ノートPC、タブレット、ドローン、モバイルルーター。持ち歩く機器が増えるほど、市販のモバイルバッテリーでは容量が足りなくなる。かといってポータブル電源は大きくて重い。
Luq1308氏が設計した「Omnibus 4X8」は、この問題に正面から取り組んだ自作ポータブル電源だ。290×175×45mmというA4用紙より小さなサイズに345Whのバッテリーを収め、バックパックに入れて持ち運べる。重量は2.4kg。
バッテリーは18650リチウムイオンセル32本を4直列8並列(4S8P)で構成している。3000mAhセルで約9万6000mAh、3500mAhセルなら最大414Whまで拡張できる。BMS(バッテリー管理システム)は4S 30A対応で、過充電・過放電を防止する。
出力の多様さがこのプロジェクトの設計上の特徴だ。36W USB-Cポートが4基、100W双方向USB-Cが1基、120W双方向DCジャックが1基、150WのACインバーター出力が1基。さらにXT60コネクターでバッテリーに直接アクセスでき、400W超の出力にも対応する。ドローンやロボットへの給電を想定した設計だろう。
DCポートはSC8812Aチップを使い、定電圧・定電流制御と最大20V 6Aのプログラマブル出力に対応する。入力モードではMPPT(最大電力点追従)制御によるソーラーパネルからの充電も可能だ。
制御にはESP32-C3を採用し、INA219電流センサーでリアルタイムにバッテリー状態を監視する。1.3インチOLEDと3ボタンで操作し、Wi-Fi経由のOTAファームウェア更新にも対応した。待機電流は400μA以下に抑えている。
熱設計にも工夫がある。パワーモジュールは2mm厚のアルミヒートシンクプレートにサーマルパッドで固定し、DS18B20温度センサー4基でバッテリーと基板を監視する。40mmファン2基が温度上昇時に自動で動作する。
筐体はG10ガラスエポキシ板を手加工し、側面は3DプリントしたABS製パネルで構成している。設計ファイル、回路図、ファームウェアのソースコードはGitHubでGPL-3.0ライセンスのもと公開されている。
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