Skip to content
New issue

Have a question about this project? Sign up for a free GitHub account to open an issue and contact its maintainers and the community.

Sign up for GitHub

By clicking “Sign up for GitHub”, you agree to our terms of service and privacy statement. We’ll occasionally send you account related emails.

Already on GitHub? Sign in to your account

Jump to bottom

太陽電池駆動の検討 #19

Open
dynamis opened this issue Sep 26, 2019 · 7 comments
Open

太陽電池駆動の検討 #19

dynamis opened this issue Sep 26, 2019 · 7 comments
Assignees
@dynamis
Labels
enhancement New feature or request

Comments

@dynamis
Copy link
Contributor

dynamis commented Sep 26, 2019 •
edited

単純に USB 電流計を介して Raspberry Pi Zero + OMRON センサーに給電しながら駆動した場合、5V 0.09〜0.21A = 約 0.5~1W で連続動作する。

モバイルバッテリーで 1 日駆動させるには (0.09〜) 0.21A x 24h / 1000 = (2160〜) 5040mAh の容量が必要。5200mAh で Pi0W 何もせず 28 時間駆動などの報告記事もあるので大体そんなところか。(単三電池での Pi0+OMRON : センサー単体の駆動時間が 2:56 など消費電力の殆どは Pi0 本体ということも確認済み)

ソーラーパネルの駆動期待時間は国内で 3-4 時間/日 とされているため発電時の充電能力は消費電力の 6-8 倍以上必要で、連続雨天などもあるので少なくとも無発電で 3-4 日駆動可能なバッテリーと組み合わせる必要がある。

とすると 15000~20000mah バッテリーに 10-30W くらいのソーラーパネルを組み合わせれば安価な市販品で連続動作しそう。勿論バッテリーがすぐにへたっていってホントに長期稼働は出来ないだろうが、プロトタイピングで試すには使えるかも。
@dynamis dynamis added the enhancement New feature or request label Sep 26, 2019
@dynamis dynamis self-assigned this Sep 26, 2019
@dynamis
Copy link
Contributor Author

dynamis commented Oct 1, 2019

本日から 20W ソーラーパネルと 20Ah モバイルバッテリーで運用試験開始。

パネルは窓際に置いて 5V 0.5A = 2.5W 程度の出力なのでちょっと発電力不足のように思うが 1 時間程度で電池残量表示は 80% から 90% に増加しているので電流計で見る値より積算値は高いのかも知れない。暫く様子見とする。

@dynamis
Copy link
Contributor Author

dynamis commented Oct 2, 2019 •
edited

取りあえず動作していて太陽が沈んで暫くしている現在でも電池残量は 99% 表示となっているため、少なくとも晴れの日は消費よりも充電量の方が大きい様子。

但し、データ送信が 12:40 から 3 時間程度停止していた。

電力的な問題か、ネットワーク的な問題か、プログラム側の問題か絞り込めていない。これまでも正しく送信できなくなって止まっているケースが見られたので最新のコードベースのイメージで再度試験するときに調査予定。

@dynamis
Copy link
Contributor Author

dynamis commented Oct 5, 2019

毎日お昼に停止していた:

  • 10/2 12:45〜15:40
  • 10/3 12:55〜16:05
  • 10/4 12:35〜13:55

充電中は文字通りパススルーで給電するため Pi0 への給電力不足になっていると思われる (現時点で 5v 0.07A 発電だが Pi0 単体起動時は 5v 0.13A などの電力を要する)。やっぱチャージコントローラ使わないとダメか...

@dynamis
Copy link
Contributor Author

dynamis commented Oct 24, 2019

パネルとバッテリーが別だとパススルーしかなく充電と給電の同時は無理だが、一体化している製品であれば大丈夫じゃないかという説明を見かけたが本当だろうか。もしそうなら 4~6 枚パネル (1.5W/枚) 付きのバッテリーが 4000〜円 であるので使えるかも知れない。

@dynamis
Copy link
Contributor Author

dynamis commented Oct 28, 2019 •
edited

普通にソーラーチャージャー調べると 12V 鉛蓄電池を使う大容量系がよく出てくるが小型省電力 IoT 向けではない。今回のような IoT 向けには 3.7V リチウムイオン電池を利用して USB 5V1A 出力するパターンが適しそうで、安価・小型のコントローラがいくつかある。PWM じゃなくて MPPT 方式で高効率なものが 1000 円前後というのはなかなか魅力的。

PiZero の推奨電源は 5V 1.2A https://www.raspberrypi.org/documentation/faqs/ なので少し足りないが実際に使う上で色々繋いで高負荷をかけたりデモしない限りそこまで消費電力が上がらないはず

PSE はリチウムイオン電池に対しては今年から必要になったがコントローラには不要か

@dynamis
Copy link
Contributor Author

dynamis commented Nov 14, 2019 •
edited

14500 だと 3000mAh くらいまでが限度で心許ないと思うのだがもっと大容量でお手頃・入手性の良いバッテリーは懐中電灯需要のある 26650 かな？

容量以外の違いが分からないけど KEEPPOWER は日本製で PSE マーク付きっぽい。型番忘れたけど小さいのは使ったことあるメーカー。ホルダーに入れてPH2.0 端子に繋げば良さそう？

@dynamis
Copy link
Contributor Author

dynamis commented Nov 18, 2019 •
edited

26650 電池が届いたので少しテストしたメモ:

WaveShare のモジュールは電池と出力先 USB デバイスを接続、スイッチオン、暫くしてから BOOT ボタンという手順で USB 出力が開始されるっぽい。

micro USB 入力口の電圧は 5V しっかり出ていることを前提としており、そこに不安定なソーラーパネル由来の USB 給電を接続すると挙動不審＆ USB 出力側の電圧が 3.x V とかに低下するようで使えない。
また、先に BOOT してから USB に Raspberry Pi Zero を接続すると電圧の変化に耐えられないのか動作停止して給電が止まる。先に接続している状態にしてから BOOT ボタンを押すと無事起動できる。

取りあえず 6V パネルを USB 用に 5V に変換したものをソーラーパネル用端子に接続する形で配線すると USB 出力側はバッテリーを使って 5V 出力できている (15:00 に電池残量メモリ 1 ちょいにて開始した) が無駄な変換して効率落ちている＆定格入力外の電圧なので、USB 出力に変換しない普通のソーラーパネルを買ってきて利用する必要あり。

小さくだがバッテリーかマネージャのどちらかが高周波音を出している気がするのが少し気になる。発熱は特にしていない

Sign up for free to join this conversation on GitHub. Already have an account? Sign in to comment
Assignees

@dynamis dynamis

Labels
enhancement New feature or request
Projects
None yet
Milestone
No milestone
Development

No branches or pull requests
1 participant
@dynamis