Raspberry piで百葉箱

ずっとあたためていたRaspberry piによる屋外の気象観測装置をつくりました.太陽光発電と充電池をつなげているので,スタンドアローンで稼働します.

まずRaspberry piのセットアップを行いました.よく使っていた頃からOSのメジャーアップデートが2回あり,ネットワークの設定などのやり方が変更になっていて戸惑いました.インストールに失敗したのかと思って,4回SDカードの焼き直しをしてしまいました.

今回用意した充電池は容量が7.2Ahで,使用したRaspberry piは初代のB+です.それでも消費電流は300-400mAあり,ずっと起動したままではバッテリーが1日持たない計算です.太陽光発電で補充するとはいえそれも20Wで,ほかにももろもろ電力を消費するでしょうから,このままでは天気の悪い日は乗り越えられません.

そこで,次のモジュールを使用しました.

ラズベリーパイ用電源管理/死活監視モジュール「slee-Pi3」のセットアップ

slee-piを利用すれば,観測しない時間帯は低消費電力で待機させておくことができます.ほかにも電源電圧モニタリングや死活管理が容易となります.

slee-piを接続して起動したあと,繰り返し再起動をしてしまっていて,以下を参考に一度リセットしました.

【トラシュー】ラズパイ+slee-Pi3が再起動を繰り返す?

これで起動状態が維持されるようになりましたので,インストールに進みました.

ローカルに保存するためのUSBメモリを自動マウントできるようにして

[Raspberry Pi] USB メモリを自動マウントするhttps://note.com/hitoshiarakawa/n/nac4a012e1b61

ここでUSBメモリのファイル形式を間違えたためにfstabのワナにはまり,emergency modeとお会いすることになりましたがなんとか解決しました.

次に,簡単なデータの取得とGoogle spreadsheetへの記録を試しました.

Raspberry piでセンサーデータを取得し,Google スプレッドシート,Data Studioで表示する

4年前に自分でやったことを復習です.Google spreadsheetの仕様が少し変更されていたので戸惑いましたが,Raspberry piのCPU温度とSleepiの電源の電圧を取得,記録できました.

ここに温度,湿度,気圧の測定できるBME280と照度,UVを測定できる390,バッテリーの充放電状況を測るINA219をI2C接続で取り付け,それぞれのデータを同様にクラウドに送信するようにしました.

測定間隔は約10分としています.起動と測定に2-3分かかり,Sleepiはシャットダウンから7分後に再起動するようにしています.これにより,単純計算で消費電力は3/10になるはずです.

最初に組み上げたときには,数年前に購入したシール型鉛蓄電池を使いました.過放電により劣化してしまっていて,電圧が安定せず,夜中には5Vを下回ってRaspberry piが起動できてないこともありました.結局新しいバッテリーを購入し,天気の悪い日でも維持できるようになっています.

外装がいつも苦手で後回しになってしまうのですが,今回は,アルミフレームを外注して組み立てることにしました.装置はウォルボックスに入れます.

完成イメージ

こんな感じになりました.

まあまあイメージ通りにできました.パネルの角度は約70度です.発電効率を考えるともう少し寝かせたほうが良いのでしょうか,スペースを取るのでこのようにしました.

1週間ほど運用していますが,概ね良好に記録を続けています.ただ,センサー類がボックス内にあって,防水仕様なので換気もしておらず,日中の温度,湿度が外気を反映できていません.センサーを外付けにすることも検討です...

ひとまず今回はここまで.

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