秋月電子通商の通販サイトでみつけたワイヤレスLEDとワイヤレス給電ユニットのお試し実験については、以下の記事にまとめました。
点灯することは確認できましたので、次は入力電圧によりワイヤレスLEDをワイヤレス給電ユニットからどの程度離せるかを実験で確認しました。
- 入力電圧は、手持ちの5Vと9VのACアダプタを使います。
ここでは、ワイヤレス給電ユニットに5Vと9VのACアダプタを組み合わせ、ワイヤレスLEDを点灯させる実験をした結果についてまとめています。
ワイヤレス給電ユニットと実験条件
下図の、秋月電子通商の通販サイトでみつけたワイヤレスLEDとワイヤレス給電ユニットを使います。
- 下図左側は、ワイヤレス給電ユニット
- 下図右側は、ワイヤレスLEDの表と裏です。右側がの中央の白い資格の部分がチップLEDです。
ワイヤレス給電ユニットとワイヤレスLED
図1 ワイヤレス給電ユニットとワイヤレスLED
ワイヤレス給電ユニットに入力する電圧を変えた比較実験を行います。
- ワイヤレス給電ユニットの電源電圧は、DC5V～9Vです。
- 手持ちの5Vと9VのACアダプタを使用します。
5VのACアダプタによる点灯実験
5VのACアダプタをワイヤレス給電ユニット（コイル）に接続して、ワイヤレスLEDの位置を変えて点灯させます。
ワイヤレスLEDをコイルの中心に置いた場合
下図は、ワイヤレスLEDをコイルの中心に置いて点灯させた時の写真です。
- この状態が最も明るく点灯します。
5V入力：コイルの中央に置いた場合
図2-1 5V入力：コイルの中央に置いた場合
ワイヤレスLEDをコイルから離した場合
下図は、ワイヤレスLEDをコイルの中心から上方に移動させて、消灯しない位置での写真です。
- ワイヤレスLEDが消灯しない程度に点灯している状態です。
- コイル面からの距離は、約15mmでした。
5V入力：コイルから離した場合
図2-2 5V入力：コイルから離した場合
ワイヤレスLEDをコイルの外側に置いた場合
下図は、参考までにワイヤレスLEDをコイルの外側に置いて点灯させた時の写真です。
- ワイヤレスLEDをコイル中央に置いた図２-1の場合よりも暗いのですが、点灯しました。
5V入力：コイルの外側に置いた場合
図2-3 5V入力：コイルの外側に置いた場合
9VのACアダプタによる点灯実験
9VのACアダプタをワイヤレス給電ユニット（コイル）に接続して、ワイヤレスLEDの位置を変えて点灯させます。
ワイヤレスLEDをコイルの中心に置いた場合
下図は、ワイヤレスLEDをコイルの中心に置いて点灯させた時の写真です。
- この状態が最も明るく点灯します。
9V入力：コイルの中央に置いた場合
図3-1 9V入力：コイルの中央に置いた場合
ワイヤレスLEDをコイルから離した場合
下図は、ワイヤレスLEDをコイルの中心から上方に移動させて、消灯しない位置での写真です。
- ワイヤレスLEDが消灯しない程度に点灯している状態です。
- コイル面からの距離は、約40mmでした。
9V入力：コイルから離した場合
図3-3 9V入力：コイルから離した場合
考察：入力電圧5Vと9Vによる点灯実験
ACアダプタを使ったワイヤレス給電ユニットへの入力電圧を5Vと9Vにしたときの比較実験結果を整理します。
5V入力と9V入力時の点灯状態
下図は、ワイヤレスLEDをコイル中央に置き、入力電圧5Vと9Vとの違いを比較した写真です。
- 下図左側が5V、右側が9Vです。
- 写真の撮影条件が同一ではありませんが、下図右側の9Vの方が明るく点灯しました。（当然の結果ではありますが。）
5Vと9V入力の比較：コイル中央に置いた場合
図4-1 5Vと9V入力の比較：コイル中央に置いた場合
下図は、ワイヤレスLEDをコイルの中心から上方に移動させて、消灯しない位置での入力電圧5Vと9Vとの違いを比較した写真です。
- 下図左側が5V、右側が9Vです。
- 5Vの場合は約15mm、9Vの場合は約40mmコイル面から離れています。
図4-2 5Vと9V入力の比較：コイルから離した場合
入力電圧とコイルから離せる距離
次のように条件が同一とはいえない5V入力と9V入力によるワイヤレスLEDの点灯実験ですが、傾向を知ることはできたと考えています。
- コイルへの入力電圧の違いは、5Vと9VのACアダプタ
- 写真の撮影条件は、同じとはいえない。
- コイルから離した距離のワイヤレスLEDの明るさも同じとはいえない。
入力電圧とコイルから離せる距離について、実験結果から次のように考えられます。
ワイヤレスLEDユニットへの入力電圧の比は、
9（V）÷5（V）＝約1.8倍
ワイヤレス給電ユニットからの距離の比は、
40（mm）÷15（mm）＝約4.7倍
入力電圧の比とワイヤレス給電ユニットの距離が比例するとすれば、
15mm×1.8＝27mm
になるはずなので、入力電圧と話せる距離は比例関係ではないと考えられます。
ワイヤレスLEDをワイヤレス給電ユニット（コイル）から離す方法としては、以下の方法が考えられますが、ワイヤレス給電ユニットとワイヤレスLEDの両方を別の物にするしかありません。
- 上記実験のように入力電圧を上げる。
- 給電ユニット（コイル）を大きなものに変更する。
- 給電ユニットの駆動周波数を高くする。（専門的過ぎて私には理解できていません。）
そこで、次はコイルを２個使った実験をしよう思います。
実験に使用した部品について
実験に使用した部品については、以下の記事をご参照ください。
まとめ
秋月電子通商の通販サイトでみつけたワイヤレスLEDとワイヤレス給電ユニットを使い、入力電圧によりワイヤレスLEDをどこまでワイヤレス給電ユニットから離せるかを実験しました。
ここでは、ワイヤレス給電ユニットに5Vと9VのACアダプタを組み合わせ、ワイヤレスLEDを点灯させる実験をした結果について、以下の項目で説明しました。
- ワイヤレス給電ユニットと実験条件
- 5VのACアダプタによる点灯実験
- ワイヤレスLEDをコイルの中心に置いた場合
- ワイヤレスLEDをコイルから離した場合
- ワイヤレスLEDをコイルの外側に置いた場合
- 9VのACアダプタによる点灯実験
- ワイヤレスLEDをコイルの中心に置いた場合
- ワイヤレスLEDをコイルから離した場合
- 考察：入力電圧5Vと9Vによる点灯実験
- 5V入力と9V入力時の点灯状態
- 入力電圧とコイルから離せる距離
- 実験に使用した部品について
