弐号機発進!

2015-11-14 18.00.54
iPad Air (3.3mm, f/2.4, 1/24 sec, ISO80)
右上のパネルは未使用

ESP-8266/WROOM-02を実用段階に進めるべく、試作機V2を組み上げ稼働させた。ポイントは

1. ソーラーパネルからの充電回路を一体化
2. 同じくその電力を測定
3. 余分なLED等を外して更なる省電力化

といったところ。WROOM-02はスイッチサイエンスのそれから秋月のに、ソーラーから5Vを得るためのステップダウンコンバータはOKI-78SRからMP-1584へと交換。そこへこれのパチモンで電力計測。結果、消費電力は3.3mAに …

ええっ? なんぼなんでも、それはあり得ないでしょー! と思ったが、これは実測。なんだか良くわからんが、とにかくこれで暫く動かしてみる。


21:00 バッテリー(18650/3000mAh x2 = 6000mAh)を4.2Vまでフル充電して計測を再開、そのままにして寝る。

7:00 天気:晴れ。計測開始から10時間経過でバッテリーの電圧は4.18V。単純計算で約0.002V/時。ホンマかいな??? ソーラーパネルからは約4.0V/5mAが供給されていて、LiPoチャージャーの赤LEDがうっすら点灯している。ここで出勤。

9:00 天気:晴れ。ソーラーパネルからは約5V/80mAが供給されている。充電が開始されたらしく、10分後にはバッテリーの電圧が4.19Vに上昇。そして20分後には遂に4.2V(=フル)へ。

10:00 天気:晴れ。バッテリーの電圧は4.2Vのまま、ソーラーパネルからはずっと約5V/200mAが供給されている。

12:00 天気:晴れ。相変わらず4.2Vのまま。だがその10分後、ソーラーの電圧が一気に20Vまで跳ね上がるのと同時に電流が数mAまで落ち、以後ずっとそのまま。

why

??? これっていわゆる開放電圧だ。素直に考えれば、ソーラーから直に繋がっているDC-DCがハイインピーダンス状態になっているという事になる。ひょっとして、これが満充電時の動作? もう少し様子をみよう。

why2

14:00 日差しは弱まったが晴れ。ご覧のとおり、元通りになった。


7:00 一夜明けたところでバッテリーの電圧は4.19V。なんと15時間で0.01Vしか減ってない。

9:30 曇りとの予報が、今日も晴れ。困った事に、もう既に4.2Vまで戻ってしまった。

11:30 打ち止め(笑)。昨日よりもだいぶ早い。

12:45 お目覚めの様子。ただご自宅周辺は予報通り曇ってきた模様で気温が下がり、湿度が上がってきている。

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SPV(ソーラーの電圧)の色を変えてみた

15:00 相変わらずバッテリーの電圧は4.2Vを保っているが、ソーラーからはずっと数mAしか流れていない。恐らく今日中に、充電が再開される事はないだろう。明日からは週末まで、ずっと曇りもしくは雨の予報。

このグラフを見ていると、電圧が一定のまま電流だけがじわじわと増えていく様子がダムの放水みたいで楽しい。このダムの最大水位は18V付近で、流れこむ水の量(=太陽光のエネルギー)の増減に合わせて水位と放水量を調整しているという感じか。

そして放水口を閉じてしまうと電流は全く流れなくなり、水位が最大まで上昇する。これが本当のダムなら決壊かという危機的状況だが、電気のダムはその時の電圧を保ったままで止まるという点が異なる。


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7:00 三日目の朝、電圧は4.16V。恐らく昨日午後の曇天が原因。

11:00 昨日まではこの頃から電流が200mAを超え、バッテリーの電圧も4.2Vまで復帰していたが、今日はまだ60mA程度に留まっている。このまま午後も曇りが続く様だと、明朝は更なる電圧低下となりそう。

13:00 予報どおり午後から天候が悪化、20mA程度しか出ていない。

こうしてデータ取りをしてみたら、ソーラーの性質と充電ICの振る舞いとが手にとるようにわかった。「もっと早くにやっときゃ良かったー」と思ったが、よくよく考えてみたらそれをサーバにアップする仕組みが面倒で後回しになっていたのを、WROOM-02でようやく実現できたんだった。


9:00 4日目の朝、バッテリーの電圧は4.08Vと最低を記録したが、現在快晴で電流も100mAを超え、既に4.1Vまで回復。

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13:30 晴れっぱなしで暑いほど。バッテリーの電圧も午前中でフルまで戻り、ほぼずっとそのまま。だが今日は少々その振る舞いが異なっていて、打ち止めにならない。なんで?

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15:00 上記状態が2時間以上継続中。電流は漸減しているので恐らくまだ定電圧での動作中なんだろうが、時間かかりすぎな気が。