中野島ロボット

小さなロボットの自作記事を書いています。

週刊中ロボ155 ラズパイ用UPS RPiUPSPack Standard V3Pの充電時間

はじめに
2021/08/13今日は昨日レポートした望遠鏡で流星を見ようと朝早くから起きたんですが、残念ながら一日中雨でした。望遠鏡は晴れた週末までお預けです。
でも雨が降っても楽しめる、ロボット制作とRaspberryPi ですが、今日は夏休み前に購入しておいた、ラズベリーパイ用のUPS RPiUPSPack Standard V3Pをレポートします。
 

ラズパイにUPS?
UPSとはバッテリバックアップ装置です。関東は今日は雷が鳴る荒天でしたが、UPSがあればちょっとした停電や、瞬低でもラズパイが止まりません。UPSは停電後しばらくバッテリーでしのいで、電気が復旧しなければ、自動で安全にシャットダウンを行います。また、電気が復旧したら自動で電気を供給するものです。
ですが、そもそも不安定なラズパイに重要なデータは入れてはいけないと思います。
中野島ロボットは、これをUPSとしての本来の使い方では無く、ロボットに組み込んだり、ノートPCの代りに使えるようにするためと、待機時消費電力を抑える事ができないか確認するために購入したものです。

 購入品
ラズパイを用のUPSは色々ありますが、中野島ロボットがAmazonで購入したのものはRPiUPSPack Standard V3P と言うボードで、価格は2,698円でした。

 

開封
結構コンパクトなパッケージで到着しました。
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部品は基板とネジ類、4,000mAhのリチュームイオンバッテリーのセットです。

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追加で購入した10,000mAhのバッテリーと並べてみます。

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おっとここで計算外です。10,000mAhのバッテリーは基板より一回り大きいです。UPSの基板はラズパイと同じ大きさなので、バッテリーがはみ出してしまいます。普通の人ならこれはちょっと困ると思います。f:id:nakarobo:20210811094118j:plain中野島ロボットの場合は、今からケースを考えるので大丈夫です。
UPSの基板はこんな感じでType-Cの充電用コネクタとTypeAの給電用コネクタが二つあります。供給できる電流は合わせて3Aまでです。

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ラズパイにUSB給電ではなく、コネクタ給電する場合は、自分で付属のヘッダピンをはんだ付けする必要があります。裏はとってもシンプルです。

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それではTypeCのUSBコネクタを繋いでバッテリーの充電開始です。

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10,000mAhの方だとこんな感じ。だいぶUPS基板よりおおきいです。

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使い方
といっても以下のURLにマニュアルとユーティリティがおいてあります。ユーティリティをダウンロードして使用します。特別なドライバーはありません。

github.com

 

充電時間の計測
このUPSボードは4つのLEDで充電状態が把握できて、それぞれ

消灯 0%
1個 25%
2個 50%
3個 75%
4個 フル充電

となっています。接続時の最大は12Wだったので、5Vで給電されているので、つまり電流は2.4A流れていることになります。
つまり4つのLEDが点灯するまでは、4、000mAhの場合は14.8Whなので1時間15分くらい、10,000mAhの場合は37Whの場合は約3時間で充電されます。といっても充電時間はマニュアルに乗っている時間とだいたい同じだったので割愛します。

しかし
このUPSはLEDが4個になってからも充電LEDが点滅から点灯に変わるまでに、しばらく時間がかかっているので、気になって計測してみました。
今回はマニュアルに乗っていない、LEDが4個になってからフル充電までの時間を計測します。


 計測手順
ひたすら充電しているのを見て記録するなんともアナログなやり方です。なおマニュアルには放電特性は書かれていますが、どの程度充電に時間がかかるかは書かれていません。
 

経過
10,000mAhバッテリの場合は約4時間で完全に充電されました。

8:00 4LED 12W 充電LED点滅
9:00 9W
10:00 8W
10:15 7W
10:23 6W
10:48 5W
11:00 4W
11:18 3W
11:51 3W
11:52 0W 充電LED 点灯 

4,000mAhバッテリの場合は約50分で完全に充電されました。
19:50 4LED 12W 充電LED点滅
20:00 10W
20:05 8W
20:13 5W
20:19 4W
20:25 3W
20:30 3W
20:38 0W 充電LED 点灯

 

結果
10,000mAhの方でLEDが4つ点灯してから4時間、4,000mAhの方で1時間で、完全充電=充電停止となることが分かりました。
購入時の参考になれば。

 

つづきに
バッテリーに充電が完了したので、次回はRPi4に接続して動作確認を行います。
ちょっとラズパイを持ち出したいときや、移動したい時に電源を落とさないようにするときにも使えますね。今日も瞬低が一度あったのですが、なんともありませんでした。雷の多い地方の人には役立つかもしれません。

 

いつかにつづく

 

購入品情報
ラズベリーパイリチウム電池の拡張ボードです。RPi4B本体だけなら4,000mAhの方で約5.5時間、10,000mAhの方は約14.5時間の駆動が可能なんだそうです。 

 10,000mAhのリチュームイオンバッテリーはサイズがラズパイより大きいので注意です。