毛虫計算機:Blog

太陽電池とキャパシタを電源にするために、MSP430LaunchPadで開発ボードを組んでみた。 ここ数ヶ月の発電実験で、規模的に余計だった要素を省いていった結果となる。 このシステムは屋外みたいな日照の安定しない、昼夜が存在する環境を想定している。　となると工場のように24時間光源が存在する特殊環境ではないので、発電した余剰エネルギーを貯めて、曇りと夜を乗り切らなくてはならない。 ・太陽電池(9直の単結晶シリコン)　4.5V 10mA出力 ・MSP430G2553 ・EDLC MSP430は下限電圧が1.8V、今回つけたEDLCは2.7Vが耐圧の規格上限なので、 おおよそ0.9Vの範囲内で動作するだろう。　それ以下の電圧のエネルギーはもったいないけど利用しない。　(実質3.3Fくらい)　LiCが入手出来ればその点は改善されるだろう。 過充電防止はディスクリートでは設けず、電圧をモニタして、日照時の余剰電力を負荷に回すことでソフトウェア的に実現する。(ハイサイドスイッチでも良いがお手軽にしてみた) 　具体的には数mA～数十mAのLED、無線系(XBee?)などなど。　 電気二重層コンデンサは過放電については心配しなくて良いから、電源管理は稼働率の配分だけになる。 枯渇時はほとんどスリープ状態。 センサはI2Cバスにぶら下げて拡張しようと思う。 今ついてるのは ・S11059(I2Cカラーセンサ)　 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06793/ ・BMP180(MEMS気圧センサ) ・TMP006(放射温度計) 　LaunchPadはEneriga IDEで使っているけれど、最新の配布バージョンだとI2C周りのバグがとれていない。(2013/08/03現在) なので、以下の点に注意が必要。 ・MSP430のCoreライブラリをgithubの最新版に差し替える。 ・ピン定義と、サイトのPinMapで示されるSDAとSCLはなぜかMSP430G2553の実際のHWピンと逆なので注意。　 　 正しくは、 　P1.6:　SCL P1.7:　SDA ・ボード上でI2Cを有効化するときは、LED2(緑色)がSCLと干...

RTLSDR Scannerというツールがあるというのを知ったので、 Windows環境で構築して、広帯域の電波強度を見てみた。 地上デジタル放送が確認できる 800MHz帯の携帯電話 今なら、aitendoでR820TベースのDVB-Tドングルが600円台で購入できるので、ローコストスペアナとして使える。 ※　2013/08/23　追記 　 現在は実行ファイルが提供されているので、dllだけ用意すれば試せます。　 参考 海谷の凧 http://kaiyanotako.blogspot.jp/2013/08/rtl-sdr-scanner-binaries.html ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Pythonベースで、任意の周波数帯を掃引できる。 http://eartoearoak.com/software/rtlsdr-scanner 開発元の情報を元に導入してみた。 pythonの環境も64bitに対応したライブラリを導入している。 Python環境の構築  ・2.7.5(64bit版)　 　 →環境変数の登録  ・distributeのインストール  ・numpy 64bit対応版  http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/  ・mathplotlib (64bit版)  ・wxPython(64bit版) RTLSDRまわり  ・pyrtlsdr　 https://github.com/roger-/pyrtlsdr 　　 　任意のディレクトリに置き、コマンドプロンプトで当該ディレクトリに移動してからpython setup.py installを実行する。 RTLSDRのドライバ http://sdr.osmocom.org/trac/attachment/wiki/rtl-sdr/RelWithDebInfo.zip 　環境変数に登録するか、pyrtlsdrのディレクトリに64bit版ドライバのファイル群をコピーする。 SDR#等でRTLSDRの動作確認が済んでいる環境なら、ここでpyrtlsdrのtest.p...

流行から2年おくれの端末更新。 4年使ってたHT-03Aと、新規購入したXperia Ray(2011年モデル) Android端末第一世代のHT-03A。ほとんど通話でしか使っていなかったので、更新するきっかけが無いまま4年間運用してきた。 だいぶ前からマーケットへのアクセスも弾かれるAndroid1.6機であり、ライフサイクルの尽きた生きた化石。　今や珍しい3.2インチ画面の機種。 　 いろいろと候補を探した結果、ネットでXperia Rayの白ロムを購入。 2011年モデルということもあり、新品で1万円台で入手できる。 選択理由は小さかったからに尽きるけれど、枯れたグローバルモデルであるこの機種は、今でも必要十分な性能を提供してくれる。　嬉しい誤算としては、HT-03Aよりも薄くて軽かったこと。 arcとくらべて画面が小型化されたが、その副作用としてギリギリRetina解像度に近い。 これを見た後にハーフVGAの画面を見てしまうと違和感がすごい。 　HT-03Aのハードウェアキーとトラックボールは冬には意外と快適だったけど、通話ボタンは誤動作による誤発信を度々引き起こしていた。これからはそれも無くなる… 色々と設定していて、Android端末の進化の方向性を振り返ることになった。 Xperiaの2011年モデルは、1GHzシングルコア、512MBのメモリという構成だが、それでもアップデートできて、最新のアプリも動かせる。(ゲームはしないし、やめといたほうがよさそう)　必要十分という観点では、2年という歳月は考えていたほど質的に大きな差とはならなかったらしい(当社比)。  スマートフォンの性能進化はコア数、RAMサイズ、GPU性能、画面解像度の増加という倍々ゲームを行なっているが、性能強化面での物量的な伸び代は、すでに使い果たしつつあるような気がする。 コモディティ化も激しく、低性能の代名詞だった中華タブレットが、大量生産される部品を使用して大手と遜色のない性能に達していたりする。(面倒は多いけど) カメラも実用的になった。(色はだいぶ濃い目にでるのと、逆光で白くぼやけ気味になるが) 鞄に収めていたコンパクトデジカメを退役させられそうだ。

 aitendoで扱われ始めた　RTL2832U搭載のDVBドングル。　。 今サイト見ると新しく入荷したり、安い同等品も扱っているみたいだ。 http://www.aitendo.com/product-list/437 尚、RTL2832UとR820Tのチップ単体でも取り扱いがあった。　(上級者向け?) http://www.aitendo.com/product/7150 http://www.aitendo.com/product/7151 中身はこんな感じでシンプル。 SMAコネクタへ交換 元あったコネクタをペンチで除去して、秋月の基板取付SMAコネクタに交換。 コネクタの信号線がややスルーホールより太いので、スルーホールをドリルで拡張した。  ハンディ受信機のアンテナを取り付けてみたところ。 シリコンチューナーのE4000がディスコンとなった今は、R820Tを使ったドングルが主流になっている。　使い勝手は変わらないので、また放熱とか運用を考えてみたい。

boogieboardを太陽電池駆動にしてみた。　 ソーラーLEDキーホルダーからA-Siなセルを移植。電池はキーホルダー付属のものでも大丈夫だけど、蓋が閉まらないのでいろいろ試してみた。 ・ソーラーキーホルダー付属のLIR2032 厚いため蓋が閉まらず ・RTCバックアップ用のコンデンサ/Li-ionセル:　容量が少なすぎて実用にならず そこで買ってきたのが薄いコイン型Li-ion二次電池 基板直付け用のタブ付きタイプで、もともとBoogieBoardに内蔵されていたコイン電池と厚みが同じ。 太陽電池も上蓋を削って収まるようにして、シリコン充填剤で固定。 このディスプレイ、直射日光下に放置してたら、筆記面は高熱で変質するらしく、筆記跡が全部消えた。　冷やすと機能が復活するが、劣化しているかもしれないので注意したい。　

前回 の回路をMSEChargerと呼ぶことにして、太陽光下でどのように振る舞うのか見てみた。 現時点では、快晴下で直接電池を充電したほうが早かった。Orz 下記の電池で2日間の快晴に置いただけで過充電防止電圧に到達。 　2次電池はオリビン酸(LiFePO4)電池。　eBayで購入したセルだが、Li-ionより内部抵抗大きめだった。引っ張っても数ワットが限度か。 生セルなので、過充電、過放電防止用に電圧検出ICとFETを取り付けてモジュール化した。　マージンを取って3.8～3.0Vの範囲内で使用する。 回路構成。　キャパシタは2.5V4．7Fを直列にして5V、2.3Fで使用。こちらのほうが内部抵抗が少なく、一度に大電流を引き出せる。 手持ちの部品の関係で、キャパシタの充放電電圧の領域が3.1V～3.4Vになっている。PowerLEDのように、電池を負荷に直接接続すると、電池電圧に影響を受けて間欠放電が出来ない。Dを挟むだけでも良さそうだけど、今回はDC/DC(AS1322)で5Vに昇圧して電池に供給した。　キャパシタが3V付近なので、5Vに昇圧して効率9割程度で動作すると思われる。 太陽電池はSharpのモバイル用で、短絡電流で60mAほど バッテリとDC/DCを繋ぐ前に、動作確認で定格1WのPowerLEDを負荷としてつないでみた時の波形 キャパシタの容量を増やし、内部抵抗を下げたことで、かなりの電流がLEDに流れるようになった。 DC/DC下流で電池に流れ込んだ電流を測定したもの。　2.3Fのスーパーキャパシタからの間欠供給されていることがわかる。快晴の直射日光下での周期が見えているが、曇ったりして日が陰ると間隔が伸びた。 あとは実際の充電効率がどうかだけれど・・・　バッテリの比較実験となるので時間がかかりそう。 定電流回路で実際の効率を調べることにする。 電池レスで、定期的に電波送信するようなアプリケーションにちょうどいいかも。　といいつつ、PICで電圧モニタしながら送信間隔を制御するほうがきっと使い勝手が良い…。　 そう考えると、原典のようなモーター駆動のおもちゃのほうが使い出があるんだろうなあ。

小型で、発生電力も100mW以下しかない太陽光発電セルで2次電池を充電するとき、逆流防止Dを経由してそのままつないでしまうか、ある程度電力を貯めてから、大きな電流で供給した場合とで充電効率に差がでるのかどうか知りたくなった。　太陽電池のインピーダンスと、2次電池のインピーダンスをあるていど整合させるといえばいいのだろうか…あまり自信が無い。 平均電流は変えられないので、間欠駆動でなんとかすることになる。 Miller Solar Engine 若干分野が違うけれど、高負荷(モーターなど)に間欠的に電力供給するのが、今回試作したMSE(Miller Solar Engine)と呼ばれる回路。 以前紹介した電圧検出ICを1個だけ使い、そのヒステリシス領域を外付け部品で拡張し、充放電動作を繰り返す。蛇口からバケツに水を貯めて､それを一気にぶちまける動作だ｡ http://www.beam-wiki.org/wiki/Miller_Solar_Engine これは BEAM robotics という、KISS( Keep It Simple Stupid )の教えに従い、基本的にガラクタを使って作られるロボットの要素技術として紹介されている。　どんなものかは、BEAM botで画像検索するとたくさん出てくる。　 MSEは電圧検出ICとNPNトランジスタ、ダイオード、コンデンサ、ストレージ用のコンデンサ/スーパーキャパシタで構成されている。 　原典で使われるパナの1381は入手性がよくないので、似たような電圧検出ICをつかった。、SIIのS808XXCシリーズであれば、いくつかの電圧に対応したものがマルツパーツでも手に入る。二次電池よりやや高い電圧で、太陽電池の最適動作点付近の電圧を検出するものを選ぶと良さそう。　(3～4V) トランジスタは定番の2SC1815でも大丈夫で、秋月であれば2SC2125を選べば流せる電流が増える。 同じ動作は、低消費電力の少ピンPICとかでも実現出来る。この回路は思ったよりも電流を必要とするので､超低消費電力モードで駆動させるPICのほうが省電力にできそうだ｡ 早速組みあげて、負荷には定格1WのパワーLEDをそのままつないでみた。　PCから定電流ダイオード(CRD)で充電して、定期的にLEDがフ...