2013/05/27

XBee: 電池ボックスの不良

一昨日程前に,XBee エンドデバイスに搭載している電池ボックスの不良による電源喪失に気づいた。これまでに数日に一回の頻度で朝の時間帯にデータ喪失が発生する事があった。現象の再現が出来ず対策に苦慮していた。バッテリの電圧をボックス内の電極にプローブを当てて測定していたのをテスタのプローブにクリップを付け,ボード上の GND と電源端子に接触させる方法に変更した。前回のデータ喪失時にエンドデバイスを持ち帰らずその場で,テスタで先の方法で確認すると電圧が零であった。電池を無理やり正極のほうへずらそうとすると,カチッと音がして電圧が復帰した。以前にも記述したが,このボックスは電池の装着しようとすると押し込まなければならない。負極に着いているスパイラルのばねが意味をなしていない。

ボックスを他のタイプに変更してもいいが,同じ物が3個もあるので改善して使用を続けたい。電池の間の仕切り板を取り外したい。これを切断するいい方法はないだろうかと思案した。いい方法が思いつかず,ペンチでねじり取る事にした。未使用品でトライしてみると切除できた。電池を装填してみると,バネの力が作用していて効果がある。本日,測定中のエンドデバイスの電池を抜き取り,バッテリボックスをケースに装着したまま仕切り板を切除できた。その間,23:48 のデータを喪失した。取り付け場所も屋内から,軒下に戻した。

電源喪失のメカニズムを推測すると,強烈な朝日を透明の筐体が浴びると内部の温度センサのみならず,バッテリボックスも日にあぶられ昇温する。電池ケースは樹脂,充電池は急速充電させると形状が変化し膨らみが問題になるほどだ。多分,線膨張係数が大きいのだろうと思う。電池とバッテリボックスとでは膨張係数の差がかなり違うのであろう。ケース仕切り板もしくは電池自体の外径がテーパ状になっていてクサビの原理で軸力に変換され大きな力が生じるのであろう。

ボーイング 787 の電池発火不良もバッテリを収納する箱の設計に問題があったのかもしれない。電池の膨張を吸収できる構造もしくはクリアランスを設け,電池に過大な力がかからないようにする事が必要なのだろう。多くの日本人がハイブリッド車に乗っている。ガソリンも危険だけど,結構電池も発火の可能性がある。日本の高速道路はトンネルが多い。エアコンをガンガン効かせ,夏の渋滞シーズンに電池の発火事故が起きるかもしれない。それと先の震災でUPS電源を導入しているけど,温度センサで温度管理しているのだろうか。夏場の夏季休暇時の無人状態の時に停電となり,エアコンも効いていない状態でUPSが起動して発熱,発火したらどうするのか。家庭用温水器なら発火事故は原理的に余り考えられないけど,政府ガス会社が薦めている蓄電池は燃える可能性が結構あるのではと思う。

追記(2013-0703)
エンドデバイスの PAN ID を変更したついでにケースに組み込んだ様子の写真を示す。
EndDevice.jpg
ケースの内面に蛍光灯が写るので,屋外で撮影した。光源が蛍光灯,ホワイトバランス -0.3EV のせいで青が目立つ色合いになったのだろうか。そんな日差しが強いと思わないのに露出時間は1/2000秒になってしまった。屋外光がある撮影だとマニュアルを止めてオートの方がいいかもしれない。背景は白のグラビア紙である。これも反射率が小さくボール紙の方がいいのかもしれない。

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