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なんちゃって百葉箱を作ってみる(続き2)

相変わらずのんびりと進めている

電源部を決定

結局は電源部が決まらないと回路が落ち着かないので先に検討

使用する太陽電池の出力が4~6V位なのでニッケル水素電池なら3本(3.6V),リポなら1本(3.7V)が妥当かと考えるが,手持ちの低損失CMOS三端子レギュレータ3.3V500mA(NJU7223F33)を使うとするとドロップアウトが0.4Vなのでギリギリでありバッテリー効率が悪くなりそうである

そこでニッケル水素電池なら2本から昇圧すればどうかとHT7733Aで実験したところ大失敗・・・前にもやったのを記録してなかったので忘れていた

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(忘れないよう今回は以下に結果と実験用にボード化しておこうと思う)

  • 60mA位なら連続で出力できるが100mAあたりで一気に1.2V位まで電圧降下する
  • 一度電圧降下すると一度電源OFFしないと3.3Vに回復しない
  • ブレッドボード上での実験なので少しはまともに実装すれば200mA位までいけるかもしれないが諦めた

現状の手持ちパーツでは良い解決案がでてこないので低ドロップ(1.8V)の低飽和型レギュレーター3.3V500mA(NJM2884U1-33)を購入することにした

購入するなら今後のためにと太陽電池モジュール1.15WSY-M1.15Wを同時に購入

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少しの太陽光で160mAを軽く出力した(コストの良い太陽電池モジュールかと)

今回はここまでの高出力は必要ないので当初の予定通りで構成(実は秋月の300mWを使えば良かったかと・・・)

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最終的に6枚(費用は\648)となったが,40mAhあれば平均20mAhの日照が4時間としても80mAhとなり消費が20mAh/日なので4日分を1日で補充できる

4日で十分なのかどうかは実際にやってみないと判らないがバッテリーは1000mAh(50日分)は確保しているため余裕の日数のなかで補充できれば良い計算である

本体(センサー部)を完成

秋月で購入したBME280は実験用に置いておいてアマゾンで購入(2個)したBMP280(¥368)を使う

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ところがBME280と勘違いしてBMP280だったので湿度センサが無い

もともとLPS25Hを使うつもりだったので気圧センサとしてのみ使い温度と湿度は精度の良いDHT22を使用することにした

ここでSHT31を採用しなかったのは単に精度の差がないのと既にDHT22は動作確認していたため扱い易かったからである

これで最終的な回路が決定する

(回路図)

homeTenki_回路図.png

注)DHT22のDataPinのプルアップが抜けていた(無しでもESP8266内部でプルアップされているのか電圧は出ている)

NJM2884の部分は実際は以下となる

NJM2883.png

リファレンス回路では出力側のコンデンサ(セラミック可能)は2.2μFだが4.7μFのほうが安価なので採用した

CONTROLのプルアップは300KΩ位まで問題ないようだ

ちっとミスってやってしまったことだが,入出力で使用しているコンデンサ(0.33μFと4.7μF)は無くても今回の回路は動作した

以下はニッケル水素3本(830mAh)で消費状況を試行実行中

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この回路からBMP280を除いたDHT22とした版を室内用として設置する予定

室外版

室外に設置する版はダイソーのモバイルバッテリーを利用する

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充電部はそのままのだが出力は5Vに昇圧する必要がないし機能上の問題もあるため直接18650から引き出す

内部の基板から標準の方のUSBメスコネクタを外しケースのUSBの口から太陽電池からの充電と18650から供給するケーブルを通す

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(もう1セットのパーツで)室外運用基板として実装

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太陽電池による補充電はしてないがリポで試行運用中

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鎧戸の箱

測定機は完成,問題は外側となる筐体で雨をしのぎながら風通しのよい箱を作らないとならない

一般的に鎧戸と呼ばれている形状で作製された筐体で購入すると結構な価格のようだが,現在のアメダスで実際に使用されているものはFAN付きの空洞のような形で昔の白い箱型ではなくなり進化している

つまり見た目は懐かしいが昔の白い鎧戸の箱にこだわることはない

ということでググってみるとトレイを裏返しにして重ねることで鎧戸を構成するってアイデアをいただくことにした

丸いプランターの鉢皿を使用している方が多いのに対抗する訳でなく四角の鉢皿の方が考えてる形に合うので採用

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一番上となる鉢皿は太陽電池の性能確認のため先に作製

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鉢皿をひっくり返し太陽電池6枚の形でくり抜き加工してスマホ等のフィルムを貼って付けた

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裏側は美しくないが見えないので問題なし

2段目はバッテリー置き場となり3段目以降はこれから再検討して作製

課題は虫(特に蜘蛛)かな

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