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NanoPiのUPSの復旧というか電力不足により再作製となってしまった

交換用のニッケル水素バッテリーは既に購入済であるが，どうやら「BONAI」は低価格であるが容量詐欺で1100mAのところ800mAもないらしい（by YouTubeの確認動画）

Amazonのニッケル水素バッテリーも容量が怪しいとの情報もあったのでやはり安物は覚悟がいるってことである

バッテリーケース（初版）

前回はバッテリーを半田付けしたのも耐久性に影響したかもしれないので，復旧版では電池ボックスを使って交換可能にする

市販の電池ボックスでは接触抵抗が大きく電圧降下も大きくなる

なるべく接触抵抗を少なくなるようにしたので今回は３Dプリンタでの作製に挑戦した

昔，YouTubeで電極をビスで留めて接触抵抗を少なくしていた映像（どこだったのか見つけられない）を見た事がありその方式を参考に設計

これにー電極はビスで留めて＋電極はアルミ板で導通させる

ビスの締め込みにはナットをアルミ板の内側に設置

上手く出来たと思ったら・・・

終端の＋側は考えていたのだけどー側の取出しに問題あり

更に電池のサイズに合ってない空間とかあって改良

バッテリーケース（２版）

±の終端は同じ形にしてー終端の逆側である＋電極はビスで留める構造にした

上手く完成したので内部抵抗込みとなる接触抵抗を計測しようと思ったら定電流回路が必要であることが判る

電子負荷で対応しておけば良かったのに・・・（急遽作ろうとしてちょっと止まっている）

今のままの電子負荷でも（厳密ではないが）短時間で解析すれば問題ないので測定してみると，接触抵抗どころか12Vの出力すら危うい結果となってしまった

UPSの改良

12Vの安定出力が怪しい結果（接触抵抗の関係もある）になったので安定を考え６本（7.2V）から８本（9.6V）に変更

元々８本（9.6V）を12Vからの充電をケチって６本（7.2V）にしたのが失敗だったのかもしれない（前のバッテリーでは十分な安定出力があったので問題でなかったのだが）

今回は８本（9.6V）用に回路も再考

NanoPiケースへの供給電圧は9V～でも良く，12Vでなくても良いことが判ったので昇圧しないで８本（9.6V）を出力するようにする

充電側は小型で電圧調整ができる（安価な）降圧モジュールが手に入っているので1.42V（30℃での満充電電圧）×８に調整

バッテリーケースは８本用に変更した

電子負荷で500mAを9V以上で出力できていることを確認

組み立て

制御ボードを作製

ケースに収容

各電圧確認（以下はバッテリー出力時の電圧）

試運転

しばらくNanoPiケースに給電して試行運転する

 

長い期間（一部機能の）試行運用していたNanoPiを確認のため止めた際，実験で12Vの電源が欲しくて丁度空いていた止めたNanoPiで使用のUPSを繋いでみたが動作しない

おかしいなと思ってUPSの出力電圧を確認すると0Vで，バッテリが7.2Vのところ3Vしか出ていないことが判明

バッテリはAAA（単4形）×6本で構成しており単体の電圧は個々で異なっていた

調べてみたところニッケル系2次電池のトリクル（フローティングもしくはフロート）充電は専用品があるとのことで一般向け用では寿命が短くなるそうだ

今回，約半年でバッテリが寿命となった理由として電極の半田付けによる劣化の感じもするので，次は半田付けしないでバッテリケースで作製しようと思う

バッテリは充電耐性のある丈夫なニッカドのAA（単3形）を試してみたいのもあったが，低価格で大容量（1100ｍAh，約1200回使用可能）の魅力に負け「BONAIニッケル水素AAA」を購入

現在，復旧を検討中

固定IPの追加登録と同時に管理サーバarmbianのアップデート

DHCPサーバが自動起動しない問題が残っているため，以下の起動コマンドの速やかな実行が必要

（起動確認）
$ systemctl status isc-dhcp-server
・・・
（DHCP起動）
$ sudo service isc-dhcp-server start
$ systemctl status isc-dhcp-server
・・・
$

その他，グレードアップの問題は発生していない

バッテリーを購入して一箇月も掛かってしまった（時間の都合もあったが暑くてヤル気がでなかったのもある）

容量見積

まずはバッテリー容量（850mA×8）が十分かどうかの確認

左から起動時，アイドル時，ストレス時の電流値（12V)

概ね400mA位と考えて良い

バッテリー8本で9.6V（1.2V×8）でDCDC効率を50%としても（9.6×0.85×0.5）÷（12×0.4）＝0.85なので51分位は持つ計算

電子負荷で確認

（電源供給時）

（バッテリー時）

（※）バッテリー時はUPS仕様上0.5V程電圧を降下させている

この時バッテリーの充電を別途で行っていたたため一度全放出させて実運転通りの充電（いたわりの58mA充電のため20時間程掛かる）を行って再確認したところ問題が発覚

実はLM317Lのドロップ電圧を小電流版ということで大したことないだろうと2Vなのを確認していなかった

そのため8本分の充電終止電圧11.2Vまで全く届かず（おそらく）50%位の充電に留まっていたと思われ500mA放電で10分位しか持たない

丸一日充電しても9.44Vにしかならない

対策

３つの対策を考案

①充電用に昇圧DCDCを追加する

②バッテリーを10本にして12V出力，昇圧DCDCを前段階に移動，出力段で12V安定化追加

③バッテリーの電圧を減らす（8本を6本の7.2Vにする）

概ね基板も完成しているので簡単な③を選択し容量不足なら単3型に変更する

バッテリー更新

折角なのでバッテリーを8本から6本に変更する際に物干しカバーが使える様に2段から1段に変更

ドライヤーで圧縮

電子負荷で再確認

（電源供給時）

（バッテリー時）

400mA前後で約24分位使用可能を確認

試運転

先ずは十分と考えケースに入れる（トレーだけど・・・蓋は後で考える）

これに本体を載せて使用する（見栄えは悪いが実用に耐えれば良いのだ）

もう１W前には完成していたのだけど最後の確認に手間取った

記録として

試運転する際に手間取った理由がサーバが起動しないという理由だった

コンソールで確認すると

・
[ OK ] Reached target Sockets.
[FAILED] Failed to start File Syste…7-84d1-41de-87a4-783116da0cc9.
See 'systemctl status "systemd-fsck@dev…\x2d783116da0cc9.service"' for details.
[DEPEND] Dependency failed for /media/mmcboot.
[DEPEND] Dependency failed for Local File Systems.
[DEPEND] Dependency failed for Mark… need to relabel after reboot.
[DEPEND] Dependency failed for /boot.
 Starting Armbian leds state...
・
You are in emergency mode. After logging in, type "journalctl -xb" to view
system logs, "systemctl reboot" to reboot, "systemctl default" or "exit"
to boot into default mode.Give root password for maintenance
(or press Control-D to continue):

ファイルシステムの異常でrootファイルシステムと勘違いしてメンテ用mSDを作ってfsckしたが復旧しない

良く観ると実は起動用のmSDのファイルシステム異常であったことに気付く

上記の状態からシングルユーザーモードでログインして

# fsck /dev/mmcblk0p1

を実行して回復させた（-n オプションで確認した後，-y オプションが良い）

原因はUPSの確認で電源断させていたところタイミング悪くmSDを破壊したようだ