TurtleBot2 kobukiがやってきた #8（バッテリー接続編）

これまではkobukiのバッテリー端子から外部電源を供給して動作確認を行ってきました。以前オーダーしておいた互換バッテリーがようやく届きましたので、kobukiに接続してみます。

警告：純正バッテリー以外の利用は危険を伴う可能性がありますので互換バッテリーの使用は自己責任でお願いします。

バッテリー仕様の確認
コネクターの交換とkobukiとの接続
試験走行
バッテリー関連のトピックを確認
まとめ

バッテリー仕様の確認

到着したバッテリーです。ラベルに記載されている定格はkobukiのドキュメントにある仕様とほぼ同じです。PSEマークも表示されていました。

今回はkobukiのベースとなっているロボット掃除機iCleboのバッテリーと同じものと想定してYCR-M05用を購入しました。kobukiのドキュメントに記載されている標準バッテリーの仕様と購入した互換バッテリーの仕様を比較してみます。

Item	純正バッテリー	今回購入した互換バッテリー
MODEL	YCR-M05(kobuki)	iCrebo YCR-M05用
Normal Capacity	4S1P 2,200mAh(±50mAh)	2750mAh 39.6Wh
Battery Model	HYB ICR18650NH-2,200mAh	CK 18650 B4-2800*4S
Nominal Voltage	14.4V – 14.8V	14.4V – 14.8V
Charging Voltage	16.8V	16.8V
Discharge Halt Voltage	9.6V Cut-off	不明
Normal Charging	16.8V, 1.1A	不明

互換バッテリーは純正バッテリーと同様に赤、黒、白の3本のケーブルがあるものです。赤は＋、黒はー、白は異常検知用のNTCサーミスタ（温度の上昇により電気抵抗値が減少する素子）が接続されています。純正品と比べて電圧仕様は全く同じですが、容量が若干多めになっています。

まずは電源電圧を確認したところ正常値を示しました。ほぼ満充電の状態のようです。

コネクターの交換とkobukiとの接続

互換バッテリーの３ピン電源コネクタをkobuki用の４ピン電源コネクタ（Molex PN : 00390-12040）に交換します。ショートしないように１本ずつコンタクトに圧着しコネクタハウジングに取り付けました。コネクタの交換が完了したバッテリーをkobukiに取り付けます。

試験走行

kobukiの電源スイッチをONにしたところ、問題なく電源が投入できましたので、kobukiをテストモードにして走行させてみました。

元気よく部屋の中を走り回ってくれました。

バッテリー関連のトピックを確認

ROSのトピックとしてバッテリーの情報が流れているので確認してみます。約50Hzの周期でトピックが受信できます。

$ ros2 topic echo /sensors/battery_state
header:
  stamp:
    sec: 1715481426
    nanosec: 826036603
  frame_id: base_link
voltage: 14.399999618530273
temperature: .nan
current: .nan
charge: .nan
capacity: .nan
design_capacity: .nan
percentage: 39.54545593261719
power_supply_status: 2
power_supply_health: 0
power_supply_technology: 2
present: true
cell_voltage: []
cell_temperature: []
location: ''
serial_number: ''
---
 :

voltageがバッテリー電圧で、この例では14.39Vのようです。percentage: 39.54とありますので残り容量は39.54%と認識しているようです。他にpower_supply_status, power_supply_health, power_supply_technology, presentなど気になる項目があるのでソースから追ってみたところ、次の仕様となっていました。

Variable name	Value	Memo
voltage	バッテリーの電圧[V]
percentage	バッテリー残り容量[%]	電圧範囲を16.5V〜13.2Vと定義し、現在の電圧から残り容量を計算している。
power_supply_status	POWER_SUPPLY_STATUS_DISCHARGING = 2 POWER_SUPPLY_STATUS_FULL = 4 POWER_SUPPLY_STATUS_CHARGING = 1	ドライバではこの3種類しか使用されていない。
power_supply_health	POWER_SUPPLY_HEALTH_UNKNOWN = 0	固定値でした。
power_supply_technology	POWER_SUPPLY_TECHNOLOGY_LION = 2	リチウムイオン電池であることを示しており固定値でした。
present	msg->present = true;	常にtrueでした。