RaspberryPI を太陽電池の電力だけで駆動する

RaspberryPI を太陽電池の電力だけで駆動してみます。当然、24時間運転です。なので、バッテリーとかも使います。

まずはシステム全景と、太陽電池以外の装置郡

システムの中核を構成するのは、秋月で買ったソーラー充電コントローラCML05-2.2。これに太陽電池とバッテリーの制御を全部押し付けてます。これに50W太陽電池パネルSY-M50W-12と、鉛蓄電池WP1236Wを接続して、DC-DCコンバータOKL-T/6-W12N-Cを使って5Vに降圧。ここまで出来れば、USB端子をつかってRaspberryPIを接続するだけ。

これだけのシステムで、15日間動き続けました。半月動き続けることが出来たということは、電力的には十分足りてると言ってまちがいなし。

ちなみに、このシステムから太陽電池だけを外し、満充電の鉛電池だけでRaspberryPIを駆動させてみたところ、30時間程度でソーラーコントローラが電池の限界電圧を検知して電源が落ちました。

ただRaspberry PIを走らせておくだけではあまり意味がないので、電子百葉箱にしてみます。あと、電力の収支も記録しておくと面白そう。というわけで、I2Cセンサーもつけてみました。

HDC1000を使った気温・湿度センサー（左）、BME280を使った気圧・気温・湿度センサー（右）をI2Cで接続。さらに、INA226を使った電流・電圧センサー。これを鉛バッテリーにつないでバッテリーの両端電圧と、バッテリから流出/流入する電流を測定します。

そして、このINA266で取った結果がこれ青線がバッテリーの両端電圧(V)、赤線がバッテリの+端子側で見た電流(mA)で、バッテリーへ流入すると正の電流が流れます。測定期間は2016-4-3 12:40 から2016-4-6 20:30まで。このときの天候は4/4が小雨がぱらつく曇り、6/6がやや薄雲がかかるものの晴天でした。

夜間は赤グラフがほぼ一定して-160mAを示しています。バッテリーの電力でRaspberryPIが駆動していることが分かります。昼間になると、おおよそ午前中に500mAから1A程度の電流で充電が行われ、低下していた電圧が回復しています。バッテリーが満充電に達したあとは、充電電流のON/OFFを繰り返し、過充電にならないよう、保護がかかっていることが見て取れます。

つまり、小雨の日ですら、過充電に達する電源が確保できているということの証明です。

あ、書き忘れた。

I2Cで取ったデータは、無線LAN経由でPostgreSQLサーバにリアルタイムで送ってます。せっかく取ったデータ、PIに置いておくと結果の参照とかが面倒ですから、この方法がお勧め。