日々のエンジニア的なお仕事を備忘録としてまとめています
昨年から夏は庭で野菜をプランターで栽培してるので家を空けたときにも心配要らないように、obniz Board 1Yを使って自動水やり装置を作ってみました。
作ってみたものはこんな感じです。
やっていることは定期的にバケツの水をポンプで汲み上げるだけです。
基本的なところはobniz公式ブログの記事「obniz Board 1Yのスリープ機能を使った省電力な水やりデバイス」をベースにし、屋外に設置可能なようにobniz Boardと電池をケースに収めて風雨対策をしています。
また、使用した給水ポンプはobnizのブログで紹介されているものとは別のもので、obniz内臓のモータードライバでは動きませんでした。そこで電池から直に電源を供給するようにMOSFETをobnizで制御して給水ポンプをOn/Offしています。
“obniz Board 1Yで自動水やりの屋外対応版を工作してみた” の続きを読む
以下の前回とその前の記事の続きで今回はDC-DC昇圧コンバータを使い電池2本3Vから5Vに昇圧してobnizを起動してみます。
秋月電子で買った昇圧DC-DCコンバータは大きな電流が流せずobnizを起動できなかったので、入力電圧が低くて多きな電流が流すことができるテキサス・インスツルメンツのTS61200という製品を使った昇圧モジュール超低電圧DC-DCコンバータモジュール(3.3V/5V)をストロベリー・リナックスで見つけたので試してみました。
低電圧入力でも大きな電流も確保できる昇圧コンバータを探してみると、テキサス・インスツルメンツのコンバータがいくつか見つかりましたが、それを自分で実装するのは素人にはハードルが高いのでストロベリー・リナックスのモジュールは扱いやすく大変便利です。送料もかかるので安くはないですが。
購入するとこんな感じでパッケージされてきました。
前回の記事「J1端子を使ったobnizの電池駆動について検証してみた」に引き続きJ1端子を使ってobnizを起動する実験の記録になります。
今回は、秋月電子通商で買ってきた 低損失三端子レギュレーター ５Ｖ５００ｍＡ ＴＡ４８Ｍ０５Ｆ（Ｓ Ｑ） を使って5V電圧を供給する電源回路を作成してobnizを起動してみます。
定電圧5Vの3端子レギュレーターはもっと安いのもありますが、このパッケージは、入出力のパスコンとして使うコンデンサも含まれているので使いやすいです。
パーツの配置図は以下のとおりです。
配置図に沿ってパーツを並べます。
次に、電池とobnizをつないで動作を確認してみます。
無事動きました。
前回の記事と同様に、電圧・電流計を入れて電圧と電流を測ってみます。
パーツはこのようにつなぎます。
電圧・電流計をつないでみると、電圧はおよそ5.1V 電流はおよそ110mAで動作していることが確認できました。
写真では、9V電池をつないでいますが、通常の単4電池 x 4の6V電源でもデータシートの通り問題なく動作しました。
先日コピペテックの記事に タミヤ カムプログラムロボットをobnizでラジコン化してみた を投稿しましたが、100円ショップのモバイルバッテリーがロボットにちゃんと収まってなかったりと完成度がイマイチでした。
そこでカムロボットに付いている電池ボックスからobnizに電源を供給できれば、もとの見た目を崩さずに完成度を上げられるのでは？と考え、5V電源作れれば良いんだろうと秋月電子から ５Ｖ出力昇圧ＤＣＤＣコンバータを買ってきて試してみたところ、残念ながらobnizは起動せずでした。。
そこで、改めてobnizの電池駆動について検証してまとめてみることにしました。
スイッチサイエンスのobnizで仕様を確認すると
とあります。
結論から言うと、秋月のモジュールでobnizが起動しなかったのは、流せる電流の負荷をオーバーしていて電圧も下がってしまっていたからです。
モバイルバッテリーでのUSB給電はどうしても場所を取るので、5Vかつ170mA以上の電流を供給可能な電源を作成して、J1端子を利用してobnizを電池駆動するを考えてみると、以下のような方法があります。
この記事では、まず1の電池での動作を確認してみます。
次回以降の記事では、2.の3端子レギュレータ、3.昇圧DCDCコンバーター・モジュールを使った場合について検証結果をまとめる予定です。
4.の降圧DCDCコンバーター・モジュールについては2.と概ね同じなので試していません。
obnizでUSB以外から給電する場合、USBコネクタ横のJ1コネクタを使います。
今回J1ピンにつなぎやすくするために以下のようにL字コネクタをはんだ付けしました。
表側からみて + のシルクが付いている方をVCCについてない方をGNDにつなぎます。
obnizに電源をつないだときに、電圧5Vが維持できていること、電流がどのくらい流れていか確認したいので、電源と電流が同時に計測し表示できる計測器をAmazonで購入してみました。
パネル取付け型DCデジタル電圧計電流計 赤青 100V 10A バルク品 323円
とても安いですがちゃんと動きます。
(デジタルマルチメーターなどが手元にあれば、それで代替可能です)
この計測器は、電流は10mA単位で細かくは計測できませんが、おおよその消費される電流と電圧が5Vを維持できているかは確認できますので、今回の用途としては十分です。
使い方は、類似商品 デジタル電圧計＆電流計 （DC 100V 10A） 【赤V＆黄A】 のページに詳しく書いてありましたので、こちらを参考につないでいきます。
最終的には、電池一本で動作させることが目標ですが、J1端子の使い方を確認するため確実に5V電源とそこそこ電流を供給できるであろう構成を調べたところ、ラズパイなどの5V電源のマイコンを電池駆動させる方法についていくつかの記事を見つけました。
ラズパイを起動するには電流500mAくらい必要らしいですが、ニッケル水素電池1.2v x 4本を使うとちょうど5Vを超えたくらいの電圧になり電源として使えるらしいです。
obnizはラズパイほどの電流は必要ないので、確実に起動しそうです。
ニッケル水素電池と電池ボックスは、秋月電子で以下のものを買ってきました。
この単4 x 4本の電池ボックスはコンパクトかつスイッチ付きで便利おすすめです。
電圧・電流の計測器も含めて以下のようにつなぎます。
電圧・電流計は、左の赤黒が太い線になります。
無事、obnizが起動して、wifiに繋がることを確認できました。
起動後電圧は5.2V、電流はおよそ110mAで落ち着いています。
意外と小さな電流で動いています。
今回は、通常のモーターをobnizから動かすことを目的としているので、さらにモーターを動かせるかも確認してみます。
以下のようにobnizの0と1にDCモーターをつないで、プログラムはobnizのサイトのSDK パーツライブラリ DCMotorあたりを動かしてみます。
モーターを動かしたときの電流の大きさの変化はこんな感じです
モーター起動時、電流は一時的に150mAくらいの大きさになり、その後50mA程度で安定するようです。
カムロボットはモーター2つなので、400mAくらいの電流を流すことができる必要がありそうだということがわかりました。
