戸締まりチェッカー ソーラーセル版子機の充電状態をモニターしてみた

　自家製戸締まりチェッカーのセンサー子機は、リチウム電池版とソーラーセル版の2種類を作りました。リチウム電池の方は興味深い動作は別にありませんが、太陽電池を使うのは初めてなので、どのくらい使い物になるか興味津々でした。

　センサー子機は、I/O状態を定期的に親機へ送信します。この情報には、電源電圧とTWE-EH Solarに接続した電気二重層キャパシタの電圧が含まれています。 これをデコードして、Raspberry Piのモニター用に使っていたmrtgでグラフ化してみました。

　 過去1週間のグラフは、このようになりました。運用開始から1週間しか経っておらず、この間にも何度かメンテナンスをしているため、切れ間の多いグラフになってしまいました。
　青色がVcc、緑色がVC2(電気二重層キャパシタ)の電圧です。電気二重層キャパシタは、秋月で買った耐圧5Vの容量1Fです。

週間電圧グラフ

先週の水曜日から計測を開始しましたが、VC2の電圧はほとんど上昇せず、日没の度にシャットダウンしていました。この時の起床間隔は30秒でした。このペースでは、充電と消費が拮抗していたようです。昼間に充電されなくては困るので、金曜日に起床間隔を1分に延長したところ、生き返ったように充電されるようになりました。

　グラフのところどころで、緑色で示した電気二重層キャパシタの電圧が急落している箇所があります。この子機はFRISKのケースに収納していますが、 絶縁がいい加減だったために、ケース内で電極が接触して短絡する事故が発生していたようです。
 　月曜の朝にケースを開けたときにもキャパシタを短絡させてしまったらしく、1V未満からのスタートになりました。この日は晴天でしたが、一日かけても2V程度までしか充電することができず、日没直後にTWE-Liteが落ちてしまいました。
　こうも短絡事故が頻発していては困るので、amazonで買ったカプトンテープでTWE-Lite SMDと電気二重層キャパシタを包む対策を火曜日の朝に施しました。この後は、短絡は発生していません。

　火曜日の一日分の電圧は、下のようになりました。起床後に雨戸代わりのシャッターを開けてから充電がスタートし、正午頃には満充電(約3.45V)になっています。10時頃にVccの電圧が急落していますが、これは、VC2が2.6Vの閾値を超えてVccに直結されたためです。その後は、VccとVC2がほぼ同じ電圧で推移しています。
　日中に充分に充電されたため、日没後も動作し続けました。

復活して満充電

 　翌日の水曜日は、下のようになりました。電圧は夜明けまで徐々に下がりましたが、3Vを切ることはありませんでした。日中の充電は、9時頃には満充電に達しています。
　もう安心です。このペースなら、暗闇の中でも満充電から丸1日以上は持ちそうです。