PATHpilotのブログ

秋月電子からソーラーモジュールと電気二重層コンデンサ1.5Fと3.5Fが届いた。

まずはソーラーモジュールからテストしてみた。ソーラーモジュールはSHARP製の300mWモジュールだ。これにC基板が付属したものを購入した。C基板が必要かどうか分からなかったので（でもセットで売ってるんだから理由があるのでは？って思い）とりあえずC基板付属を調達してみた。いろいろ考えたが結局Ｃ基板付属の意味が見いだせなかった。

ソーラーモジュールに出力線を半田付け。

ショート防止のために養生テープを貼り付けた。ガムテープだと剥がすのが大変かと思い、比較的やさしい接着力の養生テープを採用。

ソーラー電源管理モジュールに接続した。

既に日没後だったのでまずはLEDランプで動作確認。

オシロでみてみると2.9V程度の出力が出ている。これはかなり強力だ。

LEDランプを消してみると急速に2Vまで電圧低下する。これはソーラー電源管理モジュール内蔵の220uFの放電の様子を見ているんだと思う。2.0VになるとTWELITEがOFFになるので暫く2.0Vで水平飛行をする。

しかし、耐え切れなくてなって完全放電するみたい。

放電が進んでからLEDランプを点灯させると一瞬にして2.9Vまで回復する（当然か）。

ということで300mWのモジュールは結構パワーがありそうだ。次は電気二重層コンデンサを接続して蓄電をしてみる。

その前にちょっと特記すべき現象に遭遇した。LEDランプだけでTWELITEが動作するような書き方を上でしたけれど、どうもそう簡単ではないようだ。ちなみに上の試験はまだ明るいうち（外からの光が窓越しにはいってきていて、その上でLEDランプをつけていた）に実行したモノだった。夜になって外の明かりが無くなってLEDランプだけになったら様子は違った。

LEDランプだけだとTWELITEの電源電圧はこんな感じで振れてしまった。① おそらく電圧が上昇してTWELITEに給電できる電圧（オシロでは2.6V位か）に到達してTWELITEの電源がONになるけれども ②発電量よりも供給量の方が多く急激に電圧低下（220uFが放電してまう）を起こしTWELITEをOFFにする。③ また受光による充電による給電がはじまって②にもどる、、、、というサイクルが起きてるのではないかと思う。

LEDランプの発光量を弱にして（TWELITEが再起動しないほど発電量を下げて）電圧が降下した後、LEDランプに加えて昔ながらの豆電球懐中電灯の光を当ててやると、発電量が増加するがその過程で一瞬同様の事象が発生する。つまり電圧が過渡期で発電量が弱い場合にこのような発振的な事象が発生するんだと思う。

そんなこんなで電気二重層コンデンサ1.5Fを付けてみた。

朝日が出る前に窓際に一式をセットした。

日光が当たってきた。ガラスの関係で室内にはソフトな光が入ってくる。

光の強さによってTWELITE VCCは様子が変化した。光が強くなると高い周波数のノイズが入るようになった。電圧は大体3.2V位になっている。10分程光に当てた状態でソーラーパネルに遮蔽を被せるとノイズは乗るが電圧は3.2Vあたりで安定している。電気二重層コンデンサに充電がされているようだ。

朝日が当たる前：

薄っすらと光が当り始める直前：

朝日がうっすらと当たり始めた時：

しっかりと太陽光が当たっている時：

朝8時55分に外に出してみた。暫く充電をしてみる。

TWELITEは元気に動いている。
::ts=62
::rc=80000000:lq=78:ct=05F5:ed=810CCAC2:id=0:ba=3650:a1=1792:a2=2467:te=1050
::ts=63
::ts=64
::ts=65
::ts=66
::ts=67
::rc=80000000:lq=78:ct=05F6:ed=810CCAC2:id=0:ba=3480:a1=1792:a2=2467:te=1062
::ts=68
::ts=69
::ts=70
::ts=71
::ts=72
::rc=80000000:lq=78:ct=05F7:ed=810CCAC2:id=0:ba=3650:a1=1789:a2=2467:te=1050
::ts=73
::ts=74
::ts=75
::ts=76
::ts=77
::rc=80000000:lq=75:ct=05F8:ed=810CCAC2:id=0:ba=3470:a1=1792:a2=2467:te=1050
::ts=78
::ts=79
::ts=80
::ts=81
::ts=82
::rc=80000000:lq=78:ct=05F9:ed=810CCAC2:id=0:ba=3650:a1=1789:a2=2467:te=1056
::ts=83

想定外の結果になった。

ログを見ると5時3分位にTWELITEの送信が止まっていた。だいたい4時近くまで陽射しはあり、3時30分位までは斜めからではあるけれど日光が当たっていたと思う。5時3分はまだ明るい時間で、この時間に送信が止まるという事はソーラーパネルの充電電圧が低下してから1時間30分も持たなかったことになる。
Tickカウンター 27535まではct=1B64とインクリメントが続いている。その時の電源電圧2.675V
Tickカウンター 27540ではct=0001とリセットされている。その時の電源電圧は2.630V

::rc=80000000:lq=84:ct=1B63:ed=810CCAC2:id=0:ba=2680:a1=1534:a2=2467:te=0656
::ts=27531
::ts=27532
::ts=27533
::ts=27534
::ts=27535
::rc=80000000:lq=84:ct=1B64:ed=810CCAC2:id=0:ba=2675:a1=1534:a2=2467:te=0656
::ts=27536
::ts=27537
::ts=27538
::ts=27539
::ts=27540
::rc=80000000:lq=84:ct=0001:ed=810CCAC2:id=0:ba=2630:a1=1107:a2=2467:te=0850
::ts=27541
::ts=27542
::ts=27543
::ts=27544
::ts=27545
::ts=27546
::rc=80000000:lq=84:ct=0001:ed=810CCAC2:id=0:ba=2635:a1=1097:a2=2467:te=0612

どうやら電源電圧2.675Vを下回るとTWELITE DIPは電源電圧モニターが働くようだ。

ログが残っている最も過去はおよそ20分前。その時の電源電圧は2.880V。およそ20分かけて2.880Vから2.630Vまで0.25V低下したことになる。

::ts=26327
::rc=80000000:lq=84:ct=1A70:ed=810CCAC2:id=0:ba=2880:a1=1628:a2=2467:te=1075
::ts=26328

ソーラー電源管理モジュールのマニュアルには以下の記載がある。BYPをDO2に接続すれば0.2Vを稼ぐことができる。リニアに低下するわけではないと思うが約15分程度は延命できるとみることもできる。
BYP
TWELITEのDO2に接続します。
Hiにすると、蓄電デバイスとTWE_VCC間へ接続されているダイオードをバイパスします。
蓄電デバイスが2.3Vの状態でTWELITEへ電源を供給すると、ダイオードの電圧降下によりTVE_VCCは約2.0Vになり動作を停止します。バイパスを行うと、蓄電デバイスが約2.0VまでTWELITEを動作できます。
電圧条件は、TWELITEの電圧条件に従います。

どうやら受信データから電源電圧（ba）を取り出してプロットするアプリを作る必要がありそうだ。