バイクの非接触給電Qiの改善の為、ノイズフィルタを製作した件

愛車のバイクVFR800F(RC79)の乗車中は、スマフォは欠かせない存在に。
一つはグーグルナビによる誘導、それにもう一つはRadikoアプリでラジオをリスニングするため。(次点でミュージックプレイヤーによる音楽リスニング。)


そのためにハンドルにはスマフォホルダーを搭載しています。そして当然給電しながらの使用でないとすぐにバッテリー切れを起こしてしまうのですが、以前は短いUSBケーブルによる有線接続で運用。

・【使いまわし写真】スマフォを脱着する時、USBケーブルの脱着も必要

これだとバイクから離れる度にケーブル抜き差しするのでコネクタがやられてしまうだろうし、せっかくの防水スマフォもコネクタ部分が非防水のために雨天時は使えない。(特にバイク側のUSB-Aコネクタが雨水に対して脆弱。)

https://…/2022/02/28/ バイク乗車時のスマフォをQi給電にしてみたいと思った件

そこで非接触給電Qiを導入

・【使いまわし写真】デイトナ製 16079 ワイヤレス充電器(Qi規格対応) 15W

デイトナ製の薄型Qiトランスミッターをスマフォホルダーに貼り付けて運用。


これで街乗りやら数日に渡るロングツーリングなどもこなしてきましたが、すごく気になることが一つ。
充電が安定しない
のです。もともとスマフォ側のQiレシーバーの設置位置が中心線からオフセットされていることもあり、Qiトランスミッターを斜めに取り付けてなんとかトランスミッターとレシーバーの距離を近づけているという苦肉の策を取っている(←まぁ、次の機種変更でお下がりが変わるまでの辛抱。)のですが・・・・

  • スマフォ設置場所がズレると充電電流が天と地の差
  • だが、いくら設置場所をチューニングしても、結果が良いときと悪い時がある
  • 今日は調子が良いぞ!と一度エンジンを止め休憩。スマフォは脱着していないのに再びエンジン始動して走行すると、今度は充電電流が低いとかもある。
  • スマフォ側のバッテリーの温度センサーにより充電電流を制限している可能性→朝イチに乗り始めた時も調子が悪い
  • 調子が悪いときはスマフォの充電ランプが点灯していても、じわじわと電池残量が減っていく始末


どうも、バイク側のメインスイッチをONにしてすぐにセルを回したときと、メインスイッチをONにして三呼吸くらいおき充電が開始されたあとにセルモーターを回したときで挙動が異なる気がする。
ノイズで充電電流が安定せず充電開始時点のハンドシェークで電流制限とか掛かっているのかな??(←Qiのプロトコルとか、後学のため今度調べてみることにしよう。)
あるいはDCコンバータの設置場所がLEDヘッドライトのすぐ上。LEDヘッドライトがPWM変調されていてそれが回り込んでいるとか??

https://…/2022/06/21/ 走行中のQi給電スマフォ状況を数字でチェック&USB電源フィルタ試験

なのでノイズフィルタを設置しようとは思いつつも、先にアマチュア無線とBluetoothのデュアル運用を形にしようとお蔵入り。
しかしまだデュアル運用のほうが当分時間がかかりそうなため、先にノイズフィルタを製作することに。


前愛車VFR750F(RC36)時代から何個も作ってきたノイズフィルタ。
今回はフロントオプションカプラ付近に設置することを想定するのでエンジンの真横。あるいはラジエターの真横と熱的にシビア。


耐熱ケース(~100℃)にするか・・・・はたまた取り付けやすさを取りフランジ付きのケースにするか。

・耐熱ケース(左)と、フランジ付きケース(右)

今回はフランジ付きケース(難燃性プラスチック製-10~+60℃)にしてみよう。


次に内蔵させる部品の選定。コンデンサやコイルはデカい方が良いがケースに収めるために物理的な制約が存在する・・・・

・部品を置いてみて、なるべく大きな部品をセレクトします

こんな感じ・・・・だとちょっとコイルがデカすぎるな。
9A対応のコイルから2.5A対応のコイルへダウングレードさせればなんとか入るかな? 残りの部品は自動車用途の高温対応電解コンデンサと、高いノイズ周波数帯への効果を狙ってフィルムコンデンサ


手持ちの部品の中からケースに収まる最大の部品が決まったら実装。
ユニバーサル基板を小さくカットしてここに部品を取り付けることにします。

・電解コンデンサ2つは乗らないな・・・・

実装してみたら・・・・意外に窮屈でケーブルの逃しスペースがなく、電解コンデンサは一つ省略することに。


ケースに穴を開けてケーブルを通す計画。

・ドリルで穴あけ

コネクタはスペース的に設置はできないので、ケーブルを直接引き通しで圧着端子を取り付けることにします。(←ていうか今まで作ってきたやつが全部この構造ですがね。)


ケースに収めてみると・・・・

・部品をケースに収めてみたら、当然ピッタリ。いやコンデンサ入りそうだぞ!?

ピッタリ。というか現物合わせで作っているから当然ですね。


ここからは防水と防振のために、いつもの弾性接着剤を流し込んで固定していきます。

・部品全体を接着剤で固定して、振動から守ります

この手法もすっかり定番に。
難点は固まるのに24時間かかるので、少なくとも今日はバイクに取り付け出来ませぬ。


一気に盛ると厚みが出て、中心部分が固まるのに時間を要するので、少しずつ接着剤を盛っていきます。

・本当はもっと時間をかけたいが、だいぶ端折って一日で終わらせるつもりで

数時間を置いて少しずつ。


ケーブルを通す穴もしっかりと防水のために塞ぎ、蓋の周囲にも接着剤を塗布して蓋を閉じます。

・一気に密封まで持っていきました

はみ出た接着剤は硬化した後に爪でこそぎ落とせるので心配無用。
なんとか設置できる状態にまで持っていけました。


外は秋晴れで良い天気だというのに・・・・ラジオを聞きながら作業をしていたらまぁ今日も高速道路が大渋滞(関越道 高坂SAで24km・中央道 相模湖ICで21km!)だし、最近バイクに乗りすぎている感もあるからたまには自宅でゆっくりするのも良いでしょ。

https://…/2022/11/13/ 昨日製作したノイズフィルタをバイクに設置して試走はバッチリだった件!