ノートパソコンの連続運用を実現するバッテリー並列接続回路の構築と検証

はじめに

　自律移動ロボットは外部給電をバッテリーに依存している。
　給電時間としては、ロボット稼働時では２時間程度と短く、バッテリー交換の度作業の中断とdockerの再起動を余儀なくされる。給電停止による突発的な強制シャットダウンもPCにとっては好ましくない。

したがって、このページでは 給電時間の延長、並びにバッテリー交換時での作業中断をなくす ことを目的とした ２個バッテリーを並列接続回路を構築までの流れや作業手法・検証方法 を紹介する。

システム構成の概要

図のようにバッテリーからの回路とPCからの回路をつなげる回路を作成していく。

基本情報　（詳細確認時に読んで）

■ バッテリーの並列接続とは
複数のバッテリーを並列に接続することで、それぞれのバッテリーから電流が分担して流れるため、供給可能な電力量（容量）が増加。
このとき電圧は変わらず、電流のみが合算されるため、長時間の安定した給電が可能に。

■ 過電流対策としてのヒューズの使用
バッテリーの着脱時やトラブル時に、一時的に過剰な電流（過電流）が流れることがある。これを防ぐため、各バッテリーの出力ラインにヒューズを挿入。
　　ヒューズ：ある一定以上の電流が流れた場合、自らが断線して回路を遮断する安全部品。これにより、バッテリーやパソコン本体を過電流から保護。

・ヒューズ規格
5A　7.5A　10A　15Aなど

・規格の決め方

パソコン要求電力より計算
　　今回のPC要求電力6.32A
　　1.25倍の安全性　6.32 * 1.25＝7.9　→7.5Aヒューズ
　　1.5倍の安全性 　6.32 * 1.5＝9.48 →10Aヒューズ
今回は7.5Aヒューズを選択

■ コネクタと端子について
コネクタ（connector）：
　電気信号や電力を送受信するための接続部品で、バッテリーとパソコン、またはバッテリー同士を安全・確実に接続するために使用。プラグ（オス側）とジャック（メス側）で構成されることが一般的。

端子（terminal）：
　コネクタの内部にある導電部分で、実際に電流が流れる金属接点を指す。端子の品質や形状によって、接触抵抗や安全性が左右される。

使用部品

1 コネクタ（オス）×　2
2 コネクタ（メス）×　1

3 端子（オス）×　4
4 端子（メス）×　2

5 電線　×　３

6 収縮チューブ　×　１

作業流れ

1,　配線をカットし、裂く

2,　被膜をむく

3,　芯線をねじる

4,　端子にセットし小さい爪をかしめる

　　　　

5,　固定が甘い可能性があるため、場合によってはんだづけする
写真なし　軽く覆うイメージ

※はんだが多すぎるとコネクタに入らない

6,　コネクタへ挿入

⚠️引っ張ってみて簡単に抜けないか確認する！！

コネクタと端子オスメスどちらであるかは状況次第のため、遂次確認する。

三本の電線の反対側を繋ぐ

7, 反対側の被膜を剥き、組み合わせて芯線をねじり、はんだづけする
その後、収縮チューブにて保護

完成💕

検証

正しく接続しているか確認する

テスター（以下写真一枚目器具）を使用して接続を確認する。
写真の通りに、スピーカーマークにセットする。
赤と青の器具を導線に合わせ、接続されていると音がなる。

今回の場合、６個分の接続箇所があるため、15通りすべてで接続確認し、赤は赤、黒は黒だけで正しく接続されているか必ず検証するコ