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2017.05.28

Dive ESP8266 to Deep Sleep Mode(3)

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ESP8266の醍醐味は消費電力削減のためのDeep Sleep Mode。と申しましたが、改善点はまだまだあるようです。今回電源周りを変更したところ、大きな改善が見られました。

これまでは、Switch scienceさんから購入した単三電池の昇圧器BooSTickに接続し5Vに昇圧し、同Switch Scienceさん製のESP-WROOM-02開発ボード上のレギュレータで3.3Vに降圧。2段のレギューレータが動いていました。

結果9時間、一晩も持たず。

2段のレギュレータが電気を無駄使いしているに違いないと直感し、5Vに近い電圧をESP-WROOM-02開発ボードに直接供給する手がないか考えていました。ゴルデンウイークに渋谷の東急ハンズに行った際、電池ボックスを見つけました。単三電池3本直列接続タイプと4本タイプ。悩みに悩み、4本直列接続する電池ボックス購入。シンプルにEneloop単三を4本直列接続し1.5x4=6Vの電源を作り、5Vに近いからいいか、と非ロジカルに判断し、ESP-WROOM-02開発ボードのVinに接続。どれだけ連続運転できるが、経過を観察。

結果、21日、597時間の連続運転。

9時間しか動かなかったものが、どうして597時間も動けるようになったのか?初めはロジカルに理解できませんでしたが、だんだん、わかってきました。

まず乾電池とEneloopの違い。乾電池の電圧って1.5Vというけど、電圧が使用始めから最後まで、真っ逆さまに電圧が落ちていくんですね。いわゆる乾電池は、マンガンと鉛が電極。それに対してEneloopは、ニッケル水素電池。フル充電直後はちょっと高めだけど、あとはずーっと安定した電圧を出す特性。しかもeneloopって1本で1.5V出すのではなく、1.2Vなんですね。これ電極の部材の物理的な違い。正極に負極に何を使うかで電池の出力電圧は異なると。なので、Eneloop4本では1.5Vx4=6.0Vは不正解で1.2Vx4=4.8Vが正解。

そして、ESP-WROOM-02開発ボードに乗っているレギューレータXS6222の存在。性能情報をメーカー提供の仕様書で確認すると、レギュレータ自身が使う電圧Vdropが0.4Vある様子。ESP-WROOM-02は3.3Vで動作するから、0.4V+3.3V=3.7V以上が必要。

つまり、Eneloop3本では1.2x3=3.6Vなので、3.7Vに足りず、4本では1.2x4=4.8V,3.7Vには余裕で十分。というかロジカルにベストだった!幸運の女神が微笑んでくれた。

電源の世界は奥が深い。
右脳を使ってPrototypingの醍醐味を味わえばいいのか?左脳を使って、仮説と検証そしてロジカルに設計できる力を持つべきなのか?悩む。


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