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ネットで面白い記事を見つけました。

センシグナル、SPRESENSE向け小型拡張ボード「TINY EXPANSION BOARD for Spresense」発売｜fabcross

fabcross—IoTやロボティクス、電子工作に3Dプリンターまで、新しいものづくりがわかるメディア

Spresense用の拡張ボード発売の記事で

”一旦起動すると2V付近まで電圧が落ちても動作し続けるので、乾電池や太陽電池などのエナジーハーベスト電源でも動作可能だとしている。”

とのこと。
　

「ん？ こういったマイコンにソーラー直結って用途ありうるの？」
と思ったのですが

昼間だけ動いて、電池を入れたくない、屋外センサーロガー(密閉型)として使ってまーす。炎天下にLipo入れたくないときに。＼(^o^)／

— Shoo (@ShooOrca) April 19, 2021

といった返信をいただき、なるほど日中のロガー用途がありうるのかと勉強になった次第です。

自分でもやってみたくなった

特に応用は考えてないのですが、ソーラーパネルをマイコンに直結して駆動できるのか試してみたくなりました。

ダイソーでソーラーパネル調達

早速私が愛用する電子部品屋さんの100円均一ショップ ダイソーに向かいました。

100円と300円のガーデンライトを購入し分解してソーラーパネルを取り出しました。

100円ガーデンライト

300円ガーデンライト

無事にソーラーパネルの調達ができました。

今回は分解したので使用しませんが、ライトにはニッケル水素バッテリが使用されていました。
日中は充電して夜間はバッテリで点灯という動作です。

Raspberry Pi Pico 駆動

入手したソーラーパネルでRaspberry Pi Pico を駆動してみます。

Raspberry Pi Pico には昇降圧DCDC (RT6150) が搭載され入力電圧が1.8～5.5 Vと広いので採用しました。

早速、直射日光のもと300円ガーデンライトのソーラーパネルをRaspberry Pi Picoの電源入力端子 VSYSに直結してみました。

 

 

 

 

 

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動いた！

本当に動きました！！

Raspberry Pi Pico にはLチカのサンプルコードを書き込んでいます。
安定化電源で消費電力を観たところ、1.8Vで60mAほどと約0.1W消費します。

300円ガーデンライトのソーラーパネルは無負荷時で2.5Vまで上昇しました。
これは正確な実力値ではないので、実際に直結する際には過電圧でデバイスが壊れないようにお気を付けください。

ちなみに100円ガーデンライトのソーラーパネルでは出力が足りず2個をパラレルにしてもRaspberry Pi Pico は起動しませんでした。

TINY EXPANSION BOARD for Spresense

冒頭に紹介したSpresense用拡張ボードに話を戻します。
以下は販売元のページです。

TINY EXPANSION BOARD for Spresense [R2] 技術資料

入力電源範囲が3〜20Vと広いです。
これであれば無負荷で20Vほど出力する10W級のソーラーパネルでも使用できますね。
起動後は2V近辺まで動作できるとのことで、ソーラーパネル直結駆動に最適な仕様といえます。

しかし高い。。。
明確な応用がない趣味の勉強で￥12,800は出せない。。

TINY EXPANSION BOARD for Spresense 標準セット - スイッチサイエンス

スイッチサイエンス

おそらく入力電源範囲の広い昇降圧DCDCがのってるはずだから、電源部だけ欲しいなww　

おわりに

100均のソーラパネル直結でRaspberry Pi Pico を駆動できることが分かりました。
しかし日中クリーンエネルギーでラズパイLチカして何になるのだという話です。
分解しないでガーデンライトとして使用したほうが意味があります。

いいえこの経験は今後の私の人生になにかしら良い影響があるはずです。そう思わせておいてください。

TINY EXPANSION BOARD for Spresenseのように広い入力電圧範囲が実現されればソーラパネルの選択肢もひろがり、応用もききそうです。

なんせSpresenseにはGPS搭載されていますのでリアルタイムに時刻がとれ
真のバッテリレスでのロガーが作れる可能性があります。

入力電圧範囲の広い良い昇降圧DCDCが入手出来たら、私もSpresenseでバッテリレスロガー作ってみたいです。

追記

Spresenseも動かしてみた(21/4/21)

100円ガーデンライトのソーラーを２個シリーズに接続してSpresenseに直結してみました。

 

 

 

 

 

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なんとこちらも動きましたね！

Spresenseのメインボードの電源入力は
　・動作推奨電圧：3.6V～4.4V
　・最大絶対定格電圧：7V
とのことです。

100円ガーデンライトのソーラーを２個シリーズに接続して日光に当てると、無負荷で5Vほど出力しました。

Spresenseは４つのLEDを点灯させるサンプルコードを書き込んでおり
3.6V入力で10ｍAほど 約0.04Wの消費で非常に低消費電力でした。

Spresenseが低消費電力設計がなされているため、100円ガーデンライトのソーラー２個でも駆動できたと考えられます。

これにGPS動作や外部周辺機器をつけてどれほど消費電力が増すのかが興味深い点ですね。

次の記事

100均のソーラーパネルと SPRESENSE でバッテリーレス ロガー製作

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