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Arduino MKR WiFi 1010 ベランダ太陽光発電 温湿度センシング検討

2021/9/22からベランダに設置している、太陽光発電 気象観測システムが止まることなく無事に北海道の厳しい冬を越すことができたことを前回報告させていただきました。

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長い冬が終わり気温が上がってきまして、ずーっと保留にしてきた比較的気温が高い時に発生する温度と湿度の値の跳ね上がり現象が現れ始めました。

 

腰を据えてこの問題と向き合いましたので報告いたします。

 

 

温湿度センサ交換

これまで温湿度センサはDHT11からDHT22にかえて運用してきましたが、いずれも値の跳ね上がり現象が発生しています。

Arduino MKR WiFi 1010 をソーラで楽しむ 3 -温湿度センサ変更-

新温湿度センサ SHT31 

凝りもせず再び温湿度センサを変えてみました。

https://github.com/adafruit/Adafruit_SHT31

 

 

しかし、結果は変わらず日中に値が上昇する結果となりました。。。

ということは日中お弁当箱の中は確実にこの温度になっているということです。

 

お弁当箱 加工

お弁当箱を百葉箱のように通気性がよく直接日光が当たらないように工夫しました。
側面に穴を複数開けて、フタにプラ板で天井を設けました。

あっさり解決しました。。w

屋根が効いたようです。早く気づけよという話ですね。。。

温湿度センサのDHT11とDH22  疑ってごめんなさい 😥 

 

引き続き運用続けます。

汚し塗装 ーガンプラへの道4ー

前回はエントリーグレードのガンダムにスジボリ~デカール貼り~トップコートを実施してきれいに仕上げました。

ガンプラへの道 爆誕

 

 

ここでは汚し塗装に挑戦します。
せっかく綺麗に作れたのでちょっと勇気がいりますが今後のためにも効果を確認したいと思います。

 

ウェザリング

塗料をうまくのせて、機体を使用感のある風合いをだすウェザリング(風化)を実施します。

 

ウェザリング用の塗料は色々存在するようで、以下のアイシャドウのような商品もあります。面白いですね。

 

ウェザリングに関しましては以下の動画が非常に参考になりました。

 

ダイソーでアイシャドウと化粧筆を購入して早速機体を汚してみました。

 

アイシャドウパレットの暗めの色を選んで筆でポンポン塗っていきました。
しかしちょっと色の載りが薄いので上記動画を参考にダイソーのパステルの黒を筆にこすりつけて載せてみました。

 

影っぽく粉を載せて、つや消しトップコートしました。

 

素組みと比較すると、良い感じに色に深みが出て成型色ベースでもここまでイケるのかと感動いたしました。

 

チッピング

次に装甲が削れて塗装がはがれたような表現を施すチッピングに挑戦します。

ダイソーのアクリル塗料(白と黒)つかってサッシのすき間埋めスポンジで機体のエッジに対してポンポンしました。

 

効果抜群で楽しくて ちょっとやり過ぎましたwww
ウェザリング時と同様にトップコートして仕上げました。

 

エッジが立ってめっちゃかっこよくなった!

 

おわりに

ここでは汚し塗装に挑戦いたしました。

ウェザリング、チッピング共に効果抜群でかなり興奮しています。

 

ボディーは成型色のままですが汚しによって全体の色の印象がガラッと変わりました。

 

 

各工程の効果を確かめながら この道を進めてきました。

 

初めてということもあり道具は極力ダイソーで安く済ませましたが、良い感じにかっこよく仕上がって嬉しいです。
正直 正規のツールが欲しくなってきているので、今模型屋に行くと散財してしまいそうです 🙄 

エアブラシ塗装もやってみたいな。。

ディテールアップと仕上げ ーガンプラへの道3ー

前回はエントリーグレードのガンダムに部分塗装と穴埋め加工を一通り施しました。

ガンプラへの道 爆誕

 

今回はディティールアップとトップコートによる仕上げを実施いたしました。

 

 

スジボリ

機体表面にパネルラインを追加する”スジボリ”作業をやってみました。

まずは鉛筆で下書きしてデザインを検討

 

クリアファイルを切ったモノを下書きのデザイン通りに切って両面テープで固定してガイドにしました。

 

スジボリ用のガイドテープは市販もされていますが。。

 

クリアファイルを使用する方法は以下を参考にさせていただきました。
クリアファイル家にあまりまくってるので、これは非常によい利用方法ですね!

 

キットのモールドや逆エッジを彫り込んだ時と同様に まち針を芯代わりに仕込んだシャーペンでスジボリしました。

初めてなりに頑張った 🙄 。

 

一通り全身にスジボリを施して墨入れしました。
RGのガンダムを何となく参考にして彫っていきました。

 

左:素組み 右:製作品

 

スジボリによってグッと巨大ロボットらしくなりました♪

こんなに効果あるならちゃんとした道具揃えてもっと練習したいな。

 

デカール貼り

エントリーグレードのガンダムにはシールやデカールはついてないのでRG用のデカールを購入いたしました。

 

デカールを貼る位置は以下を参考させていただきました。

 

通常の方法で水につけて貼っていったのですが、 貼り付け後の水抜きが不十分であったり 凹凸ある個所は乾燥後にポロっとはがれてしまいました。。

 

そこでデカールを軟化させつつノリで付けるマークセッター を購入しました。

 

マークセッター を使用したデカールの貼り方は以下を参考しました。

 

めちゃめちゃかっこよくなった!!!

 

トップコート

最後につや消しスプレーしました。

 

2回スプレーしました。

 

わかりにくいですが、色が落ち着いてデカールも馴染みました♪

 

正直トップコートの効果についてよく理解せずにネット情報に従い世間体でスプレーしてみたのですが、結構変化が大きくて驚きました。

表面がすこしざらついて実体感が増しました。

 

おわりに

今回はスジボリ~デカール貼り~トップコートを実施しました!

 

メチャクチャかっこよくなった!

 

前回も含めて 各工程の効果を知ると もう素組みには戻れないなぁ。。
ドンドンおもちゃ感がなくなっていくんだもん

 

次は汚しに挑戦かなぁ。

部分塗装と穴埋め ーガンプラへの道2ー

前回、ガンプラ作りたい欲を抑えきれず”ガンプラへの道”を開通し基本工作による組み立てを実施しました。

ガンプラへの道 爆誕

 

 

ここでは部分塗装と穴埋めに挑戦いたしました。
塗装のために一部工作も施しましたので報告いたします。

 

 

頭部バルカン

頭部のバルカンを黄色く塗りました。

黄色を入れただけでかなり印象が変わりました!

黄色にはダイソーで買った油性マーカーを
またまたダイソーで買ったネイルアート用の細筆で塗りました。

 

ただこの黄色 あまり載せるとドロドロになるので薄く載せる必要がありました。
ちゃんとしたエナメル塗料とかガンダムマーカのほうが良いと思う。当然だけど

 

穴埋め

シールドやスタンドを差しこむ穴と目立つ肉抜き穴を埋めます。

首関節

首関節の後ろの肉抜き穴を レジンで埋めました。

 

ダイソーのUVレジンを使用しました。

 

紫外線照射で硬化

 

関節は後で塗装します。

前腕 両サイド

前腕両サイドに空いたシールド固定用の穴を埋めます。
シールドを固定しない3か所を同色のランナーを短く切って埋めました。

ランナーがピッタリハマります。

 

少しへこんだ状態でハメて接着してデザインとしました。

腰部

スタンド固定用の穴を隠します。
ランナーのタグの表面をやすって同色のプラ板つくって接着して隠します。

 

作製したプラ板をちょうどいいサイズにカットしてスタイリッシュに斜めにはめ込んで穴を隠しました。

 

関節・装甲裏 塗装

関節や装甲裏を水性ホビーカラー焼鉄色で塗装します。

 

 

はみ出たところは乾燥後に表面を削ったりマジックリンを綿棒につけてふき取りました。

 

筆と塗装クリップはダイソーで購入しました。ほんとになんでも売ってるよ ダイソーは。

 

バックパック

同色のランナーをマイナスネジのように加工して穴を埋めました。

 

エントリーグレードのガンダムのバーニアスラスタはバックパックと一体となっています。

 

バーニアとバックパックの接合部を掘り出して分割されているように整形しようとしたけど。。。

 

上手くいかないので切り取っちゃった。 もう後戻りできない

 

同色のランナーのタグの表面を平らにしてプラ板にして切り取った部分の壁にしました。

バーニア加工

切り取ったバーニアを削って先端のみにしました。

 

根元は3Dプリンタで出力しました。

 

それぞれ接着してバーニア完成!

塗装

バーニアはダイソーの銀色油性マーカで塗って、中の丸はマッキーで黒くしました。
3Dプリンタの積層痕がいい感じに作用しました♪

 

バックパックは水性ホビーカラー 焼鉄色で塗り、穴あけパンチしたマスキングテープで銀色マーカを塗り分けました。

 

 

ライフル

ライフルの先端に穴を開けてモールド削って 裂けた状態にしようと思いましたが。 カッター入れたら先端もろとも切り取っちゃった。。

 

仕方ないのでランナー削って先端部品にして瞬着しました。

 

スコープ裏の肉抜きはレジンで埋めました。

 

塗装して完成

 

おわりに

部分塗装と穴埋め加工が一通り終了しました。

 

前回の素組みから墨入れしたような劇的な変化はないのですが、細部がグッとかっこよくなりました。

 

次回はディテールアップに挑戦して更にかっこよくしたいと考えております。
ならんかもしれないけど。

ガンプラへの道 爆誕

長男くんがプラモデル製作を楽しむようになり(私も積極的に買い与えるので)、嬉しく眺めていたのですが。。。

最近ドンドン自分でも作ってみたい欲が高まっておりまして
長男くんのプラモデルを修正するなどして満たそうとしておったのです。

 

しかし、欲は日に日に増し。もう我慢の限界!
ここに”ガンプラへの道”の開設を宣言します。

ここ数年はYoutubeでガンプラ作製・改造動画ばかり観ていました。
人が作業している様子を見てるのが結構好きで、昔は料理動画なんかにもハマっていました。

趣味の電子工作の製作中はだいだい ガンプラ動画垂れ流しで作業しておりました。
ながら観とは言え知識ばかりが入ってきてアウトプットしないもんだからこの度 暴発したという格好でしょうか。

 

 

この道の目標

この道の目標は以下の通りです。

  • 組立て時の基本工作の技術を身につける
  • キットの加工技術を学ぶ
  • 部分塗装方法を検討する
  • ウェザリングなど汚し塗装を学ぶ
  • 3Dプリンタの利用や電子工作技術との融合の模索

プラモデル自体 久しく作っていませんし、子供のころ作っていた時も凝った工作などはしていなかったので
かなり長く険しい道になりそうですが ゆっくり学びながらやっていきたいと考えています。

ガンプラ製作に必要なツールはほとんど持っていないのでそろえなくてはいけないのですが、最初は安価で手軽に用意できるもので実施し徐々に買い足していこうと思っています。
近所にダイソーがあるので100均商品で代用できるものは積極的に使用したいと思います。

 

製作キット

この道のはじめに使用するキットはENTRY GRADE ガンダムとしました。
低価格で入手性も良く、キットのできも素晴らしいです。

 

このキットは以前に長男くんが製作したもの(一部パーツ紛失してるけど。。)があるので素組みの状態を把握していますし、そもそも作りやすいキットなので工作の検討も容易であると考えました。

 

本当はHGUCのジム(定価 770円)が良かったのですが、すごく高くて諦めました。
近年のガンプラはこの辺の問題もあるので気を付けないといけませんね。

 

参考動画

この度 参考にしたガンプラ製作動画は たくさん観まくったためにどこが出典か明確にできないほどなのですが、
以下は特に勉強になった動画です。

 

 

 

 

基本製作

いよいよ製作にはいります。基本工作での組み立てを目指します。

通常は全パーツのゲート除去や表面処理実施後に組み立てて墨入れなど実施するのでしょうが、今回は初めてなので部位ごとに分けて作業の効果をみながら そして練習しながら進めました。

頭部

一番重要な頭部ですが、我慢できずに最初に工作しちゃいましたww

左:素組み 右:製作品
基本工作で手を加えるとこんなにカッコよくなるんですね!

 

実施した工作は以下の通り

  • ゲート処理・表面処理
    ランナーから切り離した部分とパーティングライン(金型の分割面の名残) を消しました。
    大きなゲートあとはカッターでやさしく削ってやすりました。ヤスリには爪用ヤスリを使用して仕上げました。
    いずれもダイソーで購入したものですが問題なく使えました。


     
     

  • アンテナ ピンとする
    先端をニッパーで切ってやすって尖らせました。
    ニッパーはもともと所有していた以下を使用
     
  • 墨入れ
    モールドやエッジに墨入れしました。
    墨入れには ガンダムマーカー 流し込みスミ入れペンを使用しました。
    これ面白くて乾いてから はみ出た個所は消しゴムで消せます。
     
    エッジにはより墨が入りやすくするために事前にスジボリの要領で削りました。
    スジボリはネットで見た方法で シャーペンにまち針 仕込んだやつで実施しました。
    これらもダイソーで購入し、芯を出す要領で針を出して エッジやモールドをなぞりました。

     
     

  • 後ろのカメラ部分塗装
    赤油性ペンで塗っちゃいました。

フューチャーワーク

両サイドのバルカンには何もしてないのですが、黄色で 部分塗装したいです。

ボディ

左:素組み  (ジョイント木工用ボンドできつくしてる)  右:製作品

頭部と同様に表面処理 ・ゲート、パーティングライン除去 ・墨入れを実施しました。

 

フューチャーワーク

バックパックはなにもしてないので部分塗装や工作追加でかっこよくしたいです。

腕も同様に工作して上半身完成

左:素組み   右:製作品

 

腰部

組んだ時にピシっとなるように ハメられる側の淵を油性ペンで黒く塗ってみました。

フューチャーワーク

腰部の真下にスタンド用の穴があいてるので 加工で塞ぎたい

下肢の前面と裏面に合わせ目が出るので、タミヤセメントで合わせ目消しを実施しました。

 

タミヤセメントを両部品の接着部にたっぷり塗ってムギュっと接着

 

丸一日乾燥後に表面処理実施で合わせ目が消えました!!

全体完成

その他の足の部品も同様に工作して、全体完成!

左:素組み   右:製作品

 

やはり、手を加えると髄分カッコよくなります!!

武器

シールドははめ込むパーツのゲートが隠れるような 設計だったため処理は楽でした。

 

 

ライフルは半分で合わせ目が出るので、下肢と同様に合わせ目消しを実施しました。

 

フューチャーワーク

シールド裏とライフルは塗装したい

 

完成

ひとまず基本工作での組み立てが完了しました。

パーツごとに工作の効果を確かめながら進めたので非常に勉強になり楽しかったです。

丁寧に処理すると本当にカッコよくなるので、ヤスリがけ等の基本工作はマスターするべきだと痛感いたしました。

 

おわりに

ひとまず完成しましたので、今後は部分塗装やディテールアップなのでさらにかっこよくしたいと思います。

目標に向かってしっかりこの道を歩いていきたいと思います。

Arduino MKR WiFi 1010 ベランダ太陽光発電 気象システム 無事越冬

2021/9/22からベランダに設置している、太陽光発電 気象システムが止まることなく無事に越冬できました。

Arduino MKR WiFi 1010 をソーラで楽しむ 1 -ベランダ気象データ測定-

 

 

 

気象システム

システムのおさらいです。
Arduino MKR WiFi 1010 に温湿度センサと気圧センサを接続し、LiPoバッテリを8Wソーラパネルで充電しながら運用しています。
10分おきに起床してLiPoバッテリ電圧とソーラ発電電圧と気象データ(温度、湿度、気圧)をUDP送信してスリープします。

 

  • Arduino MKR WiFi 1010

     
  • 温湿度センサー DHT22

     
  • 大気圧センサーモジュール BMP280

     
  • LiPoバッテリ 1200mAh

     
  • 8Wソーラパネル (6V用)

パワーマネージメント

Arduino MKR WiFi 1010には入力定格22VのパワーマネージメントIC BQ24195Lが搭載されており、コントローラ用のロジック電源生成とLiPoバッテリの充電動作を実施しています。

高い入力電圧耐圧のBQ24195Lのおかげで開放電圧10.8Vの8W出力のパネルソーラパネルを直接Vinに接続することができ、LiPoバッテリを充電しながらの長期運用が実現できました。

但しArduino MKR WiFi 1010のオフィシャルVin最大定格は6Vです。
実施の際は自己責任で宜しくお願い致します。

参考

 

無事に越冬

本システムをベランダに置いて2021/9/22から運用し、
2022/3/17まで止まることなく動き続けています(176日連続動作)。
引き続き運用していく予定です。

気温

気圧

湿度

LiPoバッテリ電圧

ソーラパネル電圧

 

データをブラウザでみえる化

お母ちゃんに気象システムからのデータをブラウザから見れるようにしてもらいました。

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これで端末からいつでも気象情報をチェックできます。

 

氷点下時のバッテリ電圧

気温が-8℃以下になるとバッテリ電圧の低下がみられました。

気温

LiPoバッテリ電圧

 

ソーラパネルからの電圧は普段通り供給されているので、低温によるバッテリ電圧の低下といえます。

ソーラパネル電圧

 

バッテリ電圧低下時でも3.8V以上を保持しており、システム動作に異常はありませんでした。
気温が-10℃以下になると危なかったかもしれませんが、今冬は無事に超えることができました。

 

トンガ火山噴火 衝撃波

2022/1/15のトンガ火山噴火の衝撃波による気圧変化を本システムでも観測しました。

 

 

逆方向と2周目の3回のピークを観測しました。
これには非常に驚きました。

 

 

温湿度センサ

観測当初から見られた温湿度センサの値の跳ね上がり現象がここ最近再びみられるようになりました。

 

同様に湿度にもピークが出るので温湿度センサDHT22の何かに起因しているものと考えています。

 

こちらはセンサ交換も視野に入れつつ、原因検証すすめます。

 

おわりに

Arduino MKR WiFi 1010 ベランダ太陽光発電 気象システムの長期運用状況について報告いたしました。

すでに冬を超えて半年近く動作しています。
特殊機材の追加なしにマイコンとソーラとバッテリとセンサのみで実施できる非常に経済的なシステムであるといえます。

今後は温湿度センサのピーク値の原因解明と現行では10分おきのデータ取得周期を消費電力と相談しながら縮めていこうと考えております。

Arduino MKR WiFi 1010 をソーラで楽しむ 5 -8Wソーラ再測-

前回はバッテリ配線を修正し、ダイソーのガーデンライトソーラでの運用結果を報告いたしました。

Arduino MKR WiFi 1010 をソーラで楽しむ 1 -ベランダ気象データ測定-

 
ここでは8Wソーラで再実験いたしましたので報告いたします。

 

8Wソーラで気象データ測定システム再実験

8Wソーラは以下を使用し、Arduino MKR WiFi 1010に給電します。
いつも通りベランダで運用。

 

センサとして温湿度センサと、気圧センサを接続します。

  • 温湿度センサー DHT22

     
  • 大気圧センサーモジュール BMP280

     
  • LiPoバッテリ 1200mAh

 

運用状況

2021/9/22の朝から8Wソーラでの運用を再開いたしました。

気温が高く30度以上となるときに温湿度センサの値に乱れがありますが、おおむねよく測れています。

 

ソーラ発電電圧及びLiPoバッテリの電圧の状況は以下の通り

我が家のベランダは東向きで午前中しか直射日光が得られないのですが、
バッテリも良く充電されており ずーっと4V以上のフル充電で運用できています。

 

おわりに

現在までで12日以上動いてくれています。

バッテリ電圧の低減もなく発電量も十分なようです。
クリーンエネルギーによる電気代ゼロの気象データ測定システムが実現できたかもしれません。

あとは冬。ここは北海道

地獄の寒さで本システムがどうなるか非常に楽しみです。
(ヒータの検討しといたほうがいいかなぁ??? 🙄 )

追記

2021/10/17 運用25日経過

2021/11/4 運用43日経過

 

日照が無い日は当然バッテリ電圧低下していますが、日照時にしっかり充電できています。安心ですね。

2021/11/26 運用65日経過

2021/12/18 運用87日経過

Arduino MKR WiFi 1010 をソーラで楽しむ 4 -ダイソーのソーラ再測-

前回は8Wソーラで運用したArduino MKR WiFi 1010気象データ測定計の温湿度センサの変更を報告いたしました。

Arduino MKR WiFi 1010 をソーラで楽しむ 3 -温湿度センサ変更-

更においじりしましたので報告いたします。

 

 

バッテリ配線修正

前回からしばらく運用していたところ電圧が不安定に低下する現象が発生しました。

そこでバッテリの配線をArduino MKR WiFi 1010のコネクタではなくジャンパを半田付けして接続することにしました。

 

そうしたところバッテリ電圧の低下現象は改善され、
メチャクチャ元気になって常にフルチャージ状態になりました。

 

実はArduino MKR WiFi 1010のコネクタとLiPoバッテリの端子の接触の悪さは当初から気になっており
以下のようにマスキングテープで固定しながら使用していました。。

屋外なめんなって話ですよね。

 

ダイソーのソーラで再測

バッテリの接触が改善され8Wソーラで常にフルチャージ状態になったので、
以前10日で終了してしまったダイソーソーラによる運用を再検証してみることにしました。

もしかしたらバッテリ接触不良のために長期運用ができなかった可能性があります。

結果

残念ながら前回同様にバッテリ電圧はグングン低下し 12日ちょいで停止しました(9/8  21:57 ~ 9/21  14:29)。
バッテリの接触の影響はさほど大きくなかったようです。。。

そもそも発電電圧が4V程度で低いですよね。
仮にダイソーソーラ(300円)を3個シリーズにして電圧を上げても、
コストが900円となり それであれば少しお金を足して性能明確なパネル使ったほうがいいですよねぇ。

 

前回 温湿度センサを変えましたが、やはり高温時に異常値示してますね。。。
温湿度センサは違うタイミングで変更検討します。

 

おわりに

ここではバッテリの接続を改善して再度ダイソーソーラでArduino MKR WiFi 1010気象データ測定計を運用してみました。

残念ながらバッテリの接触の影響はそれほど大きくなく前回と同じような結果に終わりました。
結局 ダイソーソーラの2個シリーズでは発電量が足りないのです。

また8Wソーラで運用実験します。

マイクロサーボでロボットアームを楽しむ

以前、製作したロボットアームを低価格で使いやすいマイクロサーボでも作ってみました。

自作コントローラで制御 ーロボットアーム自作への道5ー

 

 

動作

早速動作をご覧ください。前回同様にコントローラで制御しています。

 

ダイソーのお絵描きボードに固定して字を書いてみました。
トルクが足りず消去ツマミを引き戻すのは難しかったです。

 

 

構成

構成はサーボの種類が異なるのみで 前回と同じです。
コントローラは可変抵抗で構成。

部品

  • Arduno UNO

     
  • マイクロサーボモータ

     
  • 可変抵抗 10kohm

 

マイクロサーボ

マイクロサーボはトルクも機械強度も小さいです。
今回ロボットアームを作るにあたり機構に工夫を凝らしました。
治具は3Dプリンタでこしらえました。

 

 

 

スムージング

Twitterで面白い施策が紹介されていました。

 

制御信号に対してLPF的な遅れをもたせてサーボで生物的な動きを実現するものです。

 

早速ロボットアームに導入して比較してみました。

機械的な急峻な動きが緩和され、生き物のような柔らかみのある動作が実現できました。

 

 

Arduino MKR WiFi 1010 をソーラで楽しむ 3 -温湿度センサ変更-

前回はArduino MKR WiFi 1010を充電・駆動するダイソーのカワイイ ソーラパネルをガチの8Wパネルに変更して運用してみました。

Arduino MKR WiFi 1010 をソーラで楽しむ 1 -ベランダ気象データ測定-

ここでは温湿度センサを変更してみたので報告いたします。

 

 

温湿度センサ DHT11

これまでは温湿度センサとして以下のDHT11モジュールを使用してきました。

 

以下はDHT11モジュールでベランダの温湿度を計測した結果です。

気温が30℃以上でデータが乱れております。

 

以下は気圧を追加してプロットしたグラフです。気圧は別センサで測定しています。

 

更に以下はソーラ電圧を追加してプロットしたグラフです。

 

上の二つのグラフから温湿度センサのデータの乱れは別センサやマイコンで測定した電圧との相関がないため、
温湿度センサ固有のものであると考えられます。

 

温湿度センサ DHT22

センサを変えてデータの乱れが改善されるか確認してみました。

DHT11より温度動作範囲が広いDHT22を試してみました。

 

以下が変更時のベランダの温湿度測定結果です。

変更後も高温時に若干データの乱れが見えますね。。。なんだろコレ?
温度がピークを迎えてちょっと下がった時にデータが乱れているようにみえます。

もう少し様子見ますが札幌はどんどん気温が低下しているのでデータの乱れは観れないかもしれませんね。。。

しかし動作温度範囲の広いセンサになりましたので低温時も安心ですね。
冬はむしろマイコンやバッテリの動作が心配ですが。。

Arduino IDEコード

温湿度センサは以下のライブラリを使用させてもらっていたので
 https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library

#define DHTTYPE DHT11 から
#define DHTTYPE DHT22
に変更するだけで動作しました。

 

動作

以下は8Wソーラに変更後の動作の様子です。

 

バッテリも順調に充電され4V付近をキープしています。 

 

おわりに

ここでは温湿度センサを変更してみました。

高温時に温湿度センサのデータの乱れがありセンサを変えてみましたが、改善はありましたが根絶はできませんでした。
故に原因も謎です。

今回は上位版のセンサを試したので、全く別のセンサも検討することを頭の片隅に置きつつ運用していきたいと思います。

これからは低温との戦いとなるかと思います。

Arduino MKR WiFi 1010 をソーラで楽しむ 2 -ソーラパネル変更-

前回はArduino MKR WiFi 1010をダイソーのソーラーで駆動して
気象データ測定計としてベランダに配置して運用してみました。

Arduino MKR WiFi 1010 をソーラで楽しむ 1 -ベランダ気象データ測定-

ここではその後の結果と進捗を報告させていただきます。

 

 

ダイソーソーラパネルでの運用

前回の構成での最終結果です。
10分おきに起床してLiPoバッテリ電圧とソーラ発電電圧と気象データ(温度、湿度、気圧)をUDP送信してスリープします。

8/17 22:48から08/27 2:11の約10日間 頑張って動作してくれました。

我が家のベランダの方角的に長時間の日照が得られないこととダイソーのカワイイソーラパネルの発電量では必要電力をまかなえず、徐々にバッテリ電圧が低下しています。

MKRWiFi1010 はWiFi OFFでSleepしても6V入力で15mAほど消費します。
WiFi通信時の電力無視して更にLiPoバッテリ(1200mAh)がフル充電してたとしても
3.7V × 1200mAh ÷ 6V × 15mA = 49.3h
と 約2日しか持たないはずなのでダイソーソーラはよく頑張ったと言えます。

 

得られた気象データは以下

 
気温が30℃以上になると温度、湿度共に乱れる結果となっています。

今後 もっと温度動作範囲の高い温湿度センサを検討したいと考えております。

 

ソーラパネル変更

ソーラパネルの出力を上げることにしました。

開放電圧10.8V、8W出力のガチパネルを使用します。

 

ソーラパネルだけを変えて同様にベランダで運用してみました。

Arduino MKR WiFi 1010のオフィシャルVin最大定格は6Vです。
実施の際は自己責任で宜しくお願い致します。

 

運用状況

取得データを以下に載せます。

 

バッテリ電圧の低下も観られず非常に順調に運用できています。
電気代ゼロの永久なる気象データ測定システムが実現できたかもしれません。
楽しみながら経過をみたいと思います。

 

おわりに

ソーラパネルを変更しての気象データ測定システム運用を開始いたしました。
経過をたのしみにみてゆく所存です。

温湿度計が高温時に異常値を示すので、冬の氷点下がやってくる前にセンサ変更検討したいです。

Arduino MKR WiFi 1010 をソーラで楽しむ 1 -ベランダ気象データ測定-

今夏 Arduino MKR WiFi 1010が国内でも購入できるようになりましたね。
2, 3年前にでた製品だと思うのですが技適で発売が遅れに遅れたんでしょうね。恐らく。

 

 

Arduino MKR WiFi 1010 を購入

Arduino MKR WiFi 1010はWiFi/Bluetooth接続可能なArduino公式のマイコンです。
いまどきはWiFi/Bluetooth内蔵マイコンは珍しくなく強く欲しいとも思わなかったのですが、構成を紐解くと非常に興味深いパワーマネージメントICが載っていることがわかり購入に至りました。

Arduino公式マイコンなんて何年ぶりに手にしたことでしょう。

技適マークは箱にシールで貼ってあるだけでした(そんなんでいいんだ。。)

PMIC : BQ24195L

Arduino MKR WiFi 1010にはパワーマネージメントIC BQ24195Lが搭載されていました。

BQ24195Lはバッテリチャージコントローラとチャージ電圧を生成するDCDCコントローラが内蔵されたシステム電源です。

BQ24195Lの入力電源 (VBUS) の定格が22Vと高く可能性を感じArduino MKR WiFi 1010購入の決め手となりました。
(しかしArduino MKR WiFi 1010の電源入力推奨定格は6Vとなっております。)

参考

 

ソーラー発電で運用

入力耐圧が高くバッテリチャージ機能のあるシステム電源が載っているということで
ソーラー発電による運用を思い立ちました。

(前述の通りArduino MKR WiFi 1010のオフィシャルVin最大定格は6Vです。
実施の際は自己責任で宜しくお願い致します。)

構成

Arduino MKR WiFi 1010 に温湿度センサ、気圧計を接続しました。

 

 

ソーラパネルにはダイソーの300円ガーデンライトのものを2つシリーズにして使用しました。
ソーラ発電電圧は抵抗分圧してアナログ入力ピンで計測します。

動作概要

Arduino MKR WiFi 1010で検出したデータ(バッテリ電圧、ソーラ電圧、気圧、温湿度) を10分おきにUDPで自宅サーバに送信します。
ベランダに配置して運用します。

 

UDP送信後にWiFiを切ってスリープし10分後に起床しWiFi接続→UDP送信を繰り返します。

スリープ&WiFi OFFすることでかなり消費電力を減らすことができました。

消費電力はザックリ以下のような感じです(Vin = 6V)。
・WiFi ON:50 mA
・WiFi OFF:22 mA
・WiFi ON & スリープ:30mA
・WiFi OFF & スリープ:15mA

Arduino IDE コード

 

参考

 

結果

数日運用してみました。

 

 

ダイソーのカワイイソーラーでは発電量が小さいらしくLiPoバッテリを充電できるほどではないようで無日照時に徐々にバッテリ電圧下がっています。何日もつかな 🙄 ?

我が家はベランダが東向きなので晴天時でも日照短いのがすこし悩みどころでもあります。

ベランダの気象データが取得でき大変興味深いです。
しかし温湿度センサが30℃超えると誤動作しているようです。。。
まぁ北海道は年の半分冬だしいいか。。。

 

おわりに

現在Arduino MKR WiFi 1010をソーラー駆動での気象データ測定計として運用中です。

Arduino MKR WiFi 1010というよりもうほとんどパワーマネージメントIC BQ24195Lの評価ボードとして楽しんでいる感もありますが、無線機能がやはり非常に便利です。

現状ですと徐々にバッテリ電圧が低下しているのでいつか落ちてしまうと思います。
次回はソーラパネルの検討を実施したいです。
また温湿度計もなにかいいものがあれば変更するかもしれません。

 

追記

2021/8/22

徐々にバッテリ電圧が低下しております。。

5W ソーラーパネルと ESPマイコン でバッテリーレス ロガー製作

前回はSPRESENSEにソーラパネルを直結してロガー動作を楽しみました。

100均のソーラーパネルで Raspberry Pi Pico を駆動

SPRESENSEの低消費動作によって日中のソーラー駆動を確認でき、データはSDカードに保存しました。
しかし、データ取得にいちいちSDカードの回収が必要となり、シンドイのでここではESP32やESP8266を用いてデータをWiFiで送信できないかを検証してみました。

 

 

ESP32

ESP32にソーラパネルを直結してWiFi接続し、サーバへデータをUDP送信するシステムを構築しました。

構成

ソーラパネルの発電電圧を所得するために、抵抗分圧してIOに入力しています。

 

動作

WiFi接続してUDPでサーバにソーラパネルの発電電圧を送信します。

ESP32はWiFi送信時に約0.5Wほど消費し、晴天時の直射日光を受けれたときのみ動作しました。

我が家のベランダは東向きで午前中しか直射日光が入りませんので、以下のように晴天時の午前中のみ動作しています。

 

ESP8266

ESP8266のほうが消費電流が安定しているという情報をいただきましたので、こちらでも試してみました。

構成

 

 

動作

ESP32同様に直射日光が照射されたときに動作しています。
しかし、たまに起動不良を起こし長時間の連続動作はできませんでした。

ちょっとリセット等のボードの構成の理解が足りていないかもしれません。

 

 

おわりに

ここではESPマイコンのソーラ直結しWiFi通信を試してみました。
さすがに消費電力が大きいのでさらに大きいパネルを用いる必要がありそうです。

もしくはこの場合は以下の応用のように普通にバッテリ使用するのが良いかもしれませんね。

ハエトリソウ捕食監視システム

5W ソーラーパネルと SPRESENSE でバッテリーレス ロガー製作

前回は100均のガーデンライトのソーラーパネルを用いてバッテリーレス データロガーを製作しました。

100均のソーラーパネルで Raspberry Pi Pico を駆動

しかしソーラーの出力がさほど大きくなく曇り時や少しでもソーラーに影がかかると動かなくなってしまうため、長時間運用は難しいものでした。

ここではソーラーの出力を上げてみましたので報告させていただきます。

 

 

ソーラーパネル

手元に5W ソーラーパネルがありましたのでコレを使用して長時間動作を目指し再実験します。

こちらは開放電圧が約21.6VとSPRESENSEの入力電圧定格値 (7V)を大きく超えてしまうため、直結はできません。

 

昇降圧DCDC

そこでここではソーラーパネルとSPRESENSE間にコンバータを挿入することにします。

入力電圧範囲が2.7~22Vと非常に幅広い昇降圧DCDCコンバータを購入いたしました。

 

I2Cでも出力電圧を設定できる低価格なDCDCコンバータです。

 

ここでは実装されているポテンショメータで出力電圧を4Vに固定して使用します。

 

データロガーシステム構成

5Wソーラーパネルを昇降圧DCDCコンバータに入力して出力電圧を4Vに設定してSPRESENNSEに供給します。

 

 

 

ベランダで運用

早速ロガーをベランダに置いてみました。

SPRESENSEの動作コードは前回と同じです。
GPSで時刻を取得して時刻とその時のSPRESENSE電源電圧をSDカードに記録して、60秒スリープし起床を繰り返します。

結果

SDカードを回収しデータを観ます。

 

なんと5:18~16:30までのデータが取得できていました!

我が家のベランダは東向きで直射日光が降りそそぐ時間は長くても11時くらいまでであり、しかも観測した日は曇りがちの天気でした。

それにも関わらずこの長時間動作を実現できたのはソーラーパネルの出力を上げれたためです。
(もちろんSPRESENSEの低消費電力動作も大きく貢献している)

データとしてはDCDCの出力電圧 4Vを得ただけなのでさして面白くはないですねw

 

おわりに

ソーラーパネルの出力を上げることによって、バッテリーなしでも日中SPRESENSEの長時間動作が実現できることが分かりました。

しかし、SDカード回収によるデータ取得になるため、かなり不便です。

次回はこのシステムでESP32を駆動してWiFiでデータをUDP定期送信してみたいです。

追記

2021/5/1

以降も継続してベランダに配置してデータみてみました。

観測日は天候も良くなく アメダス によりますと1日の日照時間が

 4/29:3.4時間
 4/30:0時間
 5 /  1:0.9時間

とかなり悪条件下でした。5/1については15:00以降にやっと日が出たので東向きの我が家のベランダでは直射日光はほぼありませんでした。

しかし、悪天候でもそれなりに動いてくれることがわかりました。

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

前回は100均のソーラーパネルで Raspberry Pi Pico を駆動してみました。

100均のソーラーパネルで Raspberry Pi Pico を駆動

このときSPRESENSE も動かしてみて報告しています。
ここではSPRESENSE でロガーを製作してみましたので報告させていただきます。

 

 

前回のおさらい

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Lチカ動作させてみました。

SPRESENSE のメインボードの電源入力
 ・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。

 

GPS

SPRESENSEにはGPSが搭載されています。
そこでGPSからの時刻取得を試してみました。

衛星信号を受信して現在時刻の取得を確認できました。
ちなみにこちらの実験はスマホからUSBホストケーブルで給電&シリアルデータ受信してSerial USB Terminalで表示しています。

GPSを動かしてもSPRESENSEは0.05Wほどしか消費しませんでした。
さらにクロックを156MHz から32MHzに下げたところ0.03Wまで低消費電力化できました。

あらためてSPRESENSE凄いです!

参考

 

ロガー製作

低消費でGPSから時刻が取得できることがわかりましたので、完全バッテリーレスのロガー実現を目指します。

ここでは、ソーラをSPRESENSEに直結してソーラの出力電圧と時刻をSDカードに記録するロガーを作ります。

以前にSDカードスロットを搭載した小型のSPRESENSE拡張ボードを購入しておりましたのでコチラを使用します。

 

GPSが時刻取得で入力電圧を測ってSD記録し1分スリープする動作にいたしました。

 

ソーラー電圧監視は以下を参考にLowPower ライブラリを使用しました。
 https://qiita.com/baggio/items/456b93bee54111f2fabf

 

ロガー動作

早速ベランダにロガーを設置してみました。

 

しかし、データは保存されていませんでした。。。
GPSは動作しているようですがSDカードを起動できてないみたいです。

出力の大きそうな300円ガーデンライトのソーラーに変更してみます。
2個をシリーズに接続しています。

 

 

しかしこれでもSDカード書き込みはできませんでした。。。

 

SDカード消費電力

SDカード書き込みに時の電力を測ってみました。

通常動作時は電源電圧3.6V印可で10mAを超えることはないのですが、SD書き込み時には16mAを超えていました。瞬間的にはもっと流れていそうです。

そこで、ソーラ出力にコンデンサを挿入いたしました。
日照量にもよるのでしょうが10uFではまだ足りなかったので
景気よく1000uFを挿入しましたところ無事SDカード書き込みが確認できました。

ロガーの最終的な構成

こぼれ話

消費電力を測定する際に間違って過電圧印可してしまいSPRESENSEを壊しました。。。

 

しょうがないので購入しました。もともと頂き物ですし。。。
toioもいただけたのでプラスマイナスゼロいやむしろ得したと思うことにします( ;∀;)。

 

Arduino コード

GPSで時刻更新後に入力電圧を計測してSDカードに保存して、60秒スリープし起床を繰り返します。

 

参考

 

結果

SDカードのログ(log.txt)は以下の通りです。

 

完全バッテリーレスでロガーができてしまいました!
当然電気代ゼロでしかもソーラーはダイソーで買ったものです!

面白いのでしばらく運用してみようと思います。

日中ベランダに置いといたのですが東向きで長時間の日照が得られず、
またベランダ柵の陰もかかるなどして10分しかデータとれてませんでした。。。

 

今回、日照次第でバッテリーレス&電気代ゼロでデータロガーができることがわかりました。

しかし、これまただからなんだ?という話です。
日中のソーラー電圧を測っているだけですし、仮に気温やガーデニング植物の土の湿度など意味ありげな数値を測れたとしてもSDカード回収が必要です。。。

次回やるならバッテリーレスでWiFiでデータ飛ばしたいな

100均のソーラーパネルで Raspberry Pi Pico を駆動

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

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。

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。。

 

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。

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
 ・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。

ダンボール キングギドラ コスプレ衣装の製作

去年はゴジラのコスプレでハロウィンパレードに参加して楽しんだ長男くん

ダンボール ゴジラ コスプレ衣装の製作

今年も半年以上前からハロウィンに どんな格好するかをいつも考えていたのですが。。。
残念ながら今年はハロウィンイベントが中止。。。

それでもずーっと楽しみにしていたのでコスプレ衣装の製作は実施いたしました。

 

 

製作準備

設計図。
今年はキングギドラになりたいとのことで夏ぐらいから計画していました。

部材購入

セリアでアルミロールシートとスティック状のプール浮き輪、PPシートを購入しました。

 

全身タイツ。大変似合っている。

 

製作

各パーツの製作過程を報告いたします。

ボディ

ダンボールにアルミロールシートを貼り付け、クリアイエロースプレーを塗って
ギドラの金色を表現しました。

 

PPシートを切って、ダイソーの金色ラッカースプレーで塗装しました。
なかなかきれいなゴールドを表現できました。

しっぽ

スティック状のプール浮き輪を切断し、アルミロールシートを巻き付け
クリアイエロースプレーで塗装し、ひもを通してしっぽを構成しました。

しっぽ先端にはダイソーで買った金色のハロウィンの装飾を付けました。

頭 両サイド

ギドラの両サイドの頭は手にはめます。

ダンボールで制作し、口はマグネットボタンで可動するようにしました。

 

頭には電飾を内蔵します。

 
目は赤LEDで光らせ、口の中にはフルカラーLEDテープを仕込みます。
CdSセルで周囲の輝度から口の開閉を検知してLEDテープをON/OFFさせます。
制御にはAdafruit Trinket M0を採用しました。

下あご内部はLED光が反射するようにミラーフィルムを貼っています。

 


 

頭 真ん中

センターはあたまにかぶります。

 
両サイドの頭同様に電飾を施します。
マイコンにはESP32を採用しBLEを介してスマホで口の開閉、LEDの色を制御できるようにしました。

 

 

完成

完成して装着して気づいた。。

これどうやっておかし受け取るの。。。?

でもまぁハロウィンイベントないし今年はトリートなしで残念でした 🙁 。

来年リベンジだ!!

チョベリグ金魚水槽システム

これまで地道に金魚水槽をカスタマイズしていき、管理システムはすっかり生活に溶け込んでおります。

今回は金魚水槽システムについてまとめます。

 

 

チョベリグ金魚水槽システム概要

本システムでできることは以下の通りです。

  • 水槽LEDの遠隔制御、水温、pHの測定
  • ESP32-CAMによる映像配信

金魚水槽監視システム製作開始 ーエッジAI活用への道 14ー

 

  • 水質データログ記録

pHセンサを味見 ーエッジAI活用への道 7ー

 

  • 遠隔エサやりユニット搭載

金魚水槽のフィルターをブクブクから外掛けフィルターへグレードアップ

システム構成

 

システムブラウザ画面

ESP32をサーバとしてアクセスすると管理画面が表示されます。

ブラウザでできること

  • “ご飯をあげる”ボタンでエサ供給
  • スライダでLED調光
  • 水温、pH測定値表示
  • ESP32-CAM画像ストリーミング表示
  • ESP32-CAM調整画面表示

エサやりユニット更新

システムブラウザ画面の”ご飯をあげる”ボタンを押すとソレノイドが動いてエサを押し出して水槽に供給します。

エサやりユニットのエサ補充部は漏斗を利用しておりましたが、クビレの部分でエサが詰まるので修正しました。

 
Fusion360で設計して、3Dプリンタで出力しました。
エサ補充部を一体化させました。

 

制御部筐体

金魚水槽のフィルターをブクブクから外掛けフィルターへグレードアップ

 

水槽に外掛けフィルターを導入したので、これまでの制御部むき出し状態じゃ水しぶきなどで壊れそうだったので素敵なケースに収納いたしました。

ダイソーの高級タッパを使用させていただきました。

 

 

5V 昇圧DCDC電源モジュールの電流能力を測定

遂に夢の安定化電源を手に入れました!!

メルカリで7千円以下でした!!うれしー!
ずーっとほしかったけど買うならちゃんとしたメーカーのモノをと思い なかなか
買えずにおりましたが、メルカリマスターのお母ちゃんの助言をいただきつつあり得ないほどに低価格で購入することができました。

36V-3A!一生大事に使います!

今回は安定化電源が手に入った喜びに身をゆだね、以前より気になっていた5V昇圧DCDC電源モジュールの負荷電流能力を測ってみました。

 

 

電流能力測定方法

測定方法は以下の通りです。
安定化電源でDCDC電源モジュールに3Vを印可し電子負荷で電流を引いて、出力電圧を測定します。 

電子負荷

電子負荷は以下を使用いたしました。

こちらの電子負荷は低価格ですが非常に便利でした。

https://www.mpja.com/download/35875tedata.pdf

出力電圧や負荷電流表示はもちろん、消費電力や測定時間も計測できます。
シリアルポートもあるので正確な消費電力の積算もできそうです。

ここでは単純に負荷を引いて電源モジュールの出力電圧を測定するのに使用しました。

以下で5種類の5V出力昇圧DCDC電源モジュール の電流能力測定結果を記します。

 

電流能力測定結果

ここでは安定化電源3Vを入力し、電子負荷で電流を引いて
出力電圧が無負荷時から1割低下する電流値を能力値といたします。

尚、モジュールには個々のバラツキもあるでしょうし測定が正確でない可能性もございますのであくまで参考値程度に見ていただければ幸いです。

ダイソー 電池式モバイルバッテリ

まずはダイソーで買った電池式モバイルバッテリの電流能力を測りました。
いきなり変化球ですが。。。

単三電池2本で使用する商品ですので中には昇圧モジュールが入っているはずです。
もったいないので分解はしませんww。

上記のように電池の正極、負極に安定化電源で3Vを印可し電子負荷で電流を引きます。
9V電池は電子負荷自体の電源として使用しています。

 

特に過電流保護や低電圧保護はないようで負荷電流を増やすごとに電圧が低下します。。。

電流能力は450 mAといったところでしょうか。
まぁ100円ですし こんなもんでしょう。

ちなみにこちらの商品は北海道胆振東部地震の停電の際にすごく役に立ったので
今後も大切に使用させていただきます。

秋月電子 5V出力昇圧DCDCコンバータ

秋月で購入した電源モジュールです。

コイルとパワートランジスタ内蔵のXCL102というデバイスが搭載されており非常にコンパクトです。

負荷470 mA以上で動作が停止しております。
非常にきっちりカレントリミットが効いていますね。

ほとんど外付け部品ないし凄いなこのチップ。驚きです!

Yiteng 電源昇圧モジュール

コントローラチップにはパワトラと位相定数調整用素子が内蔵されているようです。

電流能力:400 mA

Garosa DC-DC昇圧

コントローラにはパワトラが内蔵されているようです。

電流能力:750 mA

KKHMF DC-DC 2A Boost

コントローラチップにはパワトラと位相定数調整用素子が内蔵されているようです。
電圧設定FBピンがありポテンショメータで出力電圧が可変でした。
ここでは5Vに設定します。

100 mA以上で電圧が上昇してしまいました。。。

200 mA以上ではモジュールから音鳴りして完全に発振しました。。。

まぁ激安モジュールなのでしょうがないのだろうか。
100mA以下では使えそうですがちょっと危険かな。。

 

おわりに

安定化電源を手にし大変喜んでおります。

本当に夢のようです。
自宅での趣味工作に大きな発展をもたらすことになるでしょう。
安定化電源があるのですから。

こんな世の中ですから安定が一番ですね。

追記

パワトラ外付けモジュール (20/5/9)

パワトラ外付けの高出力電源モジュールを購入しましたので
早速電流能力を測ってみました。

USB電源モジュール 1-5V→5V 【昇圧型・定電圧出力】電子工作
価格:459円(税込、送料別) (2020/5/9時点)

楽天で購入

 

3V入力5V出力で負荷電流1A以上の能力でした。
申し分ないですね。
やっぱ高い電流が必要な場合はパワトラ外付けがいいですね!

オリジナルプロッタ eddyWrite の吟味

オリジナルプロッタ eddyWriteにつきまして、前回は逆運動学を用いて文字や図形の直交座標からスライド量(半径)、回転量(角度)を割り出しての描画に挑戦いたしました。

しかしeddyWriteはクルクル回りながら描画するのが味わいがあるという結論に至りました。

ここではeddyWriteの味わいの上昇を目指してもろもろ吟味いたしましたので報告させてください。

 

 

サーボ停止信号調整

 
eddyWriteのペンのスライド機構には360°連続回転サーボを用いております。

 
360°連続回転サーボは普通のサーボでいうところの
90度入力でサーボ停止、0〜89度入力で時計回り、91〜180度入力で反時計回りに回転で
回転スピードは90度から離れるほど早くなるという仕組みになっております。

しかし使用しているうちに停止位置の値が若干ずれて、描画停止中にスライダが動き出すことがありました。

そこでeddyWriteに停止位置調整用ボリュームを追加し、停止時の角度を80~95°で調整できるようにいたしました。

これで正確な停止信号を360°連続回転サーボに供給できると同時に正確な速度でのスライドが実現できるようになりました。やったね 😆 

 

リミットスイッチ追加

スライダが行き過ぎてサーボが損傷しないようにリミットスイッチを追加しました。

スライダが移動してこのスイッチに触れるとeddyWriteは停止します。
これで描画の際に異常動作しても安心です!

このイカしたリミットスイッチ、実は前回ロータリーエンコーダを摘出したダイソーのマウスからとったんです。クリック検出ボタンですね。

300円で購入したダイソーマウスからロータリーエンコーダとリミットスイッチを摘出し完全に元をとらせていただきました。

分解能向上

前回 eddyWriteにロータリーエンコーダを追加し、せっかくスライド位置を正確に取得できるようになったので
ここでは描画の分解能の向上を試します。

メモリが足りなくなってきたのでマイコンのコアをArduino UnoでおなじみのATmega328P からATmega2560に変更いたしました。

これまではATmega328P 搭載のAdafruit Metro Mini 328を使用。

 

ATmega2560のマイコンに変更しました。メモリが32KBから256KBにパワーアップ!

半径の分解能を180分割まで上げて描画してみました。

なんか怖ーよ。。

↓こちらも半径の分解能180の 1周の分解能200で描画

なんかなー

味わいが薄いというか。。。

結論

eddyWriteは半径の分解能84の 1周の分解能100ぐらいでの描画が最適!
描画時間も短いし。


現状の筆ペンのペン先の柔軟性をスプリング代わりにしてる機構だと 分解能は変に追いかけない方が味わい深いという結論に至る。

マイコンまで変えたけど。。。
この無駄足はいつかガチの機構を実現した時にでも役立つでしょう。きっと