ソーラーパネルとバッテリーによる自立電源でラズパイカメラを運転して家庭菜園の定点監視を始めました。
ラズパイはタイマー回路で3時間毎に間欠運転してバッテリーを節約しています。
画像はAWSクラウドへアップしてWebで確認します。
はじめに
ラズパイカメラで猫や植物を定点監視するのは定番ですが、太陽光発電で自立電源としたいのでソーラーチャージャーやバッテリーを一式そろえてみました。
またラズパイは消費電力がそれなりにあります。今回の構成の Raspberry Pi3 で約1.5～2W（実測）でした。そのためカメラ撮影時のみ電源Onにする間欠運転を行っています。
太陽光発電
ESP32搭載ソーラーチャージャー E32-SolarCharger
ソーラーチャージャーは\3,000ぐらいから各種製品がありますが、
なんとこちらはESP32を搭載していてプログラムをカスタマイズできる上、電圧電流のログも記録できます。実験用途にはうってつけです。
Indoor Corgie製 E32-SolarCharger
https://www.indoorcorgielec.com/products/e32-solarcharger/
スイッチサイエンスで買えます。
サンプルコードもダウンロードできるのでいつものArduino、ESP32やM5Stackの様にArduino IDEでプログラムをロードできます。
サンプルコードにはWebインターフェースまで含まれているので、WiFi接続して稼働状態を確認できます。ログのダウンロードも。
この製品はHomeMadeGarbageさんのブログで知りました。こちらで詳細に解説されています。非常に参考になりました。ありがとうございます。
E32-SolarCharger の基礎 ーベランダ太陽光発電所への道1ー
ソーラーパネル
メーカー判りませんが、遊休品をお借りした12Wです。
最大電力 Pmax: 12W
最大出力動作電圧 Vpm: 18.4V
最大出力動作電流 Ipm: 0.65A
開放電圧 Voc: 22.4V
短絡電流 Isc: 0.71V
バッテリー
鉛シール電池 12V 5Ah EnerSys製 Genecis です。
車の中古バッテリにも充電はできたので、車のバッテリでも使用できそうです。
ラズパイの駆動には大きすぎますが。
e32-solarcharger と12Wの太陽光パネルで自動車用の12Vバッテリに充電してみる pic.twitter.com/fXvmYZUCEo
— 山添 知久(zoe)/IoT (@zoe6120) May 10, 2020
システム
太陽光発電でラズパイ監視カメラ。
ダイソーのクリアボックスに組み込んだ。 pic.twitter.com/JTq8VavxU5— 山添 知久(zoe)/IoT (@zoe6120) May 17, 2020
雨除けのダンボールや重石やらで実際にはこんな感じで運用中です。
クラウドへ画像のアップロードとWebサイト
AWS S3へアップロードしてCloudFront経由でアクセスします。
最新画像を同じファイル名で上書きして、それを参照する index.html を置けば超簡単な静的Webサイトができます。
温度測定
ラズパイにはDHT11を接続して温度と湿度とCPU温度をAmbientへ送信しています。
ラズパイのCPU温度が起動から15分で10℃上昇する知見を得た。
オレンジがCPU温度。3時間間隔で15分間使用。
赤と青はラズパイ傍のDHT11による温湿度。
この数日は気温低めで20℃以下。CPUは起動2分後で気温よりおよそ12℃ぐらい高め。#太陽光発電ラズパイ監視カメラ pic.twitter.com/nKQkMg3lsm— 山添 知久(zoe)/IoT (@zoe6120) May 23, 2020
まとめ
電波ガーデニングと名付けているからあげさんをまねてIoT家庭菜園と名付けてみました。
約2週間ですが、正常に稼働中です。
カメラ撮影や温度測定、AWSへのアップロードなど複数の異なる処理でもスクリプトにしてcronで実行すれば
好きなタイミングでそれぞれ実行できるのが手軽で良いです。修正や改良も楽。
ラスパイカメラの構成やプログラム、ソーラーチャージャーの測定結果やAWSへの画像アップロードなど詳細は別途書きます。
参考記事
ラズパイを超お手軽に定点観測カメラにする方法 – からあげさんブログ
ソーラー発電 – HomeMadeGarbageさんブログ
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