回路図 Circuit Diagram
ヒーターの熱源と１２F６７５を駆動する電源には５VのUSBリチウムイオン電池を使う。カイロの利用時間と半固定ボリュームで設定する加温の程度によって２０００―５２００mAh位の容量のものを想定している。５Kの半固定ボリュームは回転することによって０−５Vの電圧を作成して１２F６７５のGP0に読み込ませ、プログラムでいろんな加熱パターンが生成される。ヒーター部に電流を送ったり、切ったりする目的にホトモスリレー（TLP２４１A）を用いた。可動部がなくて劣化が少なく、尚且つ、電流を２Aまで電流を流せる優れもの。ヒーター部は直径０．６mmで長さ１４３cmのニクロム線を大きさ９０x７０mmの基板にニクロム線の殆どが片側に出るように巻いて作成した。抵抗値は５．３ ohm、これだと電流が８００mA程流れ電池の消耗が激しいことが分かったので、１．１ ohm （１W）の抵抗を基板上部に追加し、合計抵抗値６．４ ohmとし、７２０mA程度の電流が流れるようにした。この後付の抵抗１．１ ohmも発熱し、ヒーターの一部を形成する。
電池カイロの構成： 左がニクロム線ヒーター； 真中がコントロール基板（最上部左の丸いものが温度設定用ボリューム、その右手が電源用マイクロUSBAタイプメスソケット、上から２段目に１２F６７５が見える、その下左が電源スイッチ、右側に４ピンの黒いホトモスリレーが見える、最下部の差し込みコネクタはニクロム線ヒーターに繋がっている）； 右側の白いのが５VUSBリチウムイオン電池（５２００mAh）である。当然別のタイプの５VUSBリチウムイオン電池も使える。その右手の青い装置は電流・電圧計で、ニクロム線ヒーターを繋いだ状態で０．７２Aの電流が流れているのが分かる。
リチウムイオン電池と蓋付プラスチックケース（８５x６０x２４mm）に収納した基板
ニクロム線ヒーターの作成： 左の写真のように、大きさ９０x７０mmの基板にニクロム線を上下に１６連這わせてある。ニクロム線の殆どの部分が加温する片側に出るようにした。そしてニクロム線が交差して短絡しないように細いテフロン被覆線で３０ヶ所以上固定してある。右の写真は基板の裏側を示す。最上部の赤い線の端に２本の抵抗（２．２ohm X２で１．１ohm）がニクロム線の一方の先端につないである。抵抗値を増すためである。
上の右の写真で、追加した抵抗の部分を拡大したもの
実際にニクロム線ヒーターを使う場合には、上の基板を丈夫なテッシュペーパーで３―４重巻きし、その上から木綿糸で固定する。更に、身体に接するニクロム線側の反対側にアルミ箔引きシートをアルミ面を内側に向けて設置し、最後に全体を８x１３cmのチャック付きプラスチック袋に入れた。このアルミ箔引きシートは外側に出ようとする熱波を内側に反射する効果がある。赤外線非接触温度計で測定した動作中のヒーターのプラスチック袋表面の温度はヒーター線側で最大で３８−４０Cに達し、ヒーター線側面と温度が低い裏面との温度差は５−７Cであった。
使用したアルミ箔引きシート、裏地はプラスチックで出来た生地
結果＆コメント
１）
今年の冬に備え、より実用的な電池カイロの製作を目指した。
２） 加温設定用のボリュームは時計回り方向で加温時間が増す。
３） 千石電商で購入したニクロム線（￥５００）のスペックは直径０．６mm、３．８２ohm／mで、実際に０．５mの抵抗を測ったら２．０ohmであった。つまり実測値は４ohm／mであった。
４） 比較的高い電流を扱えるホトモスリレーが秋月電子で￥１３０で販売されているのを見つけ、早速購入して使ってみることにした。TLP241Aで２Aまで扱える。今までは５００mAが最大だったのでいろんなことに使えそう。劣化がなく、高速で、使い方が簡単なのが良い。
５） 電池の持ち： 容量５２００mAhの５VUSBリチウムイオン電池を考えてみる。ニクロム線ヒーターがONの状態で７２０mAの電流を消費するので、５２００／７２０＝７．２２hrs（時間）持つ計算になるが、試用してみたところそんなに持たないようだ。ただ、ボリュームを調整してヒーターへの通電時間/非通電時間を５０/５０％にすれば理論的には２倍持つことになる。
６） 写真に示した５VUSBリチウムイオン電池（ELECOM DE-M01L-1920 ５２００mAh）もそうだが、INPUT: DC５．０V/５００mAとあるように充電に時間がかかるのが不便。４時間位で充電が完了する最新の急速充電タイプが良い。
７） 今回は勉強をかねてニクロム線ヒーターを自作したが、ネットで調べると（例えば eBay上で）使えそうな工場製造のヒーターエレメントが結構出回っていることが分かった。
プログラム（電子工作３８のWarmer675VR.basを参照のこと）
12F675のGP0から5Kのボリュームで選択される電圧 0 - 5Vを読み込んで、その値によってHeatmode1 から Heatmode11のいずれかに飛んでホトモスリレーをON/OFFさせ、ニクロム線ヒーターに通電したり、非通電したりする。Heatmode1では、ヒーターへの通電が10秒、非通電が60秒の繰り返し（最小の加温）。Heatmode2では、ヒーターへの通電が20秒、非通電が60秒の繰り返し。以下、Heatmode XXでは次第に通電時間が長くなり、Heatmode10では通電時間が150秒、非通電時間が60秒の繰り返し。最後のHeatmode11の場合は、常時通電するモード（最大の連続加温）。要求する加温の程度と電池の容量によって適当なボリューム位置を選択する必要がある。
'****************** Electric Back Warmer *******************
'Warmer675VR2017.bas (modified from Warmer675VR.bas) 2017.10.16
'The heating level of this battery warmer can be changed by 5k-VR input
.'Compiled by PicBasic Pro V2.50A
'******** Pin connection ******************
'Pin 1: Vdd (5.0V)
'Pin 8: Vss (GND)
'Pin 7: GPIO.0: input from voltage divider made of Vdd(+5V), GND and 5k-VR
'Pin 6: GPIO.1: not used
'Pin 5: GPIO.2: not used
'Pin 4: GPIO.3: input - connected to MCLR via 4.7kR and Vdd
'Pin 3: GPIO.4: output - connected to Pin 1 of Photomos relay
'Pin 2: GPIO.5: not used
'********* Program starts from here ***************
ANSEL=%01000001
'sets Fosc/4MHz (bit6-4=100) and GPIO.0 as ADC input (analog)
ADCON0=%10000011
'bit7=1(right justified),bit6=0 (Vdd used as volt reference for ADC),
'bit5-4=00(unimplemented), bit3-2=00(GP0-Anlog Input),
'bit1=1 (starts right away), bit0=1(on operation)
TRISIO=%001001
CMCON=7 'turns off comparator function
Define ADC_BITS 10 '10-bit ADC used
Define ADC_CLOCK 3 'Internal clock used
Define ADC_SAMPLEUS 50 'Polling is not needed due to use of ADCIN command
Vin var WORD 'Storage for ADC data
RelaySW var GPIO.4 'Relay ON/OFF
ADCloop:
Vin=0
RelaySW=0
ADCIN 0, Vin 'Read Vin from GPIO.0 (AN0) (range 0 - 1023)
Pause 20
'Divisions of input values (volt) from 5k-VR
If (41>Vin) then goto ADCloop
if (Vin>=41) and (Vin<135) then goto Heatmode1
if (Vin>=135) and (Vin<229) then goto Heatmode2
if (Vin>=229) and (Vin<323) then goto Heatmode3
if (Vin>=323) and (Vin<417) then goto Heatmode4
if (Vin>=417) and (Vin<512) then goto Heatmode5
if (Vin>=512) and (Vin<606) then goto Heatmode6
if (Vin>=606) and (Vin<700) then goto Heatmode7
if (Vin>=700) and (Vin<794) then goto Heatmode8
if (Vin>=794) and (Vin<888) then goto Heatmode9
if (Vin>=888) and (Vin<982) then goto Heatmode10
If (Vin>=982) then goto Heatmode11
Heatmode1:
'10-sec ON <-> 60-sec OFF
High RelaySW
Pause 11500 '10 sec
Low RelaySW
Pause 60000 '60 sec
Pause 9200
Goto ADCloop
Heatmode2:
'20-sec ON <-> 60-sec OFF
High RelaySW
Pause 23000 '20 sec
Low RelaySW
Pause 60000 '60 sec
Pause 9200
Goto ADCloop
Heatmode3:
'30-sec ON <-> 60-sec OFF
High RelaySW
Pause 34600 '30 sec
Low RelaySW
Pause 60000 '60 sec
Pause 9200
Goto ADCloop
Heatmode4:
'40-sec ON <-> 60-sec OFF
High RelaySW
Pause 46200 '40 sec
Low RelaySW
Pause 60000 '60 sec
Pause 9200
Goto ADCloop
Heatmode5:
'50-sec ON <-> 60-sec OFF
High RelaySW
Pause 58000 '50 sec
Low RelaySW
Pause 60000 '60 sec
Pause 9200
Goto ADCloop
Heatmode6:
'60-sec ON <-> 60-sec OFF
High RelaySW
Pause 60000 '60 sec
Pause 9200
Low RelaySW
Pause 60000 '60 sec
Pause 9200
Goto ADCloop
Heatmode7:
'70-sec ON <-> 60-sec OFF
High RelaySW
Pause 60000 '70 sec
Pause 21000
Low RelaySW
Pause 60000 '60 sec
Pause 9200
Goto ADCloop
Heatmode8:
'90-sec ON <-> 60-sec OFF
High RelaySW
Pause 60000 '90 sec
Pause 44000
Low RelaySW
Pause 60000 '60 sec
Pause 9200
Goto ADCloop
Heatmode9:
'120-sec ON <-> 60-sec OFF
High RelaySW
Pause 60000 '120 sec
Pause 60000
Pause 18000
Low RelaySW
Pause 60000 '60 sec
Pause 9200
Goto ADCloop
Heatmode10:
'150-sec ON <-> 60-sec OFF
High RelaySW
Pause 60000 '150 sec
Pause 60000
Pause 53000
Low RelaySW
Pause 60000 '60 sec
Pause 9200
Goto ADCloop
Heatmode11:
'All time ON
High RelaySW
Pause 60000 '60 sec
Pause 9200
Low RelaySW
Pause 100
Goto ADCloop
End
'********* End of Program ***************
'Note:
'melabs U2 Programmer's configurations for 12F675:
'Oscillator - INTOSC, WDTE - Enable, PWRTE - Disable, MCLR - Reset, BODEN - Enable, CD - Not Protected,
'Data EEPROM - Not Protected
'***********************************************
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