毛虫計算機:Blog

DC-DCコンバーターが届いたので、太陽電池で充電した100FのEDLC(スーパーキャパシタ)をつかって、XBeeが連続で何時間駆動できるか簡単に実験してみた。   条件 :  EDLC: 100F 2.5V Rubycon 秋月で購入.  DC-DC:TPS61200 超低電圧DC-DCコンバーターモジュール (ストロベリーリナックス製)  XBee: series2 (zigBee) 1dB lowest(1mW). 15mA current consumption  COM: 9600bps loopback (on X-CTU) (送受信を連続して続ける設定)  電圧はMS8209に10kΩの抵抗を介して測定。 テストベッド。 XBeeソケットのLEDがかなり電流を喰っていたので、今回は消灯させている。  2種類のモジュール 片方が0.3Vまで下がっても動作するTPS61200 もう片方が、0.8V下限だが効率の良いAS1322A  ストロベリーリナックス製 100FのEDLCは、安全のためメスのジャンパワイヤをはんだづけした。 こうすればショートしにくいはず。   結果 縦が電圧 横が時間。 約85分でXBeeは動作を停止した。 DC-DCコンバーターの特性として、電圧が低下するほど、負荷電流が増大するため、EDLC電圧 =残容量 が加速度的に低下していく様子が見て取れる。 予測よりもとても短い時間しか駆動できなかった。  もう一つ、効率が高めのコンバーターも用意した。AS1322Aを使用したモジュールは効率9割を謳い、0.8V付近が最低動作電圧となっている。上のグラフから、0.8V付近が最低動作電圧でも、おそらく駆動時間にはほとんど影響が無さそうだ。 こちらで実験してみよう。 結果  日向に放置した太陽電池で充電していたら、耐圧を越えた3.0Vまで充電されていた。  まだ充電管理していないので、ホントはやっちゃいけないんだけど･･･。 そのままAS1322AをXBeeにつないで放電したのが上記のグラフとなる。 横軸はX...

XBee (ZigBee対応series2 外部アンテナタイプ) の通信距離をしらべた記録｡ 製品ラインナップがカオスすぎて､名前の後ろにつけなきゃいけない属性が多すぎる･･･    DigiのXBeeモジュールを買う際､つい外部アンテナタイプを選択してしまったので､これは屋外での通信距離を測ってみたい｡  なんで旧タイプを買わなかったかといえば､店頭の説明書きに消費電力が書いてあり､旧型は電波強度を選べず消費電力が一番大きそうだったから｡ というもの｡ ファームウェア更新で選べるのかもしれないですが｡  他のタイプを所有していないので､比較出来ず面白くないのですが一応｡ ここはとある多摩川の河畔｡  <準備> 機材一覧｡  実験に使用したXBeeモジュールとその他｡   親機側は金属ハウジングに入っている｡ 詳細は前記事のとおり｡ ENDデバイス側は､実験用のモジュールの開発用部品が見えているが今回使用したのはJPEGカメラのみ｡Arduinoは相変わらず3.3Vレギュレータ役｡ 親機はVAIOのLCD天板にテープで取り付けた｡ カッコよさ優先で作ったことがばれますね^^; (いいえ機能美です｡ ｷﾘｯ) END側は､地面干渉を考慮して三脚に設置｡ だいたい地面から80センチ程度の高さ｡ あとで取り外し､地面に直置きした場合も調査した｡ X-CTUの画面｡  <設定･測定方法> 両方共､送信出力は最大/Boostmode(2mW出力)｡ END側のシリアルを結線してループバックさせ､X-CTUの画面でエラーが出る地点まで親機をもって歩く｡ 速度は9600bps｡ 寒かったので他のボーレートはまたいつか｡ 親機は電力管理なし｡子機は1秒以上通信がなければ待機モードに移行｡ 地上からの高度80センチ付近を維持する｡ その後､地面レベルでの距離を測定｡ 結果   上記の条件で145m程度 届いた｡ ※ 地面に置いた場合は､ 50mが限界 だった｡...

ロボットの前に､ワイヤレスJPEGカメラとしての動作を検証した｡ ロボットとしての自律動作の他に､プログラムが吹っ飛んでも遠隔操作できるようにしたい｡ XBeeのモジュールはシリアル通信のほかに､センサやI/Oとして設定もできるので､遠隔動作時に使うことができるだろう｡  シリアル出力JPEGカラーカメラの絵（クリック実寸）。　蛍光灯下な上にピンボケしている。 下の写真のシステムで撮影。 XBeeは見栄はって外付けアンテナ。　正直普通のホイップアンテナ型で良い気がする。 PC側のアダプタはXBeeの設定もできるようになっている。 XBeeの電源だけスイッチでON/OFFできるため、ファーム飛ばしても復旧可能。　 というか飛ばしたのでそうしました＾＾ タカチ製の小さなアルミケースに入れた。　外付けアンテナのおかげで結構かっこ良い。  もう片方はロボット開発用ができるよう、 透明なケースにブレッドボードとArduinoとアンテナをとりつけた。 100FのEDLCも入れることができる。 まだArduinoは単なるレギュレータ代わり。 テストではPCから こちらのソフト を使って画像を取得した。　上の写真は転送が乱れた珍しい例。 低ボーレートだとけっこう待たされる。　ワイヤレス経由ではすぐ機嫌が悪くなるので、カメラの制御はArduinoにさせるようにしたい。 JPEGカメラは10秒たつと勝手にスリープモードに入るらしい。XBeeも出力を絞ったりスリープ頻度を増やして省電力にすることで、待機時間を伸ばせそうだ。　計測してみなくては。 参考 JPEGカメラモジュール　http://www.silentsystem.jp/c328.htm と、XBeeのアダプタ　http://blogs.yahoo.co.jp/carcon999/30557062.html

左が基地局、右が実験機 まだ開発中

GoogleSketchUP 宇宙機シリーズその一   MINERVA (ミネルヴァ)  MUSES-C｢はやぶさ｣に搭載された小型惑星探査ロボットである｡ 小惑星の微小重力下でも動き回れるよう､内蔵したモーターの慣性トルクで自らを回転させ､レゴリスを蹴って移動する｡  残念なことに､投下されたとき､はやぶさはイトカワから上昇中だった｡ 18時間の交信中､遂に着陸すること無く､ミネルヴァは人工惑星となったとされている｡  その当時の私は中学生で､カメラのひとつが捉えたはやぶさの太陽電池パネルの映像以外のことを知らなかった｡  今はふとしたきっかけで大学衛星の現場に関わる機会を得て､その設計思想がとても参考になるということに気づいた｡ MINERVAは微小重力下で探査するために作られたが､ 内容を見ると､小型衛星そのものである｡  しかも､深宇宙では熱環境が地球軌道よりも厳しいため､通常のバッテリではなくスーパーキャパシタを補助電力に用いている｡  この､常時電源ONというよりは､太陽ある限り生き残り続けようと言う方式が気に入っている｡ 極環境でも生き残り続けるハードウェア｡  参加したプロジェクトとは別に､ マイペースな開発がしたくなった｡ なので個人の趣味として､MINERVAみたいなロボットを作ってみたい｡ ただし地球上で活動することを目標に｡ 惑星同期人工衛星だぞー (それをいったらポケットの携帯電話も衛星ですね^^)  想定は､太陽光のみで稼働し続ける遠隔ロボット  どう考えても衛星の定義ですね･･･｡ 主なコンポーネント 太陽電池､キャパシタ､マイコンボード  設計中の電源管理用回路と､XBeeが加われば､まずはシステムバスとしては成り立つ｡ キャパシタと太陽電池 (まだ半分だけ) での発電力は問題なさそう｡      試作ボディは紙製｡ 8面体なのは､MINERVAを意識したため^^  MINERVAも設計当初は8面体だったと､日経エレクトロニクスの記事で読んだ｡  ･日照中はキャパシタに電力を貯めつつ､時折各種センサを起動してデータを収集｡  ...

太陽電池をつなげてスーパーキャパシタを充電する実験。 510円のPowerFilm太陽電池を4枚並列につなぎ、特性を調べた。  直射日光下   MAX output  6V、100mA   ただし逆流電流防止に適当なダイオードを介すと、60mA程度になってしまう。    直接陽があたる場合は、太陽電池による電子機器の直接駆動が可能なレベルの出力がある。 ＜ スーパーキャパシタ＞  秋月電子の2.5V 100F品を使う。 ものすごい容量だ。 1000F級のコンデンサもあったが、値段が1万円を超える領域となってしまうのでパス。  充電は逆流防止ダイオードを介して接続し、キャパシタの電圧をマルチメータで測定しつつ耐圧を超えないようにする。 耐圧を考えると、太陽電池の電圧は高すぎるかもしれない。といっても太陽電池の出力からして急速に充電されるわけでもないのでそんなに焦ることはないようだ。  キャパシタはすこしでも電流電圧があれば電気を蓄えてくれる。 ＜放電＞  こうして太陽電池により2時間ほどかけて充電されたスーパーキャパシタを、たまたまあったワンダースワンに接続して、何時間動き続けるか試した。 ワンダースワン(初代)は電池の持ちの良さで有名だ。 0.3Wの機器で果たしてどれくらい動くのか。 結果 2時間程 動いていた (残電圧0.8V) 現状では特に問題なさそうだ。あとは超低電圧DC-DCを介せば、もっとうごくかもしれない。

  千石電子の店頭販売で入手したNEATなフィルム太陽電池。 とても薄くて、プラスチックフィルムのように曲げることができる。   調べると Power Film Inc  の製品らしい。 http://fuji-fine-chemical.p-kit.com/page48201.html  に説明を発見。  その場にあった製品として、巻いて持ち運べる充電器があった。 結構便利そう。    店頭では切れ端と言うか 小さなモジュールも売っている。説明はあまり多くない。 現在のところ、店頭販売だけの様子。     もっと種類があるが、小さなモジュールを中心に サンプル買いしてみた。どれも安い。  大きくなるにつれて電圧、電流共に大きくなる。 一覧 なぜかこれだけ電極が銅色  3V×22mA  4.2V×22mA  3V×25mA    もうひとつ秋月電子のモジュール(0．5V 500mA)を揃えた。250円。    測定 正しい測定が思いつかないので、とりあえずデジタルマルチメータで端子間電圧と電流を測定した値を載せる。  なおモジュール上下に帯状に電極端子が出ているが、モジュール全体を覆うフィルムが邪魔で導通できない。 なので一部分を剥がして電極を露出させる。 　この表面フィルムを剥がすのが結構むずかしい。 デザインナイフで下の電極を剥がさないよう慎重に切り取った。  測定結果。  測定器MS8209  400mA Range  フォーマット ： 公称 V, mA 大きさ、店頭価格 、後ろが実測1:蛍光灯にギリギリまで近づけた値(28000Lux) /実測2:蛍光灯で照らされた部屋の値(754Lux) MS8209の内蔵照度計より。 PowerFilm SP 3-37            3V×22mA ...