Arduinoをソーラーパネルだけで動かす(その1)

こちらのページにArduinoを ソーラーパネルで動かす記事が大変詳しく紹介されています。
昼間に発電した電気を25Fという大容量の電気二重層コンデンサーに貯めて、夜間も動かすという本格的なものです。

そこで、ソーラーパネルだけで(つまり昼間だけ)Arduinoが動けばOKという前提で、何時間ぐらい動くか実験してみることにしました。

最初は以下の様にソーラーパネルからArduino(ProMini 3.3V仕様)に直接給電し、nRF24L01の通信モジュール経由で
ProMiniが動いている時間をRaspberryに通知し、Raspberry側で受信した時刻を記録することを試してみましたが、
朝太陽が昇ったときに電圧(電流かも)が不十分(みたい)で、ProMiniが中途半端な状態で起動するのか、
ソーラーパネルに十分に太陽光が当たっている昼間でも通信できませんでした。





そこで、次に以下の様にソーラーパネルから一旦、ATtinyに給電し、10分以上通電が継続したら、
十分なパワーが得られていると判断し、MOSFETリレー(G3VM-61D1)を使って10秒間だけ、ProMiniに通電するようにしたとこ ろ、
太陽光がソーラーパネルに当たっている時間だけ、ProMinからRaspberryへ通信できることを確認しました。

nRF24L01モジュールは技術基準適合証明等のマーク(通称技適マーク)が交付されていませんので
あくまでも実験レベルと考えてください。




ソーラーパネル
ATtiny
ProMini(3.3V仕様)
Raspberry
@ ATtinyに給電


A ATtinyに給電 経過時間のカウントを開始

B ATtinyに給電 10分以上連続で動いたらG3VM-61D1をONにしてソーラーパネルからProMiniに 3.3Vを10秒間だけ給電

C
ATtinyとProMiniに給電
起動時にnRF24L01を使ってRaspberryに起動メッセージを通信
D
ATtinyとProMiniに給電

起動メッセージを受信したら日時をファイルに記録
E
ATtinyに給電 ProMiniへの給電を停止し経過時間のカウントをリセットしAに戻る


私の家は南東向きのマンションなので、ベランダに設置したソーラーパネルに太陽光が当たる時間が限られます。
冬は午後3時を過ぎると、もう太陽光は直接ソーラーパネルに当たらなくなります。
2月の晴天の日の結果は以下の通りです。
10時ごろからほぼ10分間隔(600秒間隔)で動いていることが分かります。
時間の後ろの3桁の数字は前回からの差分(秒)です。
この日は午後3時44分が限界でした。





全体の結線は以下の様に、電源関係が複雑です。
オレンジのラインはソーラーパネルからの給電です。
それをBA50BC0のレギュレーターで5V(赤のライン)に変換します。
ATtinyはソーラーからの給電で駆動します。
5VをAMS1117のレギュレータで3.3V(ピンクのライン)に変換します。
ATtinyは定期的にPB3をOFF→ON(緑のライン)し、リレー(G3VM-61D)経由でnRF24L01とProMinに3.3V を給電します。



ProMini、ATtiny、Raspberry、ソーラーパネルのそれぞれについて、次回から紹介していきます。

続く...