GU10
電動ガン用リポバッテリー保護回路



GU10

1.はじめに
 電動ガンを楽しんでいる方からの依頼があって製作しました。
電動ガンのバッテリーにリポを使っているのですが、ついつい過放電してしまい、バッテリーをダメにしてしまうそうです。
そこで、バッテリー電圧が低下したら電源が切れて、リポの過放電を防止する回路ユニットを製作することにしました。


2.仕様
・機能       : 電動ガン用リポバッテリー過放電防止
・電源       : リポ2〜3セル
・負荷電流    : 15Amax
・検出電圧    : 警報 3.3V/セル 電源カット 3.0V/セル
・消費電流    : LED点灯時 18mA LED消灯時 2.5mA
・基板外形    : 40*15*3 (縦*横*高さ)
・重量       : 1.8g


3.回路図



4.部品表

. 品名 品番 仕様 メーカー
IC1 マイコン ATtiny15L . Microchip Technology
IC2 三端子レギュレータ uPC78L05T . NEC
Q1 EFT HAT2164H . ルネサステクノロジ
Q2 抵抗内臓トランジスタ RN1105 . 東芝
D1 ショットキー・ダイオード RB051-40 . ローム
LED1 LED(緑) APL3015ZGC-F01 . KINGBRIGHT
C1 チップセラミックコンデンサ . 4.7uF/25v .
C2 チップタンタルコンデンサ . 47uF/10V .
C3 チップセラミックコンデンサ . 0.1uF .
C4 チップセラミックコンデンサ . 0.47uF .
R1 チップ抵抗 . 10kΩ .
R2 チップ抵抗 . 3.3kΩ .
R3 チップ抵抗 . 10kΩ .
R4 チップ抵抗 . 330Ω .
R5 チップ抵抗 . 330Ω .



5.マイコン プログラムのダウンロード
本回路はマイコンを使っていますので、自作する方は、マイコンにプログラムを書き込む必要があります。
圧縮形式ですので、下記ファイルをダウンロードした後、解凍してHEXファイルにしてからマイコンへの書き込みを行って下さい。
書き込みを行う際に、プログラムメモリの最終番地(0x1FF)のローバイトにOSCキャリブレーションデータを書き込んで下さい。

gu101.zip

設定
・FUSE bit (10101100B)
BODEN:0
BODLEVEL:1
CKSEL0:0
CKSEL1:0
RSTDISBL:0
SPEN:1

・LOCK bit (11111111B)
LB1:1
LB2:1


6.配線の説明
 通常の電動ガンの配線は図1のようになっているかと思います。バッテリーのプラスからヒューズ、トリガースイッチを介してモータに接続されています。


図1

本回路を接続する場合は、図2のように接続します。


図2

基板には、バッテリー切れを知らせるためのLEDが付いていますが、基板上のLEDが見難い場合もあるかと思います。そのような場合は、図のように別途LEDを外付けすることが出来ます。電流制限抵抗は基板に内臓していますので、LEDを接続するだけでOKです。
2セル用と3セル用は、ジャンパーを使っての切り替えます。ジャンパーがオープンで2セル用、ジャンパーを写真2のようにハンダブリッジさせると3セル用になります。


写真2


7.使い方及び動作説明
 配線が完了して、バッテリーを接続すると基板上のLEDが点灯します。あとは通常通りトリガースイッチをONするだけでモータに通電されます。
バッテリー電圧が1セル当たり3.3V以下(2セルなら6.6V、3セルなら9.9V以下)に低下すると基板上のLEDが点滅します。通常、バッテリー電圧はモータが停止すると再び上昇しますが、バッテリー電圧が回復してもLEDの点滅は持続します。
さらにバッテリー電圧が低下して1セル当たり3.0V以下(2セルなら6.0V、3セルなら9.0V以下)に低下すると基板上のLEDは消灯して、モータへの通電も遮断されます。一旦バッテリーをはずして、再接続しない限りこの状態は維持されます。


8.使用上の注意
 本回路を取り付けた場合、トリガースイッチを押さなくても微少ですが回路電流が流れます。バッテリーを接続したままにすると過放電させるおせれがありますので、使い終わった後はバッテリーをはずしてください。