F ( ファラッド ）単位の大容量コンデンサである。
狙いは、DIGI Q の 2．4 V NI-MH 充電池の代替ができるかである。
（1）構造
①陽極箔、陰極箔には、ｇ 当たり 1000 m＾2 の表面積を持つ活性炭が塗布されている。
②短絡防止の電解紙には、水＋硫酸 または 有機溶剤 TEABF4 / PC が含浸されている。
TEABF4 ： 第 4 級アンモニュウム塩 を
PC ： プロピレンカーボネイト （ 炭酸プロピレン ） に溶かしたもの
③普通のコンデンサにある誘電体はない。
化学反応を起こさない低い電圧 （ 定格電圧 ） を印加すると、電解液のイオンが両極にどんどん吸着し充電される。
活性炭表面一杯にたまると充電電流は流れなくなり、両極の界面に層のような様子となる。
（2）特徴
①電解液を使用しているので寿命は有限であるが、数十万回の充放電ができる。
②充電と放電に制約がない。
電源に能力があれば、大電流で秒単位の急速充電ができ、一気に大電流で放電しても壊れない。
③放電にともなって、電圧が変化する。
このため、定電圧が続く NI-MH などの充電池の代替は無理で、相補的な補助電源が役割とある ・・・ フーム
Vｄ を最低動作電圧とすると、ちょっとしか動かない。
④有機溶剤とあるが、火災の注意書きはない。
PC の引火点は 132 ℃、発火点 は 455 ℃ であり、 灯油の引火点 50 ℃、木材の発火点 250 ℃に比べて高いので、まァ 安心
重金属類は使用していない。
⑤原理的に定格電圧が 2 V ～ 5 V と低い。
直列にすればいいが、個別セルの充電管理が必要
⑥0．2 ～ 1 Ω 程度の内部抵抗がある。
⑦自己放電は少ない。
（3）充電容量
① Q = C × V
Q ： 電荷量 （ クーロン ）
C ： 静電容量、F （ ファラッド ）
V ： 電圧 V （ ボルト）
② Q = A × ｔ
Q ： 電荷量 （ クーロン ）
A ： 電流 （ アンペア ）
ｔ ： 時間 （ sec ）
上記 ① と ② より、2．5 V の 15 F の場合、総電荷量は、37．5 As となる。
1 A の定電流電源で充電すれば、 37．5 秒かかる。
0．2 Aで放電すると、37．5 ÷ 0．2 = 187．5 秒、約 3 分となる。
3 分で 0 V なので、おもちゃが動作する範囲は少ない。
（4）候補キャパシタ
動作時間が欲しいので、5．5 V のものから、三端子レギュレタで 2．5 V に落としてやりたい。
5．5 V 品では 1 F ぐらいのものしか入手できない。
なので、2 ．5 V を直列にすればいいが、DIGI Q の BODY に 2 個は無理
大型 BODY に組み込む場合、以下が候補となる。
| 電圧 （ V ） | 容量 （ F ） | φ × L | As | 動作時間 （ sec ） | ＠￥ |
| 2．5 | 10 | 12．5 × 25 | 50 | 125 | 270 |
| 2．5 | 25 | 16 × 25 | 125 | 312 | 500 |
| 2．5 | 60 | 18 × 40 | 300 | 750 | 1000 |
| 2．5 | 120 | 22 × 45 | 600 | 1500 | 1500 |
| -- | -- | -- | -- | -- | -- |
As 値 は、 2 個直列で 5 V 充電
動作時間は、0．2 A で、 5 V ⇒ 0 V の半分とした。
（ 25 F の場合、 As 125 で 0．2 A だと 625 sec で 0 V となるから、半分の 312 sec では 残電圧が 2．5 V あるとの皮算用 ）
これで見る限り、25 F が候補かなぁ。
（5）充電方法
DIGI Q の送信機兼充電器は、アルカリ単 3 電池 4 本の 6 V である。NI-MH だと 4．8 V
この送信機兼充電器回路からは充電しないこととする。
5 V 2A の定電圧電源から、抵抗 R ⇒ 充電端子経由で EDLC へ。
初期 1 A ぐらいで充電するとすると、充電開始時の電流は、短絡と同じなので 、R = 5 ÷ 1 = 5 Ω
抵抗の W 数は、 W = 1 × 1 × 5 = 5 W 、5 Ω 5 W のセメント抵抗
25 F の EDLC で、 Q = C × V = 25 × 5 = 125 As
63 ％ 充電時間 τ は、R × C ＝ 5 sec 、満充電では 5 倍 として 125 sec
As からの計算 では、125 ÷ 1 ＝ 125 sec となる。
1 A の定電流源なら 5 sec かな。
充電完了は、EDLC の＋極 の電圧を PIC マイコン（ AD入力付 ） で監視、充電中、充電完了を LED 表示する？
BODY 側で モータ用に 5 V ⇒ 2．5 V にステップダウン、これから制御用に A0 で 5 V に昇圧
下げたり上げたりでムダのようだが、これが一番遊べる時間が多い？
（6）結論
以上より、2014 ．05 月現在の EDLC 能力では、DIGI Q の NI-MH の代替は、用途違い、改造範囲、コスト的に無理である。
NI-NH で やるしかない。
（7）参考資料
JIS C 5160-1 ： 2009 _ 電子機器用固定電気二重層コンデンサー _ 第 1 部 ： 品目別通則
JIS C 5160-2 ： 2009 _ 電子機器用固定電気二重層コンデンサー _ 第 2 部 ： 品種別通則 _ パワー用電気二重層コンデンサー
ELNA 資料 電気二重層コンデンサ
---- 2014．05．25 ----