HOME | Raspberry Pi | ビジネス書籍紹介 | 2021-04-18 (Sun) Today's Access : 45 Total : 277463. Since 10 Sep. 2019

画像処理 第4回電源回路
2020.07.08

YouTubeでポイントを説明しています。画像をクリックすると再生できます。

前回までで、ArduCamカメラモジュール制御、SDカード保存、リアルタイムクロック制御を行いました。 今回は、充電回路、昇圧回路、電池残量チェック回路の3つの電源周りを整備します。
充電回路では、USB5V電源を用いて、1.2VのNi-MH ニッケル水素電池を充電します。
昇圧回路は、ニッケル水素電池からArduinoが動作する5Vに昇圧します。
電池残量チェック回路は、ニッケル水素電池の残量をLEDの光り具合によって判定します。

■Ni-MHニッケル水素電池の充電

ニッケル水素電池の充電には、市販のモジュールを使用しました。

1-Cell NiMH Battery Charger Module
1-Cell(1S) 1.5V Version:
Input voltage : DC 3.5V-6V(Recommend DC 3.7V/3.8V/4.5V/5V)
Charging voltage : 1.5V for 1.2V batteries
Charging current : 1A
Aliexpress:約300円

microUSBケーブルから充電できるようにコネクタを追加します。
電源用マイクロUSBコネクタDIP化キット
・microUSBコネクタ
・microUSBコネクタDIP化基板
・2.54mmピッチ ピンヘッダ
(株)秋月電子通商 130円

DIP化基板を組立て、プリント基板の裏側から、充電モジュールのVin、GNDと結線すると、こんな感じになります。


充電モジュールの出力端子にはL型ピンヘッダをはんだ付けしています。


USBから充電している様子です。充電が完了するとLEDが消灯します。
このときの、ニッケル水素電池の電圧を測定してみると、1.37Vでした。

■5V昇圧回路
次に1.2Vのニッケル水素電池から5Vに昇圧して給電する回路を作ります。
HT7750A PFMステップアップDC/DCコンバーターICは、0.7~5Vの入力電圧を、5V固定、最大200mAで出力します。
この回路は「箱庭回路(その1)蓄電&昇圧回路」で紹介したものと同じです。
→ Ref.HT77XXA PFM Steu-up DC/DC Converter

・PFMステップアップDC/DCコンバーター HT7750A
・インダクター(47uH1.2A)
・整流用ショットキーダイオード1N5817(20V1A)
・キャパシタ(コンデンサ) 22uF(25V~50V)
・キャパシタ(コンデンサ) 47uF(10V~50V)


ブレッドボード上に配線してみました。


1.2Vのニッケル水素電池を昇圧して、Arduino Nano を動かしてみました。
見えにくいのですが、Hello Worldとちゃんと表示されています。

■電池残量チェッカー
いきなり電圧低下で動かなくなるのは嫌なので、電池残量を表示する機能も付けました。 電池残量の確認には、LEDを用います。ニッケル水素電池の電圧が、LEDの動作電圧以下になったときに、LEDが消灯します。
通常LEDは、最低でも1.8V程度は必要なので、1.2Vニッケル水素電池の残量確認には使えませんが、 OptoSupply社のLEDは、0.8V程度から動作します。

OptoSupply 高輝度5mm緑色LED (1.2V)
・動作電圧:0.8~1.6V DC
・標準電流:64mA
・順方向電圧降下(VF):1.2V(1.5Vmax)
(株)秋月電子通商 60円

OptoSupply社のLEDですが、露出している部分は、普通の高輝度LEDにしか見えなかったので、疑問解決のために樹脂で覆われている部分を剥がしてみました。

昇圧回路がはいってました。
・インダクター 47uH
・0Ω抵抗 (抵抗値50mΩmax./最大許容電流0.5~2A)
・ステップアップDC-DCコンバーター
※ゼロオーム抵抗でも微小な抵抗値Rと定格電力PRATEDを持つため、流せる電流には制限があります。そのため、ゼロオーム抵抗はヒューズの代わりとしても使われることがあります。

分圧回路
ニッケル水素電池の終止電圧近辺で、LEDへの電圧が0.8V前後になるように、分圧回路を用いて降圧させます。
分圧回路では、2つの抵抗比によって、抵抗に挟まれた地点での電圧を調整することができます。



左側の抵抗(R1)を39Ωに固定にして、右側の抵抗(R2)値を変えて、LEDが何Vまで光って見えるかを確認してみます。

右側の抵抗を抜いて、プログラマブル・レジスタを繋いで抵抗値を変えてみます。 プログラマブル・レジスタはジャンパーピンを抜き差しすることで抵抗値が変えられます。 なお、使用したニッケル水素電池の電圧は、1.29Vありました。
VinR1R2Vout
1.29V39Ω73Ω0.841V☆照明下の室内で点灯がわかる
1.29V39Ω47Ω0.705V○暗くした室内でかろうじて点灯がわかる
1.29V39Ω46Ω0.698V×点灯しているのがわからない

ニッケル水素電池の電圧が終止電圧の1Vまで下がったときに、LEDに掛かる電圧を0.841Vにするには
1.00*R2/(R2+39)=0.841V
逆算すると
R2=206
になります。206Ωの抵抗はないので、220Ωの抵抗を使用しました。

このときの分圧は、0.85V になります。

蓄電回路、昇圧回路、分圧回路を1つに纏めました。


ニッケル水素電池をつないでみると、いい感じに光ってます。

点灯し続けてみると、ニッケル水素電池の電圧が約1.16Vまで降下したところで、完全に消灯しました。
なお、分圧に用いる抵抗は、まず丸ピンICソケットを基板にはんだ付けして、そこに挿しているだけなので、抵抗を変えて微調整もできるのですが、 フル充電時の1.37Vから、0.2V電圧降下で消灯なので取りあえずこれで様子を見ようと思います。

光拡散処理
電池残量チェックでは、LEDの明るさでおおよその電池残量を確認しているのですが、LEDはみる方向によって輝きに違いがあります。 どの方向から見ても同じように見えるようにするには、LED光拡散キャップが便利です。

LED光拡散キャップ(5mm)白(50個)200円
(株)秋月電子通商

しかし、光拡散キャップが手元になかったので、応急措置的に対応しました。

グルーガンで、LEDをグルっちゃいます。 このままでは、表面がでこぼこしてしまうので、はんだゴテの先端をヒーターに付け替え、熱を当てて滑らかにします。

違いを見てみましょう

これで、どの方向から見ても、明るさが一定です。

■参考文献
ゼロオーム抵抗とは
抵抗分圧による出力電圧のズレ

【深層学習関連】
20.11.21 深層学習 第1回環境整備
20.12.19 深層学習 第2回マルコフ連鎖・自動歌詞生成
21.01.02 深層学習 第3回コード進行解析

【画像処理関連】

20.05.28 画像処理 第1回トイカメラ
20.06.09 画像処理 第2回カメラモジュール制御
20.06.28 画像処理 第3回リアルタイムクロック
20.07.08 画像処理 第4回電源回路
20.10.27 画像処理 第5回自作デジカメ初号機完成
20.11.10 画像処理 第6回ドーナツデジカメ
【音楽関連】

20.01.05 第1回 abcjs 楽譜作成・演奏スクリプト
20.01.09 I2S通信によるハイレゾ音源再生
20.01.18 MIDI再生:FM音源YMF825+Arduino編
20.01.24 FM音源YMF825+micro:bit編
20.02.13 Piano Hat & Rosegarden
20.06.22 波形処理 第1回 音の波と三角関数
20.07.22 波形処理 第2回 平均律と純正律
20.08.26 波形処理 第3回 黒鍵と白鍵
21.01.02 深層学習 第3回 コード進行解析
21.01.16 波形処理 第4回 コード演奏
【WEBサイト構築関連】

19.10.15 第1回 前準備
19.10.20 第2回 Ubuntu Server インストール
19.10.27 第3回 Ubuntu Server 詳細設定
19.10.28 番外編 無線LAN接続設定
19.11.02 第4回 Apache WEBサーバ設定
19.11.05 第5回 PHP 設定
19.11.10 第6回 MySQL 設定
19.11.11 第7回 DNS (bind) 設定
19.11.16 第8回 メールサーバ(Postfix)設定・前編
19.11.21 第9回 メールサーバ(Postfix)設定・後編
19.11.24 第10回 ファイアウォール(iptables) 設定
19.11.25 第11回 crontab 設定
19.12.01 第12回 運用準備
19.12.03 第13回 Windowsパソコンに開発環境を作る
19.12.05 第14回 WEBサーバー公開
19.12.10 第15回 動的サイト制作
19.12.11 第16回 簡単なアクセスカウンターを作る
20.03.04 TTGO-Camera による定点観測・WEB公開
21.03.15 第17回 サーバ・リプレイス
21.03.27 第18回 システム移行
【開発環境関連】

19.12.19 Raspbian Stretch LITE インストール
19.12.19 ファイル共有 dokany + Win-sshfs
19.12.26 Arduino開発環境構築 PlatformIO
20.02.04 電子組版 upLaTeX
21.04.13 GPIO拡張
21.04.14 無線LAN動的切替え
【SNS関連】

20.03.18 テキスト読み上げ gTTS
20.04.24 Twitter-LINE連携によるビジネス活用
20.05.19 テキスト読み上げ AquesTalk pico LSI
21.02.27 TweLite Neural Network 第1回環境設定
【周辺機器関連】

20.01.01 1280x800 HDMI MONITOR
20.01.12 micro:bitをコマンドラインで使う
20.02.04 サーマルプリンタを使う
20.03.27 M5Stackキーボードを利用する
20.06.29 液晶キャラクターディスプレイLCD1602A
20.08.03 Seeeduino XIAO
20.08.09 LGT8F328P - Arduino clone
20.09.18 電流計測モジュール INA219
21.02.09 Raspberry Pi Pico 開発環境構築
21.03.06 疑似コンソール
21.03.20 Raspberry Pi Pico 突入電流制御
21.04.04 Raspberry Pi Pico Explorer Base
【その他】

19.12.13 モバイルバッテリーによる瞬間停電対策
20.04.10 電卓を制御して数字を表示する
20.05.06 箱庭回路 蓄電&昇圧回路
20.09.04 箱庭回路 センサーライト
20.09.29 シガーライターIC s090c
20.10.13 自動給水装置 LM393+NE555
20.12.05 FM放送受信 TEA5767
21.01.30 DVD Player LED
21.02.16 癒しの電子回路

 ニーア オートマタ PLAY ARTS改 <ヨルハ 二号 B型 DX版> PVC製 塗装済み可動フィギュア
「NieR:Automata」より、ヨルハ二号B型こと2BがPLAY ARTS改に新たに登場! 高級感の感じられるコスチュームや髪の質感、洗練されたボディバランス、細かなデティールに至るまでこだわり抜かれた逸品。 DX版には通常版のラインナップに加え2Bの随行支援ユニット ポッド042などをはじめ“純白の美しい太刀"白の約定やエフェクトパーツ、自爆モードを再現できる換装用ボディパーツ、シーンに合わせて変えられる顔パーツ2種も付属する豪華な仕様に。 作中のあらゆるシーンを再現することが可能なファン必見の一品となっている。
Interface 2021年5月号
~ 5G時代のコモンセンス ! 旬の信号処理をパソコンでマスタ ! ~
☆特 集 [ザ・新人研修]Pythonで無線信号処理
☆特 設: ソフトウェア・ラジオで合点 ! 無線通信[変復調]技術
☆新連載: IoT定番プロトコルMQTT: IoTに向く理由

ラズパイマガジン2021年春号
モーターやLED、小型ディスプレイ、スイッチなど、多様な電子パーツ450種を一挙に紹介します。 特性や価格の一覧表を用意したので、用途に合った適切な製品を選べます。
トランジスタ技術 2021年4月号
☆特集~ホビーも実践も軽快・即開発のA-D内蔵ワンチップ~
「AVRでサクッとマイコン開発」
日経Linux 2021年3月号
【特集 1】まる分かり50ステップ Linux 超入門
【特集 2】あなたのワガママかなえます! WindowsのアプリをLinuxで使いたい
【特集 3】公衆Wi-Fiは危険がいっぱい!? パスワードの盗聴を実験してみた
【特集 4】キーボード一体型の新モデル Raspberry Pi 400を検証
【特集 5】ラズパイで楽しむLinuxライフ オンラインのドキュメント編集をNextcloudとCollabora Onlineで実現

15Stepで踏破 自然言語処理アプリケーション開発入門
エンジニアの実務に役立つ知識に絞り、独自に15の学習ステップを体系化しました。 数値計算にNumPy、形態素解析にMeCab、機械学習にscikit-learn、ディープラーニングに Keras等を使い、Pythonのコードを記述し動かしていきます。
プログラミング・ビットコイン ―ゼロからビットコインをプログラムする方法

Linuxサーバーがゼロから作れる本
このLinuxを使いこなす上で一番手っ取り早いのが自分でLinuxサーバーを構築してみることです。 WindowsやMacのパソコンしか使ったことが無い人でも理解できるよう、 しくみや手順の解説を丁寧にまとめ上げた、ゼロからのサーバー入門ガイドです。

Raspberry Pi 3 Model B V1.2 (日本製) 国内正規代理店品
【仕様概要】CPU:ARM 1.2GHz 4コア、GPU:2コア 3D・動画支援、RAM:1GB、ネットワーク:LAN/Wi-Fi/Bluetooth、インターフェース:USB/HDMI/オーディオ/GPIO(UART/I2C/I2S/SPI...)。

Arduino Nano
ATmega328搭載/ 動作電圧: 5V/ 入力電源電圧(推奨):7~12V/ デジタル入出力ピン: 14本/ PWMチャンネル: 6本/ アナログ入力チャンネル: 8本/ 直流電流(1ピン当り最大): 40 mA/ 直流電流(3.3Vピン、1ピン当り最大): 50 mA/ Flashメモリ: 32 KB (ATmega328) 内2KBはブートローダーで使用/ SRAM: 2 KB (ATmega328)/ EEPROM: 1 KB (ATmega328)/ Clock Speed: 16 MHz
逆引き PIC電子工作 やりたいこと事典
機能が豊富で、速度・アナログ制御・省電力性・コストの面でもアドバンテージをもつPICマイコン。そんなPICマイコンの使い方を、目的別にやりたいことから引ける、逆引きタイプのガイドブックです。
C言語による PICプログラミング大全
2002年に初版、2009年に第2版を発売した名著『C言語によるPICプログラミング入門』 が大幅リニューアルし「大全」として生まれ変わりました。 本書では、機能豊富なPIC16F1シリーズを使いこなすために、統合開発環境を MPLAB X IDEに、CコンパイラはMicrochip Technology社純正のXC8に、それぞれ変更しました。 C言語でPICマイコンのプログラミングを始めたい方から、最新のPICマイコンの機能をとことん使い倒したい方まで、必ず役に立つ1冊です。
PICと楽しむRaspberry Pi活用ガイドブック
「PICマイコン+Raspberry Pi3B」という組み合わせで、高機能な電子工作を簡単に実現し、電子工作を各段に高度化する方法について解説していきます。
ESP32&Arduino 電子工作 プログラミング入門
電子工作ファンに人気のマイコンArduino、そしてWiFiとBluetooth内蔵でネットワーク接続しやすいESP32。それらのマイコンでプログラムを組む際に使うのが「Arduino言語」です。
超特急Web接続!ESPマイコン・プログラム全集
IoT技術の回路とプログラムを解説しました. トランジスタ技術2016年9月号と2017年3月号の特集に 最新の情報を加筆して一冊に仕上げました. 回路とプログラムのサンプル資料として最適です. ラズベリー・パイやIchigoJamを連動させた例も紹介しています
M5Stack用カード型キーボードユニット
M5Stackにフル機能のQWERTY配列キーボードを実装できるユニットです。複数のボタンの組み合わせ(Sym + Key、Shift + Key、Fn + Key)や豊富なキーの値を出力することが可能です。
Ubuntu サーバー徹底構築
サーバー用UbuntuでLinuxサーバーを構築しよう! 導入からLinuxやコマンドの基本、各種サーバー構築、バックアップやストレージ管理まで! サーバー用Linuxディストリビューションとして定評のあるUbuntu Serverの中でも、 10年長期サポート版であるUbuntu Server 18.04 LTSに対応!
[改訂第3版]Linuxコマンドポケットリファレンス
本書はLinux操作に必要なコマンドを収録したポケットリファレンスです。機能別にコマンドを分類し、各コマンドページでは書式/使用例などをコンパクトにまとめています。またアルファベット順索引も用意しており、名前しかわからなくてもすぐに目的のコマンドを探すことができます。今回の改訂では仮想化、データベース、クラウド時代に対応したネットワークコマンドなどを追加しています。おもなLinuxディストリビューションのCentOS、Fedora、Debian GNU/Linux、Ubuntuに対応し、初心者から上級者まで必携の1冊です。
できるPRO Apache Webサーバー 改訂版 Version 2.4/2.2/2.0対応
番のApache独学書を改訂しました! CentOS、Ubuntu、Windows、Mac OS Xに対応しています。できるPROシリーズは、実際の画面や詳細なイラスト、概念図などで構成。 はじめての方でも理解しやすくなっています。 インストール、アクセス制限、CGI、モジュール拡張、ログ管理など、基本的なことから実践的なことまでていねいに解説しています。
[改訂第3版]PHPポケットリファレンス
PHPを利用したいすべての方必携の「PHPポケットリファレンス」最新版がついに登場! PHP 5/4による開発の際によく利用される機能を集約し、必要な知識を目的別、逆引きでまとめました。PHP5.3以降を対象とし、PHP4からある機能はPHP4でも利用できることがわかるようになっています。またオブジェクト指向型のAPI解説を大幅に強化。開発の現場には1冊置いておきたい書籍です。
MySQL ポケットリファレンス
MySQLはさまざまなWebサービスの中核を担うデータベースです。本書はMySQLの基礎的な内容を中心に、日常的によく使うちょっとしたコマンドや、外部管理ツールとの連携など、MySQLの管理/運用にあたって便利な情報を素早く探し出すことができます。MySQL自体の操作、MySQL特有のコマンド、MySQL専用管理ツール、PHPからの操作など、MySQLを実際に使っているユーザーに役立つ内容となっています。
Postfix詳解―MTAの理解とメールサーバの構築・運用
電子メールの配送システムの中核を担うプログラム「MTA」(Message Transfer Agent)のひとつが、「Postfix」です。 この全容を記した本です。 すところなく解説していきます。
DNSがよくわかる教科書
本書では、DNSの仕組みから、ドメイン名のルール、主なリソースレコードの内容、コマンドによる動作確認、DNSの運用ノウハウ、DNSSECの基礎知識まで、順を追ってやさしく解説します。

Copyright © 2011-2022 Sarako Tsukiyono All rights reserved®.