電圧がキープ、あるいは微増し始めました！
② 挙動： 「消費する電気 ＜ ソーラーが作る電気」の逆転現象が発生。これこそが、私たちが待ち望んでいた「バッテリ上がりゼロ」の状態です。

3.3. 　システムの「仕事ぶり」をチェック
実験中、自作のチェックスイッチをポチッと押すと……



① 完璧なシーケンス： 液晶がパッと点灯し、今の正確な電圧と時刻を表示。
② 設計通りのログ管理： スイッチ長押しで、EEPROMに刻まれたこれまでの格闘の記録（ログ）がズラリと出力されました。
狙い通り、マイコン（MCU）が裏方でしっかりとバッテリを見守り、必要に応じてリレーを操っている様子を確認。まさに「設計が形になった瞬間」です！


4.　検証結果とまとめ
タイトル：【完結】10Wソーラーで愛車を守り抜く！～実証実験データと、自作システムの完成～
長らくお付き合いいただいた「補機バッテリ監視システム」の開発。
ついに最終的な検証結果が出ました！

4.1. 雲が出ても「カチカチ」言わない！粘りの制御
ソーラー発電で一番怖いのは、雲で日照が不安定になった時にリレーが「カチカチ」と高速でON/OFFを繰り返す（チャタリング）こと。
　今回の実験（5W/21W負荷）では、10回平均の電圧測定と絶妙なウェイト設定が功を奏し、不安定な天候でもリレーが暴走することなく、どっしりと安定して動作してくれました。狙い通りです！

4.2. 「10Wパネル」の実力
検証の結果、わかったことは…
① 結論： ハイブリッド車のバッテリ上がりを防ぐには、10Wのパネルで十分！
② ただし： あくまで「維持」が目的。空っぽのバッテリを急速充電するパワーはありませんが、日々の「暗電流」という天敵を封じ込めるにはベストな選択です。

4.3.　 パネルの出力電圧20Vの攻撃も、バッテリが受け止める
心配していた「パネルの開放電圧20V」も、バッテリに繋げばバッテリの電圧までスッと引き込まれることを確認。
マイコン（MCU）などの精密機器への影響も心配なさそうで、一安心です。

4.4. 作ってみての感想（まとめ）
今回のDIYで手に入れたのは、単なる充電器ではありません。
① 「見える化」の安心： 液晶やログで、いつでも健康状態がわかる。
② 「究極の省エネ」： RTCを使った爆睡モードで、システム自体の消費電力は極小。
③ 「信頼性」： 電源を切っても消えないEEPROMにログが残る、タフな仕様。
これだけのシステムが、汎用パーツを組み合わせて激安に構築できました。

5. 次のステップへ
今回のテストで、制御パラメータ（ON/OFFのタイミング）をもっと最適化できる余地も見つかりました。
　今後は実際の運用データをさらに取って、最強の「バッテリ守護神」へ育てていこうと思います！
同じ悩みを持つHV車オーナーの皆さん、ソーラー監視システム、超オススメですよ！

第3回：【ガチ検証・シミュレーション編】

タイトル：【検証】HV車のバッテリはなぜ2週間で上がる？～計算と実験で暴く「暗電流」の正体～

システムを車に積む前に、まずは「敵」を知るところから。
今回は、HV車の補機バッテリが「なぜ、いつの間にか上がってしまうのか？」をガチで計算し、それを再現する実験セットを組みました！

1. HV車特有のバッテリ事情（LN2規格）
私の愛車に載っているのは「355LN2-MF」という欧州規格のバッテリ。
計算してみると容量は55Ah。一見十分そうですが、実は「充電効率が控えめなカルシウムタイプ」という特性があります。これが後々、効いてくるんです…。



2. 衝撃の計算結果：放置2週間でアウト！？
「2週間乗らないだけでバッテリが上がった」という話をよく聞きますが、あれ、計算が合うんです。
① 暗電流（待機電力）を推測： もし21日で上がるとしたら、暗電流は約65mA。
② 14日（2週間）なら： 約98mA。
③ 結論： わずか1W程度の電球をずっと点けっぱなしているのと同じ状態。これだけで、55Ahのバッテリは3週間持たずに「起動不能（放電深度60%）」まで追い込まれます。
HV車はシステムを動かすために常に電気を食っているので、実は想像以上にギリギリの戦いをしているんですね。

3. 実験セットを「ミニチュア」で構築！
実際の車でバッテリが上がるのを待つわけにはいかないので（笑）、実験用のミニチュア環境を作りました。



バッテリ： バイク用の4Ah（AGMタイプ）。あえて小容量にすることで、数ヶ月かかる変化を「数日」で再現できるようにしました。
① ソーラー： 本番と同じ10Wパネルを接続。
② 負荷（擬似・暗電流）： 自動車用の電球（5W/21W）をスイッチで切り替え。これで「長期間放置した状態」を擬似的に作り出します。

次回は完結編です。。。

第2回：【システム・設計編】
タイトル：待機電力は極小！「爆睡モード」を搭載したインテリジェンス充電制御
24時間バッテリを見守る「頭脳」を解説！～自作モニタリングシステムの全貌～

前回ご紹介した「バッテリ監視システム」。
今回は、「一体どんな仕組みで動いているのか？」という中身のお話です。
ただの充電器じゃない、こだわりの「インテリジェンス機能」を詰め込みました！

1. こだわりの「6大機能」
このシステム、実はかなり賢いんです。
① 30分ごとの自動ジャッジ： 電圧とソーラーの状況を見て、今充電すべきか？を常に判断。
② 1週間分のデータ記録： バッテリの健康状態を1週間分保存。古い順に書き換えるのでメモリも賢く節約。
③ データ取り出しもOK： スイッチ長押しでPC等にログを出力。グラフ化もできます！
④ オンデマンド表示： ボタンを押した時だけ液晶が光り、今の状態を教えてくれます。
⑤ 超・省エネ設計： 仕事以外の時間は「爆睡（Deep Sleep）」させて、車側のバッテリを無駄食いしません。
⑥ 自動コンディション判定： 「充電中」「OK」「ヤバイ（電圧低下）」を自動で見極め！

2. 自作ならではのハード構成
心臓部は定番のArduino Nano。これに時計（RTC）や液晶、電圧を測るための回路を組み合わせています。
電源は車の12Vから、DC-DCコンバータを使って安定した5Vを作って供給しています。


3. 【ココ重要！】ソーラーパネルの「直結」は危なくない？
「ソーラーパネルの開放電圧って20Vくらいあるけど、そのまま繋いで電装品が壊れないの？」と心配になる方もいるはず。
でも大丈夫！バッテリには「自分の電圧を維持しようとする力」があるんです。
繋いだ瞬間、全体の電圧はバッテリ側に引っ張られるので、20Vがそのまま車に流れることはありません。
さらに、「逆流防止のショットキーダイオード」と、満充電になったら自動で切り離す「リレー制御」も組み込んでいるので、過充電の心配もゼロ！

4. 徹底した「省電力」へのこだわり
ただの充電じゃない！「賢く測って、深く眠る」自作システムの制御アルゴリズム
バッテリ監視システムのハードが完成したら、次は「どう動かすか」というソフト（プログラム）のお話です。
車のバッテリを絶対に上げないための、「執念のこだわり」を詰め込みました（笑）

4.1. 基本は「ほぼ寝てます」
このシステム、実は一日のほとんどを「Deep Sleep（爆睡）」状態で過ごしています。
時計IC（RTC）のアラームをトリガーにして、決まった時間だけパッと起きて仕事をし、終わったら即座に寝る。この徹底した「省エネ生活」のおかげで、待機電力は極限まで抑えられています。



4.2. 電圧測定への「異常なまでのこだわり」
実はここが一番の自信作。電圧をただ測るだけじゃなく、「真の電圧」を知るための工夫をしています。
① リレーを一時OFFにする： 充電しながら測ると、正確なバッテリ電圧が分かりません。そこで、測定の瞬間だけリレーを切り、さらに「0.8秒待って」電圧が落ち着いてから計測します。
② 10回平均でノイズをカット： 一瞬の電圧変動に騙されないよう、10回計測して平均値を出す「超慎重派」なプログラムにしました。

4.3. 状況に合わせた「複数のモード」判定
測った結果をもとに、今の状態を複数段階でジャッジします。液晶（LCD）にもこんな風に表示させています！
① 絶好調！： 「SOLAR CHARGING / GOOD」 （バリバリ発電・充電中！）
② ちょっとお疲れ： 「READY / WATCHING」 （夜間につき、静かに見守り中）
③ ヤバイ、緊急事態！： 「BATT LOW! / CHECK」 （電圧低下！至急対策せよ！）
ただ充電するだけでなく、「今どういう状況か」をひと目で教えてくれるのが、自作のいいところですね。

4.4. 「見える化」へのこだわり
せっかくのシステム、動いているのか分からないと不安ですよね。
そこで、ボタン一つで「今の健康状態」や「現在時刻」をLCD（液晶）に表示できるようにしました！
しかも、表示する瞬間にわざわざリレーを一度切って、バッテリ単体の「真実の電圧」を表示するという、ちょっとマニアックな仕様にしています（笑）



4.5. 過去ログは「1週間分」を自動保存
「昨日、どれくらい電圧下がったかな？」
そんな疑問にも答えるため、1週間分のデータを自動で記録し続けています。
PCに繋げばCSV形式でデータを取り出せるので、Excelでグラフ化してニヤニヤすることも可能です。

第1回：【問題提起編】
タイトル：HV車の弱点！？「補機バッテリ突然死」を防ぐ監視システムを自作してみた
皆さん、こんにちは！
ハイブリッド車（HV）に乗っていて、「補機バッテリ」に不安を感じたことはありませんか？
実はHVのバッテリって、ガソリン車よりも過酷な環境にあるんです。
「昨日まで元気だったのに、今日いきなりシステムが起動しない…」なんていうバッテリの突然死を防ぐために、今回、ソーラーパネルを使った監視＆充電システムを自作してみました！

そもそも、なぜHVのバッテリは上がりやすいの？
レポートをまとめてみて分かった、HVならではの弱点がこちら。
① 意外と小食？： エンジン始動にパワーがいらない分、実はガソリン車より容量的（物理的）に小さいバッテリが積まれています。
② 「Ready」じゃないと充電されない： システムがONにならないと駆動用バッテリから電気が来ないので、チョイ乗りばかりだと意外と充電不足に…。
③ 予兆がゼロ！： セルモーターを回さないので「最近かかりが悪いな…」という前兆が全くありません。ある日突然、お亡くなりになります。

そこで作ったのが「24時間見守りシステム」
この弱点を補うために、「ソーラーパネルで充電しつつ、電圧を常に監視するシステム」を構築しました。

今回のポイントは以下の通り！
① ソーラーパネルを活用： 駐車中も少しずつ電気を蓄えて、暗電流（待機電力）分をカバー。
② 徹底した省電力設計： 監視システム自体がバッテリを食い潰したら本末転倒。超低消費電力で動かします。
③ 長期モニタリング： 電圧の変化をログに取って、バッテリの健康状態を「見える化」！

結論！
これで、「いつ上がるか分からない」という不安から解放されました！
HVの補機バッテリは、まさに「縁の下の力持ち」。目に見えないからこそ、テクノロジーで見える化してあげると安心感が違いますね。
詳しい回路構成や、実際のデータについては、また次回以降のパーツレビューや整備手帳で紹介していこうと思います！

衝突防止機能付きラジコンカーの自作

シャーシフレーム（駆動モータ付き）を購入して無線コントローラをはじめその他の部品を組み合わせて本格的なラジコンカーを製作してみた。

特徴的な点は、
　1)RC用送受信機をマイコンと無線通信モジュール使って設計製作
　2)障害物検出センサを使った衝突防止機能の追加
　3)エンジンの起動時や走行時の音声発生機能を追加



今回購入したシャーシ―フレーム
私には、シャーシを始め駆動機構の製作が不得意のため、写真のシャーシーフレームを購入し利用した。



その他の追加機能用モジュールを下記表に示す。



無線コントローラの外観と内部写真を下記に示す。



ラジコカーに搭載した各種モジュールを下記に示す。



障害物検出センサの取付状況を下記に示す。



障害物検知センサの取り付け方向を下記に示す。
前方のセンサ取付状況



後方のセンサ取付状況



各障害物検知センサの検知状況による操舵条件を下記表に示す。
センサON（●印）の組み合わせて操舵や走行モータを制御している。



終わりに

1)障害物に近づくと所定の動作をして障害物を回避するが、まだ多くの改善の余地が残っている。
センサーのON/OFF機能ではなく距離を入力することができれば、さらに自然な障害物回避が可能となるであろう。

2)電源スイッチを入れるとエンジン始動時の音が出たのちにアイドリング状態での音が出し、走行指示が入ると走行中の音を発生し、ゲームのようなリアル感が出た。また送信機のスイッチの指示によりクラクションを鳴らすことができる。

3)ボディの製作が残っており検討を進めたい。
ボディ完成に合わせて、マイコン2のI/Oポートにまだ余裕があるので、ヘッドライト、ストップライトあるいは方向指示器などを制御する機能を追加してみたい。

4)初めてラジコンカーの製作に挑戦してみたが、ラジコン本来の機能に加えて、マイコンを使うことで新たな機能を追加したりすることができ、楽しい経験ができた。

以上