ラズパイをより身近に

「Raspberry Pi」をオフグリッドで動作させるには--太陽光発電にトライ

Adrian Kingsley-Hughes (Special to ZDNET.com) 翻訳校正: 編集部

2023-06-10 08:30

 筆者は今、「Raspberry Pi」を丸1週間オフグリッドで動作させながら、Pi自体といくつかの低消費電力の環境センサー4Gセルラー/GPSモジュールに効率的に電力を供給するという刺激的なRaspberry Piプロジェクトに取り組んでいる。サイズと重量の制約は(合理的な範囲内で)大した問題ではないため、太陽エネルギーを利用することが最も論理的な解決策であるように思える。

「Waveshare SIM7600G-H 4G HAT(B)for Raspberry Pi」はLTE Cat-4 4G/3G/2Gをサポートする。提供:Adrian Kingsley-Hughes/ZDNET
「Waveshare SIM7600G-H 4G HAT(B)for Raspberry Pi」はLTE Cat-4 4G/3G/2Gをサポートする。
提供:Adrian Kingsley-Hughes/ZDNET

 当初は、ソーラーパネルをモバイルバッテリーに接続し、それを使って、Piを動作させることを検討した。このアプローチでもうまくいくはずだが、少し不格好な感じがしたし、このような要求の厳しいプロジェクトに必要な信頼性にも欠けていた。また、ソーラーパネルから得られる電力は変動するが、モバイルバッテリーはソーラーパネルでの充電を効果的に処理できるようには設計されていない。

 よりプロフェッショナルで信頼性の高いソリューションを実現するには、最大電力点追従制御(MPPT)機能を備えたものが必要だった。この機能があれば、充電コントローラーは、変化する気象条件の影響を受けるソーラーパネルのような、変動するエネルギー源からのエネルギーの収集と貯蔵を最適化することができる。

 そして、筆者は「Waveshare Solar Power Manager」を発見した。

 筆者が購入した製品には、「18650」リチウムイオンバッテリーが3本必要だったが、1万mAhのリチウムポリマーバッテリーパックが内蔵された代替製品を見つけた。この特定のデバイスは、太陽光充電を処理できるように設計および最適化された太陽光入力モバイルバッテリーとして機能する。

Waveshare Solar Power Manager。提供:Adrian Kingsley-Hughes/ZDNET
Waveshare Solar Power Manager
提供:Adrian Kingsley-Hughes/ZDNET

 35ドルで入手できるので、絶対にお買い得だ。

 必要な電力を特定することが重要だった。「Raspberry Pi 4」は平均的な負荷時に約0.5Aの電力を消費するが、重い負荷をかけると、消費電力が1Aに増加することもある。つまり、1万mAhのバッテリーパックは約10~20時間、Pi 4に電力を供給することができる。

 数字が好きな人のために、筆者がその数値を算出した方法を紹介しておこう。モバイルバッテリーの容量はmAh(ミリアンペア時)で測定される。したがって、1万mAhは10Ahに相当する。つまり、このバッテリーパックは10Aの負荷に約1時間、または1Aの負荷に約10時間耐えることができる。ただし、実際の効率は通常、80%程度なので、1万mAhのモバイルバッテリーは1Aの負荷を少なくとも8時間、快適に支えることが可能だ。

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