katsuhiro.yamashita

前回の記事で、鉛蓄電池の電源としての実力をテストしました。今回は12V5Ahの鉛蓄電池を太陽電池で充電する回路をテストします。今回使用した太陽電池パネルは、DMiotech 12V 1.5W 115mm x 90mm 小型 太陽電池パネル、でamazonで1,590円でした。12V1.5Wの最大出力で充電し続けたとして、12V5Ahの鉛蓄電池は、12(V)x5(Ah) / 1.5(W) = 40(h)で充電できる計算です。もちろんこれは理想条件なので、天候や太陽の高度、充電効率を考慮すると、日中だけでも効率は50%くらいになってしまうでしょうから、実際には、40(h)/24(h)/50(%)x2（日中だけ) = 6.7(日)となってしまうので、本来ならこれの8倍以上の出力の太陽電池パネルが欲しいところです（amazonでは12V12Wの太陽電池パネルが4000円程度で売ってます）。回路は単純です。太陽電池側の起電力が低いときに電流が逆流しないようにするためのダイオードを入れて並列に回路を組みます。電池系の電圧に影響しないように単三電池4本で電源を供給したPicoWで太陽電池側と鉛蓄電池...

害獣検知システムのソフトウエア開発に携わったことがきっかけで、屋外でITシステムを動かすための電源システムの自作に挑戦することにしました。屋外でラズパイやラズパイPicoを動かすこと、非常時にスマホを充電すること、などを念頭に5V3AをUSBで供給できる電源デバイスを目指します。スマホ１回充電分が最低限の容量と考えて、暫定的に蓄電池の容量を決めたいと思います。iPhone15のバッテリー容量は3877mAhとのことで、4000mAhを基準に考えてみます。本来バッテリー容量には電圧と電流と時間（つまり電力量）の情報がなければなりませんが、スマホのバッテリー容量には電圧の情報がありません。これはスマホの電源電圧が3.7Vと定められていることが理由のようです。すなわち4000mAh = 3.7(V) x 4.0(A) x1(h) = 14.8Whということになります。最低限この電力量を蓄電できる蓄電池を採用します。さらに太陽電池からの充電なので電流や電圧が変動することを考慮する必要があります。モバイルバッテリーなどに使われるリチウムイオン電池は充電密度は高いですが下手に扱うと発火することもあ...

太陽電池と鉛蓄電池の電源で屋外にIoTシステムを構築したいと思います。電源については別途シリーズで記事を書きますので、そちらを参照ください。ラズパイは小型ながら高性能コンピュータでIoTシステムを組むのに非常に威力を発揮するのですが、屋外の心細い電源環境で使用するには電力を食い過ぎるのかもしれません。ちなみにラズパイのスタンバイ電力が2.7Wとのことですので、例えば12V5Vhの鉛蓄電池では一日も持たないことになります。一方でラズパイの弟分（？）のラズパイPicoはスタンバイ状態で0.15W、ディープスリープ状態では0.01W程度のようです（ディープスリープでRaspberry Pi Pico Wを低電力化する）。この２つを組み合わせることで低電力かつ高性能なIoTシステムが構築できるのではないか、というのが今回の話題のモチベーションです。例えばラズパイPicoで赤外線センサーを監視し、何かを検知したときにラズパイを起動してカメラ撮影して、撮影が終わったらラズパイをシャットダウンする、というような仕組みです。このシステムを以下の順番で構築してみます。ラズパイの設定：ラズパイの2番ピンに...