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設備のマニアどっとこむ

設備、電子工作、DIYのブログ!

08/20

Sun

2017

自作UPSでラズパイを動かす

ラズパイは型落ちのPCぐらいの性能があって使い勝手もいいので様々な用途に応用できます。なかでも、ネットワークの知識があればサーバーにしたり、Twitterのbotにして勝手につぶやいたりと、ラズパイを24時間起動するというハードな使い方をしている例も多々あるみたいです。

24時間起動するにあたって少し気になるのが電源で、ラズパイはデスクトップPCのような電源ユニットもないしノートPCのようなバッテリーも搭載されてません。USBから直接5V電圧をとる方式ですこしでも電源の状態が悪いと起動不良を起こしたりしてしまいます。(特にラズパイ3)

そこで簡易的なUPS(無停電電源装置)を作って瞬低と少しの停電に対応できるようにしてみました。



・・・非常にわかりにくいのですが、コンセント100Vをトランスで12Vにして、整流回路に突っ込んでいます。直流になった12Vをチャージコントローラーに通し、バッテリーに充電しつつインバータで100Vを使用できる様にしています。

構成図はこちら↓


簡単な整流回路ですが、波形をみたらそうでもない気がします。
一応直流12Vが作れてそうです。
 
ブレーカがON状態であればバッテリーを充電しながらAC100Vが使えます。
※太陽光パネル用のチャージコントローラーなのでSUNのところが点灯してると充電中ということです。

ここでブレーカーをOFFにすると・・。

/パチッ\



大丈夫でした!ラズパイとモニターもしばらく使えます。
(ただしみるみるうちにバッテリー電圧が下がってきます。)


これでちょっとぐらい電源に異常があってもラズパイを起動し続ける事が可能になりました!
でもチャージコントローラも本来の使い方じゃないし、ラズパイを起動中に停電させると壊れる可能性大なのでかなりリスキーです。マネはしないでください。
(オシロスコープを提供してくださったSさんありがとうございました。)







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07/31

Mon

2017

ラズパイCPUの温度を下げる方法

raspberrypi3を購入して1か月ぐらい経つのですが、とある事に気づきました。

それは・・・。

CPUがとにかくアツい

ということです。実際いろいろと調べてみましたが、
raspberrypi 2から3になった際にCPU性能は向上しているのですが、サイズはそのままの為、発熱量は増加しているみたいです。

現在どれくらいのCPU温度なのか確認してみます。下記のコマンドで調べることができます。
※値は1000分の1して下さい。


$ cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp





50度超えています。

一応仕様では0~70℃とありますが、感覚的には40~45度ぐらいに抑えたいところ。
Twitterで「ラズパイ 温度」で検索すると45~60度と幅広い温度で使っている人が多いみたいです。(常時起動して温度をつぶやくプログラムです。)

とりあえず、やれることは3つです。

・CPUにヒートシンクを取り付ける。
ケース付属する場合もありますが、単体でも買えます。両面テープでCPUに直接ぺたっとつけます。



・ケースにファンを取り付ける。

これは結構苦労しました。なぜなら先にケースを買ってしまっていたからです。
ケースに穴を開けて取り付けました。

まずビス用の穴を4つあけて、
そのあと風の通る穴を開けて内側にファンを取り付けました。

そして5VピンとGNDにメスコネクタを接続します。

これで完成!

・周囲温度を下げる。
サーバールームだと周囲温度23度~26度、相対湿度40~60%くらいです。まあ夏場でもエアコン入れておけば大丈夫ですかね・・。

そしていろいろやった結果・・。


44度まで下がりました。

これで夏場も乗り切れそうです。今のところ常時起動する予定はないですが、熱対策しないでラズパイで遠隔監視とかしていると最悪CPUが焼ける気がします。皆さんご注意を!!







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07/18

Tue

2017

ラズパイとScratchでマグネットスイッチを動かす

ついにラズパイを買ってしまった。

 いままでarduinoなどを使ってPCから電気設備を制御していたがarduinoIDEはC言語をベースにしており、プログラミング初心者にはハードルが高かった。一方ラズパイもPythonが主流だが、Scratchを使えばかなり簡単にできることがわかった。今回ON、OFFのデジタル入出力だけだが、マグネットスイッチを動かすところまで紹介したい。

<準備するもの>
・ラズパイ本体 (Raspberry Pi 3 Model B)

・HDMI対応のモニター、ケーブル
・USBキーボード
・USBマウス
・マイクロSDカード(8GB程度)
・ブレッドボード
・オスーメス コネクタ
・5V リレー

・入力用スイッチ
・マグネットスイッチ (コイルが100Vのもの)
・電材等

今回はゼロからそろえるとかなりの金額になってしまうかもしれない。
アルティメット的にはラズパイ(と電源アダプタ)、USBキーボード、オスーメス コネクタ HDMIケーブルのみ購入し、あとはもともと持っていたものを使用した。
注意しなければならないのがラズパイはUSBより電源をとるときかなりの電流が流れるので電源アダプタをセットで購入するのをおススメしたい。どうやら容量が足らないと起動不良になることがあるようだ。


今回はラズパイの初期セットアップは割愛する。※「ラズパイ 初期設定」などでググると詳細の記事が出てくるので参照してください。

セットアップが無事できたとして接続は以下の通り

まず5VリレーはVCCへ5V、GNDにラズパイのグランド、そして使用するリレーのIN端子にラズパイのGPIO端子をそれぞれブレッドボード経由で接続する。(メスーメスケーブルがあればそのまま接続しても構いません)
入力信号用スイッチはGPIO→スイッチ→抵抗(10KΩ程度)→グランドで接続してボタンをおすと1が0になるようにする。 LEDは動作確認用なのであってもなくても問題なし。

続いて制御プログラムだが、Scratchだとかなり簡単。今回はScratch GPIOを使用するので下記コマンドでダウンロードする。
wget http://goo.gl/Pthh62 -O isgh5.sh --no-check-certificate
bash isgh5.sh
この2行だけでデスクトップにアイコンができる。これで開発が可能

↑scratch GPIO作成画面
※作成したプログラムはhttps://scratch.mit.edu/でultimatemasashi名義でアップロードしているので検索して確認してください。※GPIOのピン番号はスクラッチのプログラムと合わせる必要があります。

これでscratchから5Vリレーを動作させることができたら、100V回路を作成する。

100V電源からマグネットスイッチのコイルまでを割って入るようにリレーの接点を接続する。※感電に注意。

うまくいけばこの様に動作する。
入力スイッチはサーマルリレーの模擬信号としてマグネットをトリップさせている。
※なぜか100V電源を入れると不安定な動作をするのでscratchプログラムで若干タイマーを入れてます。電磁誘導??


arduinoに比べて開発はかなり簡単だった。今回はHDMIモニターをみながらマウスで操作したが、タッチパネルを使えばそのまま盤に組み込めそうだ。
 しかしながらセンサーからのアナログ入力はarduinoの様に0~5Vレンジでそのまま使えないので(しかも入力は3.3V)専用のセンサーボードを購入する必要があるみたいだ。

とはいうものの、この調子でやっていくと買い物が増えそうなので予算と時間と相談しながらやっていく予定です… 乞うご期待!







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プロフィール

HN:
アルティメット雅史
性別:
男性
自己紹介:
製油所、データセンター、化学工場を渡り歩いた設備のマニア
最近はarduinoあたりの電子工作にハマる。
取得資格は電験3種、消防設備士甲4、2級ボイラー技士、危険物乙4、電工2種、技術士一次試験合格(電気・電子)、エネ電合格、フォークリフトほか

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