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エネループのUSB電源が勝手に給電を終了しちゃう問題

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電源供給を続けてもらうために必要な電流は100mA程度

付属のLEDアタッチメントを付けて流れる電流を計測してみると、100mA程度であることがわかった。

ゲームギアミクロが140mA:

140mAあると連続1時間程度供給しても大丈夫というのは確認できた。つまり、M5 Atomでも140mA消費すれば ...って小さいとは言えLinux搭載のARM32機 + バックライト付液晶と同等の電力を消費しないといけないのか。。

Wi-Fiで電波を飛せば軽くクリアできると思うけど、そのためだけにWi-Fi APに接続しないといけないというのも厳しいから、何とか他のペリフェラルで消費電力を無駄に高められないだろうか。。(贅沢な悩み)

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100mAの妥当性

実際の閾値は100mAよりももうちょっと下なのではないかという気はする。つまり:

  • 標準機能であるLEDライトが100mA丁度の消費電流なので、そこに設定しちゃうとギリギリだから
  • USBの規格で定められている unconfigured 状態での消費電流上限が100mAだから

USB仕様 http://esd.cs.ucr.edu/webres/usb11.pdf の表には:

Unconfigured function/hub として100mAが書かれている。本来、USBの規格としてはホストの指示(configuration)が無い限りは規格上限である500mAの電流を使ってはいけないことになっている。

(一応、USB Battery Charging という規格が定める DCP (Dedicated Charging Port) はUSBのデータ線である D+ D- を200オーム以下の抵抗で短絡する という仕様になっていて、急速でもないUSB充電器はこの仕様を実装している = データ線の短絡を検出したら100mA以上喰っても良いと見做すことが多い)

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電源としての効率

BQ-CC87 のサイトには

明るさ約35lm、点灯時間は約11時間*で、もしもの時の明かりを確保できます。（エネループ〈BK-3MCC〉使用時）

のように書かれている。LEDライトの消費電流は100mAで、エネループ BK-3MCC の容量が 1900mAh というのは既知なので、これらのデータから電源としての効率を計算できる。

  • 電池の総容量: 1900 x4 = 7600 mAh x1.2v = 9120 mWh
  • LEDを11時間点灯させた場合の消費電力: LED 100mA x5v x11h = 5500 mWh
  • 効率: 5500 / 9120 = 60.3 %

さらに

充電池を使用して、スマートフォンへの充電約0.5回分*できます。（内蔵電池3.7V約2700mAhのスマートフォンの場合）

とも書かれているので同様に比較すると:

  • スマートフォンの充電容量: 2700mAh x3.7v x 0.5 = 4,995 mWh
  • 効率: 4995 / 9120 = 54.8 %

全体としては妥当な数字に見える。一般に昇圧(1.2vの電池 → USBの5v)の効率は80 〜 90%なので、この値を越えた効率は出せない。また、電池を相当効率的に放電させたとしても容量を100%使いきるのは難しい(電池自体の特性のばらつきがあり、電圧の都合上もっとも性能が低い個体に合わせることになるため)。