消費電力を実測! 電池動作時間の見積もりと 電源製作

第2部
ラズベリー・パイ3のパフォーマンス
第3章
足場を
固める!
単 4 型エネループ× 3 本で
確実起動& 45 分連続動作!
消費電力を実測!
電池動作時間の見積もりと
電源製作
砂川 寛行
電源供給側
パソコン
USB
(A端子)
GND
Hiroyuki Sunagawa
USB
TeraTermで記録
Arduino PRO
Micro
5V
VCC(3.3V)
INA226
V+
ディジタル
電流・電圧・
電力計
SENSE−
V (GND) モジュール
SENSE+
VS(3.3V)
SCL
SDA
AL
GND
−
線材は可能な限り
太い物を選択
4.7k
4.7k
3
SCL
2
SDA
I2C
GND
1
Vin(3.3V)
3Vo 2
K型熱電対アンプ・
モジュール
MAX31855
マイクロUSB
(A端子)
1
2
3
4
5
GND
DO
CS
CLK
3
4
5
6
14
MISO
10
CS
15
SCLK
100μ
被評価回路
(DUT:Device Under Test)
図 1 電源回路を評価するための手作り測定器その① プログラマブル電流ロガーの回路
最 新 型 の ラ ズ ベ リ ー・ パ イ 3 に は,Wi−Fi と
Bluetooth の二つの無線機能が搭載されました.これ
でデータ通信はワイヤレス化されたので,電池で動か
せば,パーフェクトなワイヤレス化を達成できます.
本稿では,第 2 章で製作したペットボトル・ロケッ
トの電源回路を設計する過程を紹介します.
〈編集部〉
準 備
(1)長時間の変動測定
メーカ製は高価なので,電流ロガーを Arduino で手
作りしました.分解能は 100 ms です.電源投入直後
から X Window 起動,そしてシャットダウン処理完
了まで,ラズベリー・パイが消費する電流の変化をす
べて記録します.
(2)短時間の(過渡的な)の変動測定
ラズベリー・パイ 3 が起動した直後時に,設計した
電源回路が電流を十分供給できるかどうかを波形から
判断します.
■ 消費電流の測り方の基本
■ 測定器を用意する
ラズベリー・パイ 3 の消費電流がわかれば,必要な
電池の種類や本数,電源回路を設計できます.次の 2
種類の消費電流を測るのが基本です.
① プログラマブル電流ロガー
図 1 に示すのは,実験用に手作りした電流ロガーの
ブロック図です.
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2016 年 8 月号